Tips and Tricks of Faster LC Analysis Without Capital Investment

Význam tématu

V analytické chemii je zkrácení doby kapalinové chromatografie klíčové pro zvýšení produktivity laboratoře, snížení spotřeby a likvidace elučních fází, efektivnější využití přístrojů i personálu a podporu moderních pracovních režimů jako HB5 („Home By 5“).

Cíle a přehled studie / článku

Článek prezentuje soubor jednoduchých a nízkonákladových postupů pro zrychlení LC analýz až 2–3× snadno, 5–10× s drobnou instrumentální úpravou a >10× po upgradu, přičemž zůstávají zachovány separační parametry a citlivost.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vychází z optimalizace kolony (délka i průměr), velikosti částic, průtoku, teploty a gradientního profilu při zachování konstantní lineární rychlosti (k*). Součástí je využití softwaru Agilent Method Translator pro automatickou konverzi metod.

Použitá instrumentace

• Agilent 1100 Series: G1379 Degasser, G1311 Quaternary Pump, G1313A ALS Autosampler, G1316A Column Compartment, G1314A VWD detector
• Agilent 1200 SL Rapid Resolution: µ-Degasser, Bin Pump SL, h-ALS SL, TCC SL, DAD SL
• Kolony ZORBAX RRHT a StableBond (C18, C8, Phenyl-Hexyl aj.) v délkách 20–250 mm a vnitřním průměru 0,1–4,6 mm s částicemi 1,8–5 μm

Hlavní výsledky a diskuse

• Snížení délky kolony na polovinu a použití menších částic (z 5 μm na 1,8 μm) zkracuje čas analýzy přibližně o 50 % při zachování rozlišení.
• Optimalizace průtoku a doby gradientu podle vztahu k* = tg·F/(S·Δ%B·Vm) umožňuje 2–3× rychlejší separace bez ztráty rozlišení.
• Zvýšení teploty kolony snižuje viskozitu mobilní fáze a zkracuje dobu analýzy, často zlepšuje i separační selektivitu.
• Redukce vnitřního průměru kolony (např. z 4,6 mm na 2,1 mm) při udržení konstantní lineární rychlosti vede k výrazné úspoře objemu mobilní fáze.
• Agilent Method Translator úspěšně převádí stávající metody na RRLC konfigurace automaticky přepočítáním parametrů (průtok, gradient, objem injekce).

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zvýšení počtu vzorků zpracovaných za den.
• Úspora nákladných organických rozpouštědel a nižší náklady na likvidaci odpadů.
• Možnost využití stávajícího vybavení bez nutnosti značných investic.
• Zlepšení citlivosti a rozlišení nízkokoncentrovaných nečistot.
• Flexibilita přechodu mezi konvenčními metodami a RRLC bez náročného vývoje nové metody.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření RRLC systémů s tlaky >400 bar pro extrémně rychlé separace.
• Integrace umělé inteligence a strojového učení pro automatickou optimalizaci metod.
• Vývoj nových stacionárních fází s vyšší selektivitou a odolností při vysokých teplotách.
• Komplexní automatizace workflows včetně on-line vzorkování a čištění kolony pro nonstop provoz.
• Využití mikro- a nanokolon pro toxikologii, proteomiku a vysoko citlivé bioanalytické aplikace.

Závěr

Zrychlení LC analýz lze dosáhnout změnami délky a průměru kolony, velikosti částic, průtoku, teploty a gradientního profilu bez nutnosti vysokých investic. Použití menších částic (≥1,8 μm) a kratších kolon umožňuje 2–5× i vícekrát rychlejší separace se stejnou nebo lepší účinností a citlivostí. Pro dosažení extrémních rychlostí a rozlišení nad 10× je vhodný přechod na 1200 SL Rapid Resolution LC.

Reference

Agilent Technologies, Inc. Fall 2008