Sample Filtration Impact on LC Column Lifetime

Význam tématu

Filtrace vzorků je kritickým krokem v kapalinové chromatografii pro prevenci zanášení a poškození kolon. Obzvlášť u sub-2 µm ultra-HPLC (UHPLC) kolon s jemnými fritami a provozem při vysokém tlaku hrozí rychlé zvýšení zpětného tlaku, ztráta účinnosti a zkrácení životnosti kolon, pokud nejsou vzorky řádně očištěny.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat vliv předchozí filtrace na prodloužení životnosti LC kolon. Text využívá modelových suspenzí latexových částic (0,3 µm LB3 a 0,46 µm LB5) a skutečných extraktů lidské plazmy po precipitaci proteinů. Porovnává se životnost kolon i tlakový profil při kontinuálním vpravení filtrovaných a nefiltrovaných vzorků do systémy UHPLC a HPLC.

Použitá metodika a instrumentace

Filtrační test probíhal tak, že se 2 mL suspenze latexových částic protlačilo různými typy Agilent šroubovacích filtrů (0,2 µm a 0,45 µm s membránami nylon, PTFE, regenerovaná celulóza, PES, GF/NY a CA). Filtrační účinnost se stanovila měřením absorbance na DAD při 272 nm.
Životnost kolon se testovala kontinuálními injekcemi až do dosažení tlaku 1 000 bar (RRHD C18 2,1×50 mm, 1,8 µm) nebo 500 bar (Poroshell 120 EC-C18 3,0×50 mm, 2,7 µm) či 1 000 injekcí.
Pro srovnání reálných vzorků byly použity extrakty lidské plazmy po proteinové precipitaci bez filtrace, po centrifugaci a po filtraci.
Instrumentace:

• UHPLC Agilent 1290 Infinity LC System
• HPLC Agilent 1200 SL Series
• Kolony Agilent ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 a Poroshell 120 EC-C18
• Šroubovací filtr Agilent Premium 0,2 µm a 0,45 µm (nylon, PTFE, RC, PES, GF/NY, CA)

Hlavní výsledky a diskuse

Filtrační účinnost všech testovaných Agilent Premium filtrů dosáhla průměrně 96–99 % zachycených částic u membrán nylon, regenerované celulózy a skleněných vláken.
Životnost UUHPLC RRHD kolony při injekci nefiltrovaného roztoku LB3 klesla na maximální tlak za méně než 200 injekcí, zatímco při filtraci 0,2 µm nylonovým filtrem bylo dosaženo maximálního tlaku až po více než 1 000 injekcích.
U Poroshell 120 kolony s 0,45 µm filtry se tlakové nárůsty omezily na méně než 500 bar při 1 000 injekcích oproti méně než 400 injekcím bez filtrace.
U plazmatických extraktů byla nejvyšší stabilita tlaku zaznamenána u vzorků po filtraci, následují centrifugované a nejhůře nefiltrované.

Přínosy a praktické využití metody

Správná filtrace vzorků přináší:

• Výrazné prodloužení životnosti a konzistentní výkon LC kolon
• Snížení nákladů na výměnu kolony a údržbu instrumentu
• Menší riziko neočekávaných výpadků přístrojů
• Vylepšenou opakovatelnost a kvalitu analytických dat

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšiřování integrovaných inline filtrů přímo v autosamplerech, pokročilé materiály membrán s vyšší chemickou odolností a menší retencí analytů, automatizovaná příprava vzorků kombinující filtraci a čištění ve stejném modulu. Další směřování zahrnuje mikrofluidní čisticí systémy a přímé napojení na MS detektory pro vysokopropustné aplikace.

Závěr

Studie ukazuje, že jednoduchá předfiltrace vzorků pomocí kvalitních šroubovacích filtrů zásadně prodlužuje životnost LC kolon a zajišťuje stálý tlakový profil. Doporučuje se zařadit filtraci jako standardní krok přípravy vzorku zejména u vysoce účinných UHPLC metod.

Reference

Zhao L. Sample Filtration Impact on LC Column Lifetime. Pittcon 2013, Poster 550-9P.