The Role of Temperature and Column Thermostatting in Liquid Chromatography
Technické články | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Řízená teplota v kapalinové chromatografii ovlivňuje dobu analýzy, separační účinnost i selektivitu látek. Zvýšením teploty dochází ke snížení viskozity pohonné fáze a k rychlejšímu difuznímu přenosu, což může vést k úzkým, ostřejším vrcholům, ale i k posunu či překlopení selektivity. Naopak nedostatečné vyrovnání teplot mezi pohonnou fází a kolonou nebo vznik třecího tepla může způsobit nerovnoměrné teplotní profily a zhoršit kvalitu separace.
Cílem článku je popsat principy a dopady teplotního řízení v HPLC/UHPLC. Studie analyzuje různé typy termosrážení kolony, význam předehřevu či ochlazení mobilní fáze, dopady třecího tepla na radikální a axiální teplotní gradienty a navrhuje optimální přístupy pro širokou škálu aplikací.
Řízení teploty je klíčovým parametrem v LC metodách. Volba principu termostatování musí odrážet konkrétní požadavky analýzy – zda je prioritou rychlost, účinnost, stabilita retence či selektivity. Kombinace adekvátního čidla, předehřevu mobilní fáze a post-kolónního chlazení umožňuje optimalizovat separace od standardních až po vysoce kritické aplikace.
HPLC
ZaměřeníVýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Řízená teplota v kapalinové chromatografii ovlivňuje dobu analýzy, separační účinnost i selektivitu látek. Zvýšením teploty dochází ke snížení viskozity pohonné fáze a k rychlejšímu difuznímu přenosu, což může vést k úzkým, ostřejším vrcholům, ale i k posunu či překlopení selektivity. Naopak nedostatečné vyrovnání teplot mezi pohonnou fází a kolonou nebo vznik třecího tepla může způsobit nerovnoměrné teplotní profily a zhoršit kvalitu separace.
Cíle a přehled studie
Cílem článku je popsat principy a dopady teplotního řízení v HPLC/UHPLC. Studie analyzuje různé typy termosrážení kolony, význam předehřevu či ochlazení mobilní fáze, dopady třecího tepla na radikální a axiální teplotní gradienty a navrhuje optimální přístupy pro širokou škálu aplikací.
Použitá metodika a instrumentace
- Kapalinové chromatografické systémy Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 RS a Vanquish UHPLC.
- Typy kolónových termostatů: blokový ohřev, still air (nehybný vzduch), forced air (vynucená cirkulace vzduchu) a Peltierovy elementy.
- Předohřívače mobilní fáze (aktivní a pasivní) a post-kolónní chladiče/ohřívače.
- Modelové vzorky (uracil, propranolol, parabeny, fenony) pro demonstraci vlivu teploty a třecího tepla.
Hlavní výsledky a diskuse
- Zvýšení teploty o 1 – 2 °C snižuje retenci o 1 – 2 % a zkracuje dobu analýzy, přičemž se zlepšuje separační účinnost.
- Isotermní termostatování (blokový ohřev, forced air) udržuje stěnu kolony na konstantní teplotě, ale bez předehřevu vzniká radiální tepelná mismatche, vedoucí k rozmazání nebo deformaci vrcholů.
- Adiabaticé podmínky (still air) řídí teplotu kolony podle teploty průtokové fáze, což snižuje ztrátu účinnosti, ale mění retenci a selektivitu vlivem třecího tepla.
- Třecí teplo při vysokých tlacích UHPLC vytváří radiální i axiální gradienty, které ovlivňují profil průtoku a šířku vrcholů. Řešením je adekvátní chlazení kolony nebo kompenzace nižší teplotou či předehřevem mobilní fáze.
- Post-kolónní chladič udržuje konstantní teplotu v detektorové smyčce a zabraňuje bublinám či kondenzaci v průtokových buňkách.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlejší analýzy a vyšší separační účinnost šetří čas a náklady ve výzkumných i průmyslových laboratořích.
- Možnost alternativní selektivity v aplikacích s polárními či iontovými sloučeninami.
