Analysis of Cresol Positional Isomers by Using Shim-pack™ GIST Phenyl Column
Aplikace | 2019 | ShimadzuInstrumentace
V oblasti vysokovýkonné kapalinové chromatografie (HPLC) je schopnost účinně rozlišit polohové izomery aromatických sloučenin klíčová pro kvalitativní a kvantitativní analýzy v chemickém výzkumu, potravinářství, farmaceutickém a petrochemickém průmyslu. Standardní sloupce typu ODS (C18) často nedokážou dostatečně separovat isomery, což omezuje přesnost stanovení. Zavedení fenylových stacionárních fází přináší dodatečné π–π interakce a zvyšuje selektivitu vůči aromatickým sloučeninám, jako jsou polohové isomery cresolu.
Cílem studie bylo demonstrovat odlišné separační chování Shim-pack GIST Phenyl sloupce ve srovnání s běžným C18 sloupcem při analýze o-, m- a p-cresolu. Studie zahrnovala optimalizaci mobilní fáze, porovnání retence a rozlišení isomerů, hodnocení linearity kalibračních křivek a aplikaci na reálné vzorky ligninových extraktů.
Ultrarychlá HPLC sestava Nexera-i vybavená UV/VIS detektorem při 254 nm byla použita pro všechny separace.
Porovnání chromatogramů ukázalo, že fenylový sloupec oddělil o-, m- a p-cresol s uspokojivým rozlišením díky kombinaci hydrofobních a π–π interakcí. Na C18 sloupci se o- a m-cresol nebyly schopny rozlišit. Linearita kalibrace pro všechny izomery byla v rozsahu 5–20 mg/L s r2 ≥ 0,999. Při volbě mobilní fáze bylo zjištěno, že methanol zvyšuje retenci díky nižšímu narušení π–π interakcí ve srovnání s acetonitrilem, který má vlastní π elektronovou strukturu.
Analýza reálných vzorků ligninových extraktů (typ A a B) potvrdila možnost přesného stanovení cresolu při 100násobné ředící úpravě a metodě standard addition. Výšky píků odpovídaly přidaným koncentracím isomerů a ukázaly dobrou reprodukovatelnost.
Očekává se rozšíření použití fenylových a jiných aromatických stacionárních fází v kombinaci s novými hybridními povlaky k dalšímu zvýšení inertnosti a selektivity. Integrace HPLC s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) rozšíří analytické možnosti pro identifikaci a kvantifikaci stopových aromatických látek v komplexních matricích. Dále se otevírá prostor pro automatizované metody scoutingových experimentů řízené umělou inteligencí.
Použití Shim-pack GIST Phenyl sloupce pro separaci cresolových izomerů přináší zásadní zlepšení rozlišení oproti tradičním ODS kolonám. Metoda nabízí vysokou citlivost, reprodukovatelnost a možnost aplikace na reálné vzorky ligninových extraktů, což podtrhuje její význam v různých oblastech analytické chemie.
Spotřební materiál, HPLC, LC kolony
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
V oblasti vysokovýkonné kapalinové chromatografie (HPLC) je schopnost účinně rozlišit polohové izomery aromatických sloučenin klíčová pro kvalitativní a kvantitativní analýzy v chemickém výzkumu, potravinářství, farmaceutickém a petrochemickém průmyslu. Standardní sloupce typu ODS (C18) často nedokážou dostatečně separovat isomery, což omezuje přesnost stanovení. Zavedení fenylových stacionárních fází přináší dodatečné π–π interakce a zvyšuje selektivitu vůči aromatickým sloučeninám, jako jsou polohové isomery cresolu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo demonstrovat odlišné separační chování Shim-pack GIST Phenyl sloupce ve srovnání s běžným C18 sloupcem při analýze o-, m- a p-cresolu. Studie zahrnovala optimalizaci mobilní fáze, porovnání retence a rozlišení isomerů, hodnocení linearity kalibračních křivek a aplikaci na reálné vzorky ligninových extraktů.
Použitá metodika a instrumentace
Ultrarychlá HPLC sestava Nexera-i vybavená UV/VIS detektorem při 254 nm byla použita pro všechny separace.
- Sloupce:
• Shim-pack GIST Phenyl (100 × 3,0 mm, 2 µm)
• Shim-pack GIST C18 (100 × 2,1 mm, 2 µm) - Mobilní fáze:
• Fenylový sloupec: voda/methanol 80/20 (v/v)
• C18 sloupec: voda/methanol 70/30 (v/v) nebo voda/acetonitril 80/20 (v/v) - Průtok: 0,4 mL/min (fenyl), 0,2 mL/min (C18)
- Teplota kolony: 40 °C
- Objem injekce: 5 µL (fenyl), 2,5 µL (C18)
Hlavní výsledky a diskuse
Porovnání chromatogramů ukázalo, že fenylový sloupec oddělil o-, m- a p-cresol s uspokojivým rozlišením díky kombinaci hydrofobních a π–π interakcí. Na C18 sloupci se o- a m-cresol nebyly schopny rozlišit. Linearita kalibrace pro všechny izomery byla v rozsahu 5–20 mg/L s r2 ≥ 0,999. Při volbě mobilní fáze bylo zjištěno, že methanol zvyšuje retenci díky nižšímu narušení π–π interakcí ve srovnání s acetonitrilem, který má vlastní π elektronovou strukturu.
