Optimization of HPLC Instrumentation for Use with Poroshell 120 Columns

Význam tématu

Moderní HPLC kolony se zdánlivě porézním jádrem, jako Poroshell 120, umožňují dosáhnout separačního výkonu srovnatelného s částicemi pod 2 µm za výrazně nižších tlaků. Optimalizace přístrojové konfigurace (data collection rate, objem průtokové kyvety, rozměry a délka propojek) je klíčová pro udržení vysoké efektivity, rozlišení a poměru signál/šum při rychlých analýzách. Správné nastavení šetří čas, snižuje opotřebení instrumentace a zvyšuje spolehlivost výsledků ve výzkumu i průmyslové praxi.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl systematicky vyhodnotit vliv tří hlavních parametrů – rychlosti sběru dat detektorem, objemu průtokové kyvety a objemových charakteristik spojujících hadiček – na chromatografický výkon sloupků Poroshell 120 ve třech běžných vnitřních průměrech (2,1; 3,0; 4,6 mm). Experimenty byly provedeny ve variantách optimální i de-optimalizované konfigurace, s cílem definovat doporučené pracovní postupy pro nejvyšší účinnost separace.

Použitá metodika a instrumentace

Pro hodnocení parametrů byl použit Agilent 1200 RRLC systém s modulem G1312B Pump, G1367A Autosampler a G1315D DAD SL detektorem. Data se sbírala a zpracovávala v softwaru ChemStation verze B.03.01. Testovací směsí byly standardní sloučeniny s retenčními faktory k≈0,5–3,8 přenesené gradientní elucí v poměru 60 % acetonitril / 40 % voda. Experimenty zahrnovaly:

• Vyhodnocení efektu rychlosti datového sběru (5–80 Hz).
• Porovnání průtokových kyvet (10, 6, 3 mm / 13, 5, 2 µl).
• Vliv vnitřního průměru (0,12 vs. 0,17 mm) a délky propojek na extra-column objem.
• Optimalizace průtoku pro dané průměry kolony.

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo zjištěno, že:

• Optimální rychlost sběru dat činí ~40 Hz; vyšší frekvence nezlepšovala S/N.
• Nejlepší kompromis mezi citlivostí a rozlišením poskytují menší kyvety (3 mm / 2 µl nebo 6 mm / 5 µl).
• Redukce vnitřního průměru propojek na 0,12 mm ("červené" hadičky) snižuje extra-column objem na polovinu vůči 0,17 mm („zelené").
• Správné osazení ferrulí a minimalizace mrtvých objemů zásadně zlepšuje tvar a ostrost piků.
• Doporučené průtokové rychlosti jsou 0,42 ml/min (2,1 mm), 0,85 ml/min (3,0 mm) a 2,0 ml/min (4,6 mm), což umožňuje vysokou kapacitu a nízké provozní tlaky.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená optimalizace přináší:

• Vyšší účinnost separace a kapacitu píků při nižších tlacích.
• Zlepšené poměry signál/šum díky optimalizované kyvetě a rychlosti sběru dat.
• Rychlejší analýzy s úsporou rozpouštědel a provozních nákladů.
• Snadnou přenositelnost metod mezi systémy a průměry kolon.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k:

• Integraci s hmotnostní spektrometrií pro zvýšení selektivity.
• Využití umělé inteligence pro automatickou optimalizaci parametrů.
• Další miniaturizaci a micro-/nanoflow aplikace v bioanalytice.
• Vyšší automatizaci a online kontrolu kvality separací.

Závěr

Systematická optimalizace rychlosti sběru dat, objemu průtokové kyvety a extra-column objemu přináší významné zlepšení chromatografického výkonu sloupků Poroshell 120. Dodržení doporučených parametrů zajistí vysokou efektivitu, rozlišení a robustnost analýz v různých aplikačních oblastech.

Použitá instrumentace

• HPLC systém Agilent 1200 RRLC (G1312B Pump, G1367A Autosampler, G1315D DAD SL Detector)
• Software ChemStation verze B.03.01

Reference

1. Agilent 1200 Series Diode Array and Multiple Wavelength Detector SL User Manual. G1315-90011, February 2006.
2. Maintaining Your Agilent LC and LC/MS Systems, 5990-4957EN, November 2009.
3. The Influence of Sub-Two Micron Particles on HPLC Performance, 5988-9251EN.
4. Step-by-step upgrade of Agilent 1100 Series LC systems to Agilent 1200 Series Rapid Resolution LC systems for higher performance, Part 1. 5989-6336EN.
5. Step-by-step upgrade of Agilent 1100 Series LC systems to Agilent 1200 Series Rapid Resolution LC systems for higher performance, Part 2. 5989-6337EN.
6. Optimize Data Sampling Rate to Take Advantage of RRHT Columns, 5989-5810EN.