Shimadzu LC World Talk 2006

Význam tématu

Analytické metody umožňující zkrácení doby HPLC analýzy, zachování vysoké separační účinnosti a současně nízkého provozního tlaku jsou v praxi klíčové pro zvýšení laboratorní produktivity, snížení spotřeby mobilní fáze a rozšíření schopností již existujících přístrojových sestav.

Cíle a přehled článku

Článek představuje koncepty „Fast LC“ založené na:

• použití uniformního 2,2 µm plniva (Shim-pack XR-ODS) pro optimální poměr účinnosti a tlaku,
• provoz při zvýšené teplotě kolony (až do 85 °C, případně 150 °C),
• moderní sestavě Prominence HPLC s vysokou přesností dávkování a ultra-rychlým autosamplerem SIL-20A.

Navazuje na prezentaci LCMS–IT–TOF analýzy antibiotika amoxicilinu a představení nového aplikačního laboratoře Shimadzu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro Fast LC:

• HPLC systém Prominence: LC-20AD pumpy, CBM-20A řídicí modul, SIL-20A autosampler, CTO-20AC / CRB-6A kolonnová trouba.
• Kolony Shim-pack XR-ODS 2,2 µm a ZirChrom-PBD.

Pro LCMS–IT–TOF analýzu amoxicilinu:

• Prominence LC se Shim-pack VP-ODS 4,6×150 mm, 4 µm.
• Shimadzu LCMS-IT-TOF s ESI zdrojem.
• Analyzační režimy MS1–MS3, rozlišení TOF, hmotnostní přesnost <5 ppm.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Fast LC

• Použití 2,2 µm plniva generuje podstatně nižší zpětný tlak než sub-2 µm kolony, přitom poskytuje obdobnou účinnost.
• Na příkladech oddělení alkalofenonů, PTC-derivátů aminokyselin a DNP-derivátů karbonylových sloučenin bylo dosaženo 4–6× zkrácení analýzy bez ztráty rozlišení.
• Vysokoteplotní režim (50–80 °C) dále snižuje HETP, zvyšuje difuzi a snižuje tlak, umožňuje téměř dvojnásobné zvýšení průtoku.
• Ultra-rychlé gradientní běhy (cykly pod 30 s) pro směsi alkalofenonů prokázaly vynikající reprodukovatelnost retenčních časů (<0,1 % RSD) a ploch píku.

2. LCMS–IT–TOF analýza amoxicilinu

• Amoxicilin (C16H19N3O5S, [M+H]+ 366,1118 m/z) byl sledován v režimu MS2 a MS3. Charakteristické štěpení: ztráta NH3 (349,085 m/z) a otevření β-laktamového kruhu (160,043 m/z).
• Měřená hmotnostní odchylka <3,5 ppm bez použití vnitřního standardu.
• Rychlé přepínání polarity (100 ms) a simultánní extrakce iontů z iontové pasti vedou k vysokému rozlišení a přesnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Fast LC přináší výrazné zvýšení denní propustnosti laboratoře, úsporu organické fáze a snížení nároků na tlakové komponenty. Vysokoteplotní provoz a modulární HPLC platforma Prominence umožňují rychlé přechody mezi standardními a „fast“ režimy analýzy bez kompromisů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj materiálů plniv kolem 2 µm pro speciální separace.
• Automatizované multimodální systémy pro vysokoprocesní nasazení ve farmaceutické a potravinářské QA/QC.
• Integrace vysokoteplotních a mikroplošných technik pro další zkrácení analýzy.

Závěr

Prezentované přístupy Fast LC kombinují optimální velikost plniva 2,2 µm, řízenou teplotu kolony a vysoce výkonnou HPLC platformu Prominence. Výsledkem je významné zkrácení doby analýzy při zachování špičkové účinnosti a nízkého provozního tlaku. LCMS–IT–TOF dále dokládá schopnost spolehlivého kvalitativního potvrzení a strukturálního rozboru sloučenin s vysokou hmotnostní přesností.

Reference

• Heller D.N., Ngoh M.A. Rapid Commun. Mass Spectrom. 1998;12:2031–2040.
• Fagerquist C.K., Lightfield A.R. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2003;17:660–671.
• Baere S.D., Cherlet M., Baert K., De Backer P. Anal. Chem. 2002;74:1393–1401.
• Fagerquist C.K., Lightfield A.R., Lehotay S.J. Anal. Chem. 2005;77:1473–1482.
• Nägele E., Moritz R. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2005;16:1670–1676.