Charged Aerosol Detection: Factors Affecting Uniform Analyte Response

Význam tématu

Detekce nabitých aerosolů (CAD) představuje univerzální detekční techniku v kapalinové chromatografii s téměř nezávislou odezvou na chemickou povahu analytu. Je vhodná pro kvantifikaci širokého spektra látek bez potřeby specifického kalibrantu pro každou sloučeninu, což usnadňuje analýzu komplexních směsí v oblastech farmacie, potravinářství i environmentální analytiky.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo identifikovat hlavní faktory ovlivňující uniformitu odezvy CAD a navrhnout opatření pro její maximalizaci. Autoři porovnali odezvu CAD u různých analytů při flow injection analýze a prozkoumali vliv čtyř klíčových parametrů procesu vysoušení kapek aerosolu na konzistenci signálu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro stanovení vlivů na odezvu CAD autoři využili flow injection analýzu 58 chemicky rozmanitých látek.

• UHPLC systém Thermo Scientific Vanquish Flex Quaternary (systémové komponenty: základna, dual pump, split sampler, kolumna, CAD Corona Veo)
• Podmínky flow injection: mobilní fáze A/B (voda, acetonitril ± 0,01 % TEA), průtok 0,4 ml/min, objem 1 µl, teplota odpařovače 35 °C, filtrace 0,5 s

Autoři rovněž demonstrovali použití inverse gradient wizardu v softwaru Chromeleon 7.2.8 pro kompenzaci změn složení gradientu přídavnou pumpou.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukázaly méně než 6% variabilitu CAD odezvy pro 36 referenčních sloučenin po korekci na čistotu materiálu. Identifikované faktory:

• Kompozice mobilní fáze: změny poměru organiky během gradientu vyžadují konstantní složení u vstupu do detektoru prostřednictvím make-up (inverse) gradientu.
• Volatilita analytu: sloučeniny s dostatečně nízkým bodem varu nebo nízkou entalpií odpařování mohou unikat během nebulizace – doporučuje se nízká teplota odpařovače.
• Tvorba solí: pufry a iontové párovací činidla mohou vyvolat formování netěkavých solí, což zlepšuje odezvu těkavých a polotěkavých látek; odezvu lze normalizovat pomocí molárních hmotností ve vztazích uvedených v textu.
• Hustota analytu: jen marginálně ovlivňuje odezvu, korekci lze provést násobením odpovědi kořenem hustoty.

Přínosy a praktické využití metody

CAD nabízí:

• Univerzální kvantifikaci všech smíšených analytů v jednom běhu bez přepínání detekčních technik.
• Vysokou stabilitu signálu (RSD ≤6 %) a značnou citlivost pro netěkavé i polotěkavé sloučeniny.
• Možnost implementace inverse gradient workflow pro konzistentní podmínky na detektoru i při gradientní eluci.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje zahrnují:

• Pokročilé modelování procesu spray drying a převodu plynu na částici pro predikci odezvy komplexních směsí.
• Optimalizaci složení mobilních fází a dalších volatilitních přísad pro rozšíření rozsahu měřitelných analytů.
• Integraci CAD s dalšími detektory (MS, UV/Vis) pro multidimenzionální analýzu.

Závěr

Práce demonstrovala, že hlavními faktory ovlivňujícími uniformitu CAD odezvy jsou volatilita analytu, složení mobilní fáze, tvorba solí a do značné míry konstantní složení makrofáze na vstupu do detektoru. Implementace inverse gradient přináší robustní a reprodukovatelné výsledky pro široké spektrum analytů. CAD tak představuje spolehlivou a flexibilní metodu pro kvantitativní LC analýzy.

Reference

1. Gamache P. H. (ed.). Charged Aerosol Detection for Liquid Chromatography and Related Separation Techniques. Wiley, kapitoly 1 a 3.
2. Thermo Fisher Scientific. Technical Note 72806, Charged Aerosol Detection – factors affecting uniform analyte response, 2018.
3. Thermo Fisher Scientific. Application Note 72594, Quantification of paclitaxel, its degradants, and related substances using UHPLC with charged aerosol detection, 2018.
4. Thermo Fisher Scientific. Application Note 72869, A multi-detector set-up comprising UV/Vis, charged aerosol and single quadrupole mass spectrometric detection for comprehensive sample analysis, 2018.
5. Thermo Fisher Scientific. Application Note Quantitation of tenofovir and impurities in multi-component drug products by ternary gradient reversed phase chromatography with charged aerosol detection, 2019.