Correlation Between the Adsorption of Acidic Analytes on Stainless Steel Columns and Their Ionic Charge

Význam tématu

Vysokovýkonná kapalinová chromatografie (HPLC) využívá nerezové oceli pro její mechanickou pevnost a chemickou odolnost, avšak negativně nabité analyty mohou interagovat s oxidační vrstvou kovu a vést k podhodnocení signálu a zkreslení výsledků.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo kvantifikovat závislost adsorpce kyselých analytů na nerezových sloupcích na jejich iontovém náboji při pH 3,0 a porovnat ji se sloupci vybavenými technologií MaxPeak High Performance Surfaces (HPS). Testováno bylo devět sloučenin s různým typem a počtem kyselých funkčních skupin.

Použitá instrumentace

• ACQUITY Premier BSM System s PDA detekcí (UV 210 nm)
• Kolony ACQUITY Premier CSH Phenyl-Hexyl 2.1 × 50 mm, 1.8 μm a ACQUITY UPLC CSH Phenyl-Hexyl 2.1 × 50 mm, 1.8 μm
• Xevo TQ-S micro Triple Quadrupole MS v režimu ESI negativním
• Software MassLynx V4.1

Použitá metodika

Vzorky: stock roztoky 1 mg/mL, pracovní 50 μg/mL ve vodě.
Mobilní fáze: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě (A) a 0,1 % kyselina mravenčí v metanolu (B).
Gradient: 100 % A (2,00 min) → lineárně na 95 % B (6,00 min) → 95 % B (1,15 min) → návrat do výchozího stavu (10,33 min celkem).
Teplota kolony 30 °C, vzorku 10 °C, průtok 0,5 mL/min, objem injekce podle analyta.
MS: kapilární napětí 1,5 kV, desolvační teplota 350 °C, desolvační plyn 650 L/h.

Hlavní výsledky a diskuse

• Všechny kyselé analyty vykázaly nižší plošné odpovědi na konvenčních nerezových sloupcích ve srovnání s MaxPeak Premier sloupci.
• Nižší plošné odpovědi korelovaly se stále více negativním vypočteným iontovým nábojem (R² = 0,92 při nízké dávce).
• S rostoucí hmotnostní dávkou se korelace oslabuje, což naznačuje komplexnější interakce.

Přínosy a praktické využití metody

MaxPeak HPS technologie účinně eliminuje nežádoucí iontové interakce s kovovým povrchem, čímž zajišťuje vyšší citlivost, lepší tvar špiček a reprodukovatelné výsledky, zejména u silně nabitých kyselých analytů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj povrchových úprav cílí na rozšíření inertních technologií do dalších chromatografických platforem a přizpůsobení povrchových vrstev specifickým biofarmaceutickým, metabolomickým a environmentálním aplikacím.

Závěr

Studie potvrdila, že míra adsorpce kyselých analytů na nerezových sloupcích roste s negativním nábojem molekul. MaxPeak Premier Columns a systémy efektivně minimalizují tyto interakce a významně zlepšují citlivost a kvalitu dat v HPLC analýzách.

Reference

1. Reed C., Hong P., Wong N., Birdsall R., Improving Peptide Mapping Separations Containing Phosphopeptides Using MaxPeak Premier Column Technology on an ACQUITY Premier System. Waters Application Note, 720008136, 2023.
2. Berthelette K., Aiello M., Collins C., Kalwood J., Walter T.H., Analysis of Radioligand Therapy Components Using Reversed-Phase and HILIC Columns. Waters Application Note, 720008710, 2025.
3. Smith K., Wilson I., Rainville P., Sensitive and Reproducible Mass Spectrometry-Compatible RP-UHPLC Analysis of Tricarboxylic Acid Cycle and Related Metabolites in Biological Fluids: Application to Human Urine. Anal. Chem. 93 (2021), 1009–1015.
4. Isaac G., Wilson I., Plumb R., Application of Hybrid Surface Technology for Improving Sensitivity and Peak Shape of Phosphorylated Lipids. J. Chromatogr. A. 1669 (2022), 462921.
5. Boissel C., Walter T.H., Shiner S.J., ACQUITY Premier Solution Improves the UPLC-MS Analysis of Deferoxamine-an Iron Chelating Drug. Waters Application Note, 720007239, 2021.
6. Lauber M., Walter T.H., Gilar M. et al., Low Adsorption HPLC Columns Based on MaxPeak HPS. Waters White Paper, 720006930, 2021.
7. Walter T.H., Trudeau M., Simeone J. et al., Low Adsorption UPLC Systems and Columns Based on MaxPeak HPS: The ACQUITY Premier Solution. Waters White Paper, 720007128, 2021.
8. DeLano M., Walter T.H., Lauber M.A. et al., Using Hybrid Organic-Inorganic Surface Technology to Mitigate Analyte Interactions With Metal Surfaces in UHPLC. Anal. Chem. 93 (2021), 5773–5781.
9. Nagayasu T., Yoshioka C., Imamura K., Nakanishi K., Effects of Carboxyl Groups on the Adsorption Behavior of Low-Molecular-Weight Substances on Stainless Steel. J. Colloid Interface Sci. 279 (2004), 296–306.
10. Gilar M., DeLano M., Gritti F., Mitigation of Analyte Loss on Metal Surfaces in Liquid Chromatography. J. Chromatogr. A. 1650 (2021), 462247.
11. Simeone J., Patel A.V., DeLano M. et al., Optimizing Test Approaches for the Detection of Exposed Metal Surfaces Within a Chromatographic Flow Path. J. Chromatogr. A. 1666 (2022), 462855.
12. Smith K., Rainville P., Improved Analytical Sensitivity and Chromatographic Peak Shape for the Quantification of TCA Cycle Analytes in Human Plasma using the ACQUITY Premier System Solution. Waters Application Note, 720007107, 2020.