Improving Sensitivity and Analytical Method Greenness using MaxPeak™ Premier 1.0 mm Internal Diameter Columns

Význam tématu

V metabolomických studiích je zásadní dosáhnout vysoké citlivosti při detekci nízkokoncentrovaných látek. Interakce kyselých metabolitů s kovovým povrchem konvenčních LC systémů vede k nežádoucí adsorpci, špatnému tvaru píků a ztrátám analytů. Inertní povrchová úprava HPS na MaxPeak Premier 1,0 mm kolónách minimalizuje tyto interakce a zároveň umožňuje snížit spotřebu mobilní fáze a zlepšit ekologický profil metod.

Cíle a přehled studie

Studie porovnává analytickou citlivost a ekologický dopad LC-MS analýzy citrátu a isocitrátu pomocí MaxPeak Premier 1,0 mm kolóny oproti konvenční ocelové 1,0 mm kolóně a referenční 2,1 mm kolóně. Klíčovými cíli jsou:

• Vyhodnocení zvýšení píkových ploch a kvality separace díky HPS technologii.
• Stanovení úspory mobilní fáze při použití mikroproudu (1,0 mm ID) oproti 2,1 mm kolóně.
• Výpočet skóre analytické „greenness“ (AMGS) pro oba přístupy.

Použitá metodika a instrumentace

• LC-MS systém: ACQUITY Premier QSM s ACQUITY QDa II detektorem.
• Kolóny: ACQUITY Premier CSH Phenyl-Hexyl 1,0×100 mm, 1,7 µm (HPS) a srovnatelná 1,0×100 mm 1,7 µm v ocelovém provedení; pro referenci 2,1×100 mm 1,7 µm.
• Podmínky: teplota kolóny 30 °C, teplota vzorku 10 °C, injekční objem 3 µL, průtok 0,1 mL/min; mobilní fáze: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě (A) a v acetonitrilu (B); celkový běh 9,09 min.
• Detekce: SIR ESI- módu na m/z 191,2 pro citrát a isocitrát.
• Software: MassLynx V4.1 pro řízení a zpracování dat.

Hlavní výsledky a diskuse

• Při použití HPS kolóny 1,0 mm došlo k nárůstu píkové plochy o 44 % u citrátu a 57 % u isocitrátu oproti ocelové kolóně stejné ID; šířky píků se zkrátily o 4 % a 7 %.
• Přechod na 1,0 mm mikroproud snížil spotřebu mobilní fáze o 77 % ve srovnání s 2,1 mm referenční kolónou, což přispívá k výrazným úsporám nákladů na rozpouštědla.
• AMGS metrika ukázala 9 % snížení energetického skóre, 56 % snížení EHS skóre rozpouštědel a 68 % snížení energie rozpouštědel, což vedlo ke 21 % nižšímu celkovému AMGS.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená citlivost a zlepšený tvar píků pro aniontové metabolity.
• Výrazné snížení spotřeby mobilní fáze a provozních nákladů.
• Nižší environmentální dopad metod díky lepšímu AMGS.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj inertních povrchů pro další typy křemíkových a polymerních hardware.
• Rozšíření mikroproudových metod pro různé třídy metabolitů a farmaceutických sloučenin.
• Integrace AMGS výpočtů do rutinního vývoje metod pro podporu udržitelné laboratoře.

Závěr

MaxPeak Premier 1,0 mm ID kolóny s HPS technologií významně zlepšují citlivost analýzy citrátu a isocitrátu, snižují spotřebu mobilní fáze a přispívají k ekologičtějším analytickým postupům. Tato kombinace benefitů podporuje jejich nasazení v moderních metabolomických a farmaceutických laboratořích.

Reference

• Collins K., Collins C., Betran C. Stainless Steel Surfaces in LC Systems, Part I – Corrosion and Erosion. LCGC, 18(6), 2000, 600–608.
• Sakamaki H., Uchida T., Lim L.W., Takeuchi T. Evaluation of Column Hardware on LC-MS of Phosphorylated Compounds. J. Chromatogr. A, 1381, 2015, 125–131.
• Smith K., Rainville P. Utilization of MaxPeak High Performance Surfaces for Improved Separation and Recovery of TCA Cycle Analytes. Waters Application Note, 720006727, 2020.
• DeLano M. et al. Using Hybrid Organic-Inorganic Surface Technology to Mitigate Analyte Interactions in UHPLC. Anal. Chem., 93, 2021, 5773–5781.
• Berthelette K. et al. Analysis of Radioligand Therapy Components Using Reversed-Phase and HILIC Columns. Waters App. Note, 2020.
• Layton C., Rainville P. Advantages of Using MaxPeak HPS Technology for Targeted Cancer Growth Inhibitors. Waters App. Note, 2021.
• Aiello M. et al. LC-MS Analysis of Underivatized Bisphosphonate Drugs Using Mixed-Mode Chromatography. Waters App. Note, 2025.
• Rainville P. et al. Comparison of 1- and 2-Millimeter ACQUITY UPLC Columns for LC-MS. Waters App. Note, 2005.
• Hicks M.B. et al. Introduction of the Analytical Method Greenness Score (AMGS) Calculator. Green Chem., 21, 2019, 1816–1826.
• ACS GCI Pharmaceutical Roundtable. AMGS Calculator. acsgcipr.org/amgs/, 2026.