Efficient Separations Obtained by Using Smaller Particle Size Analytical Columns with a High-Pressure Ion Chromatography System

Význam tématu

Použití menších částic v analytických kolónách ve spojení s vysokotlakou iontovou chromatografií umožňuje dosáhnout výrazně lepší separační účinnosti, rychlejších analýz a vyšší propustnosti laboratoří. Tato metoda je klíčová pro spolehlivou detekci anorganických aniontů, organických kyselin a kationtů v náročných vzorcích, jako jsou pitné či průmyslové vody, ovocné šťávy nebo víno.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem posteru je demonstrovat výhody analytických kolón s pryskyřičným náplní o velikosti částic 4 µm (IonPac AS11-HC-4µm, AS18-4µm, CS19-4µm) při pracovních tlacích až 5000 psi na modifikovaném systému Thermo Scientific Dionex ICS-5000 HPIC. Studie hodnotí separaci anorganických aniontů, organických kyselin a kationtů v různých matricích a porovnává je s konvenčními pryskyřicemi 9 µm.

Použitá metodika a instrumentace

• Systém: Thermo Scientific Dionex ICS-5000 Capillary HPIC modifikovaný pro provoz až 5000 psi
• Kolóny: Dionex IonPac AS11-HC-4µm (4 × 250 mm), AS18-4µm (2 × 150 mm), CS19-4µm (4 × 250 mm), prototypy v různých průměrech (0,4; 2; 4 mm i.d.)
• Eluentní systém: prototypové vysokotlaké eluentové generátory (EGC KOH, EGC III KOH, EGC MSA)
• Potlačovače: Dionex ASRS/CSRS 300, režim AutoSuppression™ (recyklace či externí voda), detekce potlačenou vodivostí
• Software: Thermo Scientific Dionex Chromeleon Chromatography Data System
• Příprava vzorků: prosté ředění a filtrace (0,45 µm), bez další chemické úpravy

Hlavní výsledky a diskuse

• Anionty: kompletní separace anorganických aniontů v min. 4 min na AS18-4µm kolóně při 1,0 mL/min a až 4233 psi
• Organické kyseliny: rozlišení až 36 sloučenin (kyseliny a anionty) v jedné analýze ovocných šťáv a vína, lepší baseline rozlišení formiát/butyrát, methylsulfonát/pyruvát, bromát/chlorid oproti 9 µm kolónám
• Kationty: separace šesti běžných kationtů (Li⁺, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺) do 7 min na CS19-4µm kolóně při 0,8–1,5 mL/min a tlacích nad 3000 psi
• Efektivita: 4 µm pryskyřice udržují vysoké početní efektivity i při zvýšených průtocích, čímž minimalizují ztráty rozlišení při zrychlení analýz

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení doby analýzy a zvýšení denní propustnosti laboratoře
• Vylepšené špičkové rozlišení komplikuje integraci blízkých píků, zvyšuje přesnost a reprodukovatelnost výsledků
• Aplikace v QA/QC, environmentálních a potravinářských laboratořích pro rychlou kontrolu kvality vody, nápojů a průmyslových vzorků

Budoucí trendy a možnosti využití

Nadále se očekává rozšíření menších částic v kolónách o průměrech 2 a 4 mm, vývoj ještě vyšších provozních tlaků a integrace inline generace eluenta. Popularizuje se spojení HPIC s hmotnostní spektrometrií a automatizovanými platformami pro online či polní analýzy, stejně jako minimalizace spotřeby eluenta a reagencií.

Závěr

Kombinace menších pryskyřičných částic (4 µm) a vysokotlakého Dionex ICS-5000 HPIC systému přináší výrazné zlepšení separační účinnosti, kratší doby analýzy a vyšší propustnost. Proto je tento přístup perspektivní pro moderní analytické laboratoře vyžadující rychlé a spolehlivé výsledky.

Reference

1. Thermo Fisher Scientific. Application Note 154: Determination of Inorganic Anions in Environmental Water Using a Hydroxide-Selective Column.
2. Thermo Fisher Scientific. Application Note 143: Determination of Organic Acids in Fruit Juices.
3. Thermo Fisher Scientific. IonPac CS19 technical documentation: http://www.dionex.com/en-us/products/columns/ic-rfic/cation-packed/ionpac-cs19/Ip-110108.html