Transferring a Method for Analysis of DNPH-Derivatized Aldehydes and Ketones from HPLC to UHPLC

Význam tématu

Detekce a kvantifikace karbonylových sloučenin, jako jsou aldehydy a ketony, je zásadní pro hodnocení kvality ovzduší i vnitřního prostředí. Tyto látky mohou mít toxické účinky, dráždit dýchací cesty a v případě formaldehydu byla prokázána karcinogenní aktivita. Rychlá a citlivá analýza ve vzorcích vzduchu, vody či materiálů vyžaduje optimalizované chromatografické metody, které minimalizují čas, spotřebu rozpouštědel a přitom udržují vysokou přesnost a citlivost.

Cíle a přehled studie

Text popisuje přenos klasické HPLC metody pro stanovení 13 DNPH-derivatizovaných aldehydů a ketonů na UHPLC platformu Agilent 1290 Infinity II. Hlavním cílem bylo dramaticky zkrátit dobu analýzy a snížit spotřebu mobilní fáze bez negativního dopadu na přesnost, linearitu a detekční limity.

Použitá metodika a instrumentace

Pro srovnání byly využity tři chromatografické uspořádání:

• HPLC: Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18, 4.6×150 mm, 5 µm, 1.2 mL/min, doba běhu 34 min.
• UHPLC standardní: Agilent ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18, 2.1×50 mm, 1.8 µm, 0.25 mL/min, 11.5 min běhu.
• UHPLC rychlá: stejná kolona, zvýšený průtok 1.25 mL/min, doba analýzy 2.4 min.

Pro derivatizaci byla použita 2,4-dinitrophenylhydrazinová činidla a směs standardů obsahovala 13 derivátů při 30 µg/mL C v acetonitrilu. Detekce probíhala pomocí diodového pole při 360 nm.

• Agilent 1290 Infinity II LC: vysokotlaké čerpadlo, autosampler, termostat kolony, DAD.
• Software: Agilent OpenLab CDS ChemStation Edition C.01.07.
• Rozpouštědla: LC grade voda, acetonitril, acetone.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace UHPLC umožnila snížit dobu analýzy a spotřebu rozpouštědel o více než 60 % (běh 11.5 min) až 90 % (rychlý běh 2.4 min) oproti původnímu HPLC. Přesnost retence a plochy píků se pohybovala pod 0.15 % RSD pro retenční časy a pod 0.65 % pro plochy. Linearity všech derivátů vykázala korelační koeficienty nad 0.9998. Limity detekce (LOD) a kvantifikace (LOQ) se výrazně zlepšily u UHPLC metod, přičemž nejnižších hodnot bylo dosaženo ve zrychleném režimu s vyšším průtokem.

Přínosy a praktické využití metody

Úspora analytického času a rozpouštědel umožňuje vyšší vzorkovací kapacitu laboratoří a snížení provozních nákladů. Vysoká citlivost a reprodukovatelnost podporují aplikace v monitoringu ovzduší, průmyslovém QA/QC a environmentálních studiích. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu i výzkumné projekty zaměřené na oloveky emise karbonylových látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další optimalizace může směřovat k integraci hmotnostní detekce (LC–MS) ke zvýšení selektivity, vývoji automatizovaných přípravných postupů pro vzorky vzduchu i vody a rozšíření spektra analyzovatelných karbonylů. Využití monolitických kolon a ultra-rychlé gradientní eluce dále zkrátí dobu analýzy a umožní on-line monitoring.

Závěr

Přenos DNPH-HPLC metody na UHPLC platformu Agilent 1290 Infinity II potvrdil, že lze dosáhnout výrazného zkrácení analýzy a snížení spotřeby rozpouštědel až o 90 % bez kompromisů v oblasti přesnosti, linearity či detekčních limitů. Rychlý UHPLC režim představuje efektivní řešení pro rutinní a výzkumné analýzy karbonylových sloučenin.

Reference

1. Levart A., Veber M. Determination of aldehydes and ketones in air samples using cryotrapping sampling. Chemosphere, 2001, 44(4), 701–708.
2. Uchiyama S., Inaba Y., Kunugita N. Derivatization of carbonyl compounds with 2,4-dinitrophenylhydrazine and their subsequent determination by high-performance liquid chromatography. J. Chromatogr. B, 2011, 879(17–18), 1282–1289.
3. Zwiener C., Glauner T., Frimmel F. H. Method optimization for the determination of carbonyl compounds in disinfected water by DNPH derivatization and LC-ESI-MS-MS. Anal. Bioanal. Chem., 2002, 372(5–6), 615–621.