- Zlepšení detekční citlivosti díky užším a vyšším chromatografickým vrcholům.
- Snadnější přenos metod mezi HPLC a UHPLC při kompenzaci třecího tepla.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozvoj Peltierových a hybridních termostatů pro širší rozsah teplot pod a nad okolní teplotu.
- Inteligentní řízení teplotních profilů v reálném čase s kompenzací třecího tepla.
- Pokročilé předehřevy a post-kolónní moduly integrované v systémech pro zachování účinnosti a reprodukovatelnosti.
- Prozkoumání sub-ambientních separací a analýz tepelně citlivých látek.
Závěr
Řízení teploty je klíčovým parametrem v LC metodách. Volba principu termostatování musí odrážet konkrétní požadavky analýzy – zda je prioritou rychlost, účinnost, stabilita retence či selektivity. Kombinace adekvátního čidla, předehřevu mobilní fáze a post-kolónního chlazení umožňuje optimalizovat separace od standardních až po vysoce kritické aplikace.
Reference
- Thermo Scientific Product Spotlight SP71195: Best in UHPLC Column Thermostatting to Fit All Needs, 2014.
- Thermo Scientific Poster Note PN71314: Thermostatting in UHPLC: Forced Air Mode, Still Air Mode, and Method Transfer, 2014.
- Dolan J. Separation Science. HPLC Solutions #53: Temperature and Retention.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
A More Flexible Column Thermostatting Technique in LC Method Transfer
2016|Thermo Fisher Scientific|Technické články
Michael Heidorn Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany Key Words Executive Summary Vanquish UHPLC System, Column Compartment, Mobile Phase Preheating, Thermal Mismatch, Frictional Heat, Forced Air, Still Air Method transfer is more than adjusting method parameters. When it comes to frictional…
Klíčová slova
frictional, frictionalthermostatting, thermostattinguhplc, uhplcheat, heatmismatch, mismatchvanquish, vanquishcolumn, columnhexanophenone, hexanophenonetemperature, temperaturethermal, thermalincrease, increaseheating, heatinginside, insidedecrease, decreasemodes
From HPLC to UHPLC: Method Transfer, What Should I Pay Attention to?
2016|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
From HPLC to UHPLC: Method Transfer, What Should I Pay Attention to? Dr. Frank Steiner Thermo Fisher Scientific, Germering/Germany The world leader in serving science A Well-Known Situation in the Lab • Why does a chromatogram recorded on system X……
Klíčová slova
gdv, gdvair, airforced, forcedstill, stillvanquish, vanquishfrictional, frictionaleluent, eluentcolumn, columnthermostats, thermostatssystem, systemtemperature, temperaturegradient, gradienthorizon, horizonthermostat, thermostatthermostatting
An instrument parameter guide for successful (U)HPLC method transfer
2018|Thermo Fisher Scientific|Příručky
WHITE PAPER 72711 An instrument parameter guide for successful (U)HPLC method transfer Authors Carsten Paul, Maria Grübner, Michael Heidorn, Matthias Krajewski, Sabrina Patzelt, Thomas Piecha, and Frank Steiner Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany Keywords UHPLC, HPLC, USP <621>, gradient delay…
Klíčová slova
pre, pregdv, gdvheater, heaterthermostatting, thermostattingvolume, volumecolumn, columntemperature, temperatureheating, heatingvanquish, vanquishair, airgradient, gradientstill, stillflex, flexheaters, heaterstransfer
Thermo Scientific Vanquish UHPLC System
2014|Thermo Fisher Scientific|Ostatní
Thermo Scientific Vanquish UHPLC System Best in UHPLC Column Thermostatting to Fit All Needs Product Spotlight The required technique to control the actual separation temperature is often underestimated and, in many cases, not well understood in UHPLC. Thermostatting has to…
Klíčová slova
thermostatting, thermostattinguhplc, uhplcair, airforced, forcedvanquish, vanquishviscous, viscousmismatch, mismatchstill, stillbest, bestheating, heatinguopt, uoptretention, retentionthermal, thermalcolumn, columnfit