Analýza reálných vzorků ligninových extraktů (typ A a B) potvrdila možnost přesného stanovení cresolu při 100násobné ředící úpravě a metodě standard addition. Výšky píků odpovídaly přidaným koncentracím isomerů a ukázaly dobrou reprodukovatelnost.
Přínosy a praktické využití metody
- Vyšší selektivita a rozlišení polohových izomerů aromatických sloučenin.
- Možnost rychlého screeningu separačních podmínek (metoda scouting) vedoucí k optimalizaci analýzy komplexních směsí.
- Využití ve výzkumu biopaliv a bioplastů na bázi ligninu, kontroly kvality v petrochemii a potravinářském průmyslu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření použití fenylových a jiných aromatických stacionárních fází v kombinaci s novými hybridními povlaky k dalšímu zvýšení inertnosti a selektivity. Integrace HPLC s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) rozšíří analytické možnosti pro identifikaci a kvantifikaci stopových aromatických látek v komplexních matricích. Dále se otevírá prostor pro automatizované metody scoutingových experimentů řízené umělou inteligencí.
Závěr
Použití Shim-pack GIST Phenyl sloupce pro separaci cresolových izomerů přináší zásadní zlepšení rozlišení oproti tradičním ODS kolonám. Metoda nabízí vysokou citlivost, reprodukovatelnost a možnost aplikace na reálné vzorky ligninových extraktů, což podtrhuje její význam v různých oblastech analytické chemie.
Reference
- Shin-Kobe Technical Report, No. 17 (2007-2): Effects of Molecular Structures of Lignins on the Performance of Negative Electrodes in Lead-Acid Batteries; Hitachi Chemical Co., Ltd. (Japanese).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Separation Characteristics of Shim-pack™ Series Phenyl/PFPP Reversed Phase Columns
2025|Shimadzu|Technické články
C190-E325 Technical Report Separation Characteristics of Shim-pack™ Series Phenyl/PFPP Reversed Phase Columns Tomoaki Shimpo1, Tomoha Somano1 Abstract: Reversed phase chromatography is the most commonly used HPLC separation technique for a wide range of applications. Hydrophobic interactions are the dominant separation…
Klíčová slova
pfpp, pfppphenyl, phenylshim, shimpack, packresponsiveness, responsivenesshydrophobic, hydrophobicgist, gistvelox, veloxcapacity, capacitycolumns, columnsretention, retentionporous, porousbiphenyl, biphenylyes, yesbonding
Ultra High Performance Liquid Chromatograph Shimadzu Nexera series - Technical Reports / Applications
2020|Shimadzu|Příručky
C190-E256 Ultra High Performance Liquid Chromatograph Nexera series Technical Reports / Applications The Nexera Series: Reinvent Your Workflow Just as the internet and smartphones have changed our lifestyles, and robots with AI capabilities continue to make our lives more convenient,…
Klíčová slova
acid, acidmau, mauanalysis, analysismobile, mobilemin, mincolumn, columnphase, phaseshim, shimnexera, nexerainjection, injectionpack, packorganic, organicatp, atpacids, acidshigh
Shim-pack HPLC Column Guidebook
2022|Shimadzu|Příručky
C190-E206D High Performance Liquid Chromatography Columns Shim-pack HPLC Column Guidebook Shimadzu Liquid Chromatographs Nexera X3 model Nexera X3 is Shimadzu’s new flagship UHPLC model. Nexera X3 excels in high throughput environments requiring fast separations. The system easily handles small ID…
Klíčová slova
shim, shimpack, packcolumns, columnsparticle, particlesize, sizehplc, hplcuhplc, uhplccolumn, columnguidebook, guidebooklength, lengthseries, seriesyes, yesguard, guardphase, phasempa
Separation Characteristics of the Shim-pack Reversed Phase Column Series
2023|Shimadzu|Technické články
C190-E305 Separation Characteristics of the Shim-pack Reversed Phase Column Series Technical Report Reversed Phase Columns C4/C8/C18 Tomoaki Shimpo1 A b stra c t: Reversed phase mode is the most frequently used method of separation in high-performance liquid chromatography. This method…
Klíčová slova
responsiveness, responsivenesshydrophobic, hydrophobicshim, shimpack, packdifferences, differencescapacity, capacitybonds, bondsretention, retentionyes, yesbase, basehydrogen, hydrogenreversed, reversedphase, phaseods, odssize