Direct Separations of the Six Positional Isomers of Disubstituted Benzoic Acids Using ACQUITY UPC2 Torus Columns

Význam tématu

Separační analýza pozičních izomerů disubstituovaných benzoových kyselin představuje významnou výzvu vzhledem k velmi podobným fyzikálně-chemickým vlastnostem těchto sloučenin. Přesné oddělení šesti izomerů dimethoxybenzoové a dimethylbenzoové kyseliny (DMBA) je klíčové pro průmyslový a klinický monitoring expozice trimethylbenzenu, kde se DMBA využívá jako indikátor v biologických matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl demonstrovat rychlou a efektivní separaci všech šesti pozičních izomerů dimethoxybenzoové kyseliny a šesti izomerů DMBA bez nutnosti předchozí derivatizace, a to za použití systému ACQUITY UPC 2 s fázemi Torus DIOL a Torus 2-PIC.

Použitá metodika a instrumentace

Pro chromatografii byl použit Waters ACQUITY UPC 2 System s následujícími komponentami:

• Kolony Torus DIOL 1,7 µm (3,0 × 100 mm) a Torus 2-PIC 1,7 µm (3,0 × 100 mm).
• Mobilní fáze A: nadkritický CO₂; fáze B: methanol s 0,2 % kyseliny mravenčí.
• Podmínky: průtok 1,2–1,5 mL/min, gradient 3,3–40 % B, teplota 60 °C, zpětný tlak 2175 psi.
• Detekce: UV/PDA při 240 nm s kompenzací 340–410 nm, MS (Waters TQD) v negativním režimu ESI, SIR m/z 149,1.
• Odběrné lahvičky: 12 × 32 mm skleněné vialy s preslit septy.

Hlavní výsledky a diskuse

Obě stacionární fáze umožnily úplné rozlišení všech šesti isomerů v časech 3,5–8,0 min:

• Torus DIOL zajišťuje separaci na základě polaritních a vodíkových interakcí.
• Torus 2-PIC kombinuje acid-base a π–π vazby, přičemž se mění pořadí elučních časů.
• U DMBA je klíčový separát 3,4-izomer dobře oddělen a detekován jak UV, tak SIR MS s vyšší citlivostí.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a selektivní separaci bez derivatizace.
• Vyšší citlivost a specifičnost díky SIR MS detekci minimalizující matrix interferences.
• Zrychlení workflow v QA/QC laboratořích a klinickém biomonitoringu expozice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Aplikace na jiné skupiny izomerních směsí a komplexní matricové vzorky.
• Integrace tandemové MS pro strukturální potvrzení izomerů.
• Vývoj nových selektivních fází pro ještě lepší rozlišení.
• Implementace ve vysokoprůtokových a miniaturizovaných systémech.

Závěr

ACQUITY UPC 2 Torus kolony DIOL a 2-PIC umožňují bezderivatizační a vysoce efektivní separaci všech šesti pozičních izomerů dimethoxybenzoové a dimethylbenzoové kyseliny. Kombinace UV a SIR MS detekce přináší robustní, citlivé a rychlé řešení pro průmyslový a klinický monitoring.

Reference

1. Schettgen T., Alt A. Dimethylbenzoic acids–metabolites of trimethylbenzene. Biomonitoring Methods, 2010, MAK Collection for Occupational Health and Safety, 237–259.