Feed injection při vysokém tlaku pomocí Agilent 1290 Infinity III Hybrid Multisampleru

Abstrakt

Tento technický přehled demonstruje schopnost autosampleru Agilent 1290 Infinity III Hybrid Multisampler pracovat při zvýšeném tlaku. Díky možnosti provozu až do 1300 bar a eliminaci rozšiřování chromatografických píků při vyšších nastřikovaných objemech pomocí režimu Feed Injection umožňuje tento přístup použití delších kolon s částicemi menšími než 2 µm bez gradientního zpoždění a se zlepšeným tvarem píků. Výsledkem je spolehlivá automatická integrace a robustní kvantifikace.

Úvod

Moderní analytické metody pro stanovení reziduí pesticidů jsou založeny na multireziduálních metodách, které umožňují stanovení stovek pesticidů v jedné LC/MS/MS analýze. Pro jejich chromatografickou separaci se používají moderní separační kolony, typicky o rozměrech 2,1 × 150 mm s částicemi o velikosti 1,9 µm. Taková konfigurace vyžaduje provoz kapalinového chromatografu při velmi vysokých tlacích, často až 1300 bar.

Autosampler Agilent 1290 Infinity III Hybrid Multisampler je schopen v tomto tlakovém rozsahu pracovat. Kromě toho umožňuje provoz ve dvou režimech: klasickém flow-through režimu a režimu Agilent Feed Injection. Režim feed injection pomáhá eliminovat rozšiřování a štěpení píků, ke kterým může docházet při klasickém flow-through nástřiku, zejména při nástřiku vzorků rozpuštěných v rozpouštědlech s vysokou eluční silou a při vyšších nastřikovaných objemech.

Experimentální část

Přístrojové vybavení

• Agilent 1290 Infinity III High-Speed Pump (G7120A)
• Agilent 1290 Infinity III Hybrid Multisampler (G7137B)
• Agilent 1290 Infinity III MCT (G7116B)
• Agilent Ultivo Triple Quadrupole LC/MS se zdrojem Agilent Jet Stream

Software

• Agilent MassHunter Acquisition Software (v. 12.2)
• Agilent MassHunter Qualitative Analysis Software (v. 12.0)
• Agilent MassHunter Quantitative Analysis Software (v. 12.1)

Kolona

• Agilent InfinityLab Poroshell 120 Phenyl-Hexyl, 2,1 × 150 mm, 1,9 µm
  (číslo dílu 699675-912)

Chemikálie

• 5M roztok mravenčanu amonného (G1946-85021)
• Kyselina mravenčí pro LC/MS (G2453-85060)

Standardy

Použity byly standardy Canada Cannabis Pesticide Kit (2020) v pěti subsměsích po 1 mL (PST-CBS-CAN).

Parametry metody (UHPLC)

• Průtok: 0,6 mL/min
• Mobilní fáze:
  • A: 5 mM mravenčan amonný + 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě
  • B: 5 mM mravenčan amonný + 0,1 % kyselina mravenčí v methanolu
• Gradient:
  • 0,0 min – 5 % B
  • 8,0 min – 95 % B
  • 9,0 min – 100 % B
• Stop time: 9 min
• Post time: 2 min
• Teplota kolony: 55 °C
• Oplach jehly: 3 s acetonitril
• Nastřikované objemy: 2, 5 a 10 µL
• Rychlost feed injection: 60 µL/min
• Overfeed objem: 4 µL

Parametry hmotnostní spektrometrie

• Akviziční režim: dMRM
• Polarita: pozitivní nebo negativní (dle sloučeniny)
• Napětí na kapiláře:
  • 4000 V (pozitivní režim)
  • 3000 V (negativní režim)
• Průtok sušícího plynu: 10 L/min
• Teplota sušícího plynu: 200 °C
• Tlak nebulizátoru: 35 psi
• Sheath gas: 10 L/min, 200 °C
• Napětí trysky: 300 V
• Rozlišení Q1/Q2: jednotkové (0,7 amu)
• Delta EMV: 0 V

Kalibrace

Ze zásobního roztoku o koncentraci 1 ppm, obsahujícího všechny pesticidy, byly připraveny kalibrační standardy o koncentracích: 100, 20, 10, 2,0, 1,0, 0,2, 0,10 a 0,02 ppb. Pro ředění kalibračních standardů byl použit acetonitril.

