Maximizing Resolution or Minimizing Analysis Time? Comparing and Evaluating Column Choices for High Speed and High Resolution LC

Význam tématu

Chromatografické metody s vysokou rozlišovací schopností a rychlostí analýzy jsou klíčové pro moderní laboratoře v oblasti farmacie, environmentální analýzy nebo potravinářského průmyslu. Volba optimální kombinace délky kolony, velikosti částic a provozních parametrů významně ovlivňuje kvalitu separace, čas analýzy i nároky na přístrojové vybavení.

Cíle a přehled studie

Autoři porovnali vliv různých chromatografických kolon (5 µm, 3,5 µm a sub-2 µm částice, délky 50–250 mm) při separaci modelových směsí (analgetika, NSAID, estrogeny, PAH). Hlavním cílem bylo vyhodnotit kompromis mezi maximální rozlišovací schopností (Rs) a minimalizací doby analýzy za různých teplotních a tlakových podmínek.

Použitá metodika a instrumentace

Vybrané sloupce: Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18/C8/Phenylhexyl s částicemi 1,8–5 µm. Provozní podmínky:

• LC systém: Agilent 1200 Rapid Resolution LC
• Detekce: DAD/UV při 215 nm, 220 nm nebo 254 nm
• Mobilní fáze: směsi acetonitrilu, methanolu a fosfátových pufrů (pH 2,4–7,5)
• Průtok: 0,4–2,5 mL/min
• Teplota kolony: 25–80 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání Van Deemterových křivek ukázalo, že sub-2 µm částice významně snižují redukovanou výšku destičky (h ≈ 2) a zvyšují počet plat (N). Při zvýšení teploty dochází ke snížení přenosové resistence (C-termin), ale nárůst longitudinalní difúze (B-termin) může mírně snižovat účinnost. U sloupců s úzkým průměrem (2,1 mm) se snáze dosahuje vyšších N, ale balení je náročnější a výsledné h bývá blíže 3.

• Kratší kolony s 1,8 µm částicemi dosahují až dvojnásobného zvýšení platnosti oproti 3,5 µm variantám při stejné době analýzy.
• Delší kolony (250 mm) se 5 µm částicemi poskytují lepší rozlišení než kratší sloupce s 3,5 µm, ale sub-2 µm kolony stále vedou v poměru N vs. čas.
• Teplotní zvýšení zlepšuje průtokové charakteristiky a umožňuje snížit tlak, ale může měnit selektivitu a uspořádání elučních pořadí.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá optimalizace metod během vývoje je možná porovnáním různých délek a velikostí částic na RRLC systémech.
• Volba sub-2 µm sloupce zkracuje dobu analýzy až o 50 % při zachování nebo zlepšení rozlišovací schopnosti.
• Přizpůsobení teploty a volba vazebné fáze umožňují ladit selektivitu pro konkrétní analyty.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vylepšení lze očekávat v podobě vývoje materiálů s ještě úžeji definovanými póry a hybridních fází, které zvýší stabilitu při vysokém tlaku. Integrace RRLC s hmotnostní detekcí (LC–MS) a miniaturizace kolonek otevře nové možnosti v klinických a prostředí šetrných aplikací. Vzestup inteligentních systémů pro automatickou optimalizaci metod na základě pokročilých algoritmů strojového učení dále zrychlí vývoj analytických postupů.

Závěr

Studie potvrzuje, že sub-2 µm částice a správný výběr délky kolony představují účinný nástroj ke zvýšení rozlišení i zkrácení doby analýzy v LC. Klíčem k úspěchu je vyvážení parametrů (teplota, tlak, selektivita), které umožní dosáhnout optimálního výkonu pro danou aplikaci.

Reference

• Joseph M., Bidlingmeyer B., Long W., Barber W. Maximizing Resolution or Minimizing Analysis Time? Comparing and Evaluating Column Choices for High Speed and High Resolution LC. Pittcon 2008, New Orleans.