Thermo Solid Core Technical Compendium

Význam tématu

V moderní kapalné chromatografii je klíčové dosáhnout vysoké účinnosti oddělení při zachování přijatelného provozního tlaku. Tradiční sub-2 µm plně porousní fáze sice zvyšují efektivitu, avšak vyžadují velmi vysoké tlaky a často i speciální UHPLC aparaturu. Pevná jádra (solid core) kombinují výhody krátké difúzní dráhy s nižšími tlaky a otevírají nové možnosti bez nutnosti zásadních investic do vybavení.

Cíle a přehled studie / článku

Tento souhrn shrnuje sadu technických poznámek Thermo Scientific Accucore, v nichž se porovnává vlastnosti sloupků se solid-core částicemi (2,6 µm a 4 µm) s běžnými plně porousními sloupky (5, 3 i sub-2 µm). Hlavní cíle jsou: posoudit provozní tlak vs. tok, efektivitu (HETP), impedance, selektivitu, stabilitu a robustnost, produktivitu analýz a citlivost, zároveň předvést metodický převod klasických podmínek na rychlá oddělení.

Použitá metodika a instrumentace

UltiMate 3000 HPLC systém byl dimenzován pro měření: tlaku vs. průtoku, van Deemterových závislostí, kinetických grafů (impedance), radarových testů selektivity podle Tanaky (hydrofobnost, sterické efekty, sekundární interakce), testů přetížitelnosti, analyzátoru citlivosti a stability kolony po desetitisících objemů mobilní fáze.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 HPLC
• Kolony Accucore C18, C8, PFP, Phenyl-Hexyl, aQ, HILIC (2,6 µm a 4 µm)

Hlavní výsledky a diskuse

• Provozní tlak solid-core 2,6 µm je přibližně poloviční oproti plně porousnímu sub-2 µm, a zároveň dvojnásobná efektivita na stejném průtoku.
• Solid-core 4 µm sloupky poskytují až o 75 % vyšší účinnost než 5 µm sloupky a vyšší než 50 % než 3 µm sloupky, přičemž tlak zůstává v rozsahu 200–300 bar.
• Impedance je u solid-core sloupců nejnižší, což znamená rychlejší oddělení při nižším tlakovém zatížení.
• Radarové testy pro C18 fáze ukázaly nejvyšší sterickou selektivitu na Accucore C18 a velmi nízkou míru sekundárních interakcí, plná hydrofobní a hydrogen-bonding charakteristika.
• Metoda přetížitelnosti pro sloupky 2,6 µm prokázala lineární rozsah až do 2 µg bez zhoršení tvaru piků.
• Stability sloupku Accucore XL C8 4 µm pro analýzu NSAID byla potvrzena po 2 200 injekcích (45 000 objemů), s %RSD retenčního faktoru ≤ 0,8 % a účinnosti ≤ 1,5 %.
• V gradientních metodách se pevná jádra osvědčila v nárůstu kapacity píků až o 50 % nebo snížení doby analýzy dvojnásobně při zachování rozlišení.
• Snímání šum/sig noise ukázalo zlepšení citlivosti o 100–140 % ve srovnání s 5 µm i 3 µm sloupky.

Přínosy a praktické využití metody

Solid-core sloupky umožňují zvýšit propustnost laboratoře, snížit spotřebu mobilní fáze, dosáhnout vyšší citlivosti v stopových analýzách a snadno převést stávající metody z 5 µm materiálů bez nutnosti nákladné revalidace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření solid-core technologií do nanoLC a biopolymerních separací.
• Integrace sloupců do mikrofluidních systémů pro vysokou propustnost.
• Vývoj nových fází s rozšířenou pH stabilitou a hybridními selektivními mechanizmy.
• Využití v komplexní metabolomice a vysoce citlivé QC/QC monitorování.

Závěr

Accucore solid-core kolony 2,6 µm i 4 µm nabízejí vynikající kompromis mezi vysokou účinností, nízkým provozním tlakem a robustností. Umožňují rychlá, citlivá a reprodukovatelná oddělení na běžných HPLC systémech bez nutnosti investic do UHPLC.

Reference

• J.J. Kirkland et al., J. Chromatogr. Sci. 7 (1969) 7–12.
• J.J. Kirkland et al., J. Chromatogr. A 890 (2000) 3–13.
• J.C. Giddings, Anal. Chem. 39 (1967) 1027–1028.
• G. Desmet et al., LC GC Europe 18 (2005) 403–408.
• D.V. McCalley, J. Chromatogr. A 1217 (2010) 4561–4567.