Výsledky a diskuze

Kalibrační křivky multireziduální metody zahrnující přibližně 120 pesticidů měřených pomocí dMRM byly použity k porovnání tvaru píků a mezí kvantifikace (LOQ) při použití režimu feed injection a klasického flow-through režimu. Separace byla prováděna na koloně délky 150 mm a při zvolených podmínkách byl nutný provoz při tlacích nad 1000 bar.

Kalibrační křivky byly získány pro koncentrace až do 0,02 ppb (20 ppt) a každý kalibrační bod byl měřen třikrát. Koncentrace kalibračních roztoků byly připraveny zředěním pomocí silně eluujícího rozpouštědla acetonitrilu a přímo nadávkovány oběma režimy nástřiku s různými objemy. Příklad chromatogramu zobrazující eluční vzorec pro MRM přechody je zobrazen na obrázku 1.

Agilent Technologies: Obrázek 1. MRM více pesticidů získané v režimu Feed Injection s injekcí 2 µl o koncentraci 10 ppb.

Pro ukázání účinku režimů nástřiku při různých objemech nástřiku bylo vybráno pět píků s odstupem v elučním čase přibližně 0,5 až 1 minuta. První eluující sloučeninou byl dinotefuran, zatímco poslední vybranou sloučeninou byl propoxur. V tomto rozsahu retenčního času (až do přibližně 4,5 minuty) eluovalo 25 sloučenin, což představuje polovinu celkové doby analýzy. Vybrané píky nastřikované oběma režimy nástřiku v objemu 2 µl jsou přehledně znázorněny na obrázku 2. Pro tento nastřikovaný objem jsou tvary píků dosažené pomocí obou režimů nástřiku srovnatelné, s výjimkou první eluované sloučeniny.

Agilent Technologies: Obrázek 2. Kalibrační bod o koncentraci 10 ppb nadávkován v režimu Feed Injection (horní řádek) a klasickém režimu průtoku (spodní řádek) při objemu nástřiku 2 µl. Posun retenčního času je způsoben větším "delay volume" v režimu průtoku.

Při zvýšení nasttřikovaného objemu na 5 µL se u flow-through režimu projevil výrazný vliv silného elučního rozpouštědla: první pík vykazoval jasné štěpení, další sloučeniny tvorbu boulí nebo frontování. Naproti tomu v režimu feed injection nebyl zaznamenán žádný negativní vliv na tvar píků a poměr signálu k šumu byl vyšší.

Agilent Technologies: Obrázek 3. Kalibrační bod o koncentraci 10 ppb nadávkován v režimu Feed Injection (horní řádek) a klasickém režimu průtoku (spodní řádek) při nastřikovaném objemu 5 µL.

Při nastřikovaném objemu 10 µL byly u klasického flow-through režimu pozorovány závažné deformace píků u všech sloučenin, včetně ztráty kvantifikace nejpolárnějších analytů. Feed injection režim i za těchto podmínek zachoval přijatelný tvar píků, s mírným rozšířením pouze u prvních dvou eluujících sloučenin.

Agilent Technologies: Obrázek 4. Kalibrační bod o koncentraci 10 ppb dávkovaný v režimu Feed Injection (horní řádek) a klasickém režimu průtoku (spodní řádek) při injekčním objemu 10 µL.

Meze kvantifikace (LOQ)

Výpočty LOQ ukázaly, že:

• při 2 µL jsou LOQ pro oba režimy srovnatelné,
• při 5 µL poskytuje feed injection zlepšení LOQ až 5×,
• při 10 µL dochází ke zlepšení citlivosti až 25× u později eluujících sloučenin.

Agilent Technologies: Obrázek 5. Limity kvantifikace (ppt) při srovnání režimu dávkování s dávkovaným objemem.

Závěr

Tento technický přehled ukazuje, že režim Agilent Feed Injection dostupný u Agilent 1290 Infinity III Hybrid Multisampler výrazně zlepšuje tvar chromatografických píků při dávkování vzorků rozpuštěných v rozpouštědlech s vysokou eluční silou. Zlepšený tvar píků vede k vyššímu poměru signál-šum, nižším mezím kvantifikace a umožňuje plně automatickou integraci bez nutnosti manuálních zásahů. Feed injection tak představuje robustní řešení pro vysoce citlivé multireziduální pesticidní analýzy při vysokých tlacích.