Rapid Screening Method for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Using an Advanced UHPLC Column and System

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) patří mezi vysoce toxické a karcinogenní látky priority sledované řadou regulačních orgánů, včetně americké EPA (Method 610). Rychlá a spolehlivá chromatografická analýza PAU je klíčová v environmentální, potravinářské a průmyslové analytice. Využití pokročilých UHPLC technologií umožňuje zkrátit dobu analýzy, zvýšit propustnost laboratoří a zároveň zachovat vysoké rozlišení kritických párů analytů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo demonstrovat výkon kombinace Thermo Scientific Hypersil GOLD VANQUISH 1,9 µm UHPLC kolony a Vanquish UHPLC systému při rychlém screeningu 16 klasických PAU. Studie porovnala vícelinární a nelineární gradienty, různou délku kolony (100, 150, 200 mm) a ověřila možnost provozu při zvýšených průtocích (500 µL/min) a vysokých tlacích až do 1500 bar za účelem zkrácení doby analýzy a zlepšení rozlišení.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzor: certifikovaný kalibrační mix 16 PAU (10 µg/mL v acetonitrilu): naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene, benzo(ghi)perylene, indeno(1,2,3-cd)pyrene.
• Kolony: Hypersil GOLD VANQUISH C18, 1,9 µm, rozměry 100 × 2,1 mm, 150 × 2,1 mm, 200 × 2,1 mm.
• Mobilní fáze: A – methanol/voda 50:50 (v/v), B – acetonitril.
• Gradient: vícelinární (20 % → 100 % B za 8 min) a nelineární (zlepšené rozprostření analytů a vyšší rozlišení kritického páru acenaphthene/fluorene).
• Průtok: 500 µL/min; teplota kolony: 40 °C (lineární), 30 °C (nelineární); objem injekce: 1 µL; detekce UV při 254 nm.
• Instrumentace: Vanquish UHPLC System (Base VH-S01-A, Binary Pump H VH-P10-A, Split Sampler HT VH-A10-A, Column Compartment H VH-C10-A, Active Pre-heater, Diode Array Detector HL, LightPipe™ 10 mm flow cell), Virtuoso Vial Identification System, Chromeleon 7.2 SR2 CDS s UHPLC method transfer tool.

Hlavní výsledky a diskuse

Nasazení nelineárního gradientu umožnilo rovnoměrnější rozložením 16 PAU v chromatogramu a zvýšilo rozlišení kritického páru acenaphthene/fluorene nad hodnotu Rs > 1,5. Při 500 µL/min dosahoval systém na 100 mm koloně tlaku až 815 bar, na 150 mm 1115 bar a na 200 mm 1370 bar, přičemž kolony i systém umožňují provoz až do 1500 bar. Změna délky kolony vedla k lineárnímu zvýšení doby analýzy (10 → 20 min) a k výraznému nárůstu rozlišení pro cílové PAU.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlý screening 16 PAU v jedné analýze pod 10 minut.
• Vysokotlaký provoz až do 1500 bar umožňuje volbu vhodné délky kolony podle požadavků na rozlišení.
• Non-lineární gradienty poskytují lepší celkové rozložení špiček a vyšší citlivost pro kritické páry.
• Software umožňuje snadný přenos metody mezi kolony různé délky a zjednodušuje validaci v QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj UHPLC technologií se zaměří na ještě vyšší tlaky (> 1500 bar), nové stacionární fáze s jemnějšími částicemi a optimalizované gradientní profily řízené umělou inteligencí. Integrace s HRMS detektory může poskytnout potvrzovací analýzu a zlepšit selektivitu v komplexních matricích. Automatizované přípravné systémy a on-line vzorkovače rozšíří možnosti kontinuálního monitoringu životního prostředí.

Závěr

Kombinace Hypersil GOLD VANQUISH 1,9 µm UHPLC kolony a Vanquish UHPLC systému nabízí robustní a vysoce výkonnou metodu pro rychlé screenování PAU. Vyšší průtoky a možnosti provozu při extrémních tlacích umožňují flexibilní přizpůsobení délky kolony cílovým požadavkům na rozlišení bez kompromisů v citlivosti.

Reference

• U.S. Environmental Protection Agency. Method 610: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons (PAH).
• Hillbeck D. Rapid Screening Method for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Using an Advanced UHPLC Column and System. Thermo Fisher Scientific Application Note AN21497-EN, 2016.