Flexible HPLC instrument setups for double usage as one heart-cut-2D-LC system or two independent 1D-LC systems
Technické články | 2019 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Jednorozměrná kapalinová chromatografie (1D-LC) často nedostačuje pro situace, kdy je zapotřebí rozlišit podobné či izomerické sloučeniny a současně potvrdit jejich identitu hmotnostní spektrometrií (MS). Problém představují nevolatilní pufry v mobilních fázích 1D-LC-UV metod, které komplikují přímé MS detekční kroky. Heart-cut 2D-LC s redukcí eluační síly využívá selektivní přenos úzkého frakčního pásma z první dimenze (1D) do druhé dimenze (2D) se zředěním eluční fáze a zachycením na past-column či trapu, čímž se minimalizuje vliv silných organických či solných fragm entů a umožní se efektivní 2D-MS analýza.
Autoři práce M. Grübner a G. Greco představují několik flexibilních konfigurací heart-cut 2D-LC založených na platformě Thermo Scientific Vanquish UHPLC. Studie porovnává čtyři fluidické sestavy (označené jako setupy 1a, 1b, 2 a 3) z hlediska chromatografického výkonu, použitelnosti, možnosti rozděleného provozu jako dvě nezávislé 1D-LC cesty a schopnosti jednoduchého přepínání mezi režimem 2D-LC a dual 1D-LC bez manuálních úprav.
Metodika spočívá ve vykreslení frakce úzkého pásma z 1D-LC-UV metody se silným elučním činidlem do trupu vody z 2D-pumpy za zvýšeného průtoku a zachycení na trap-column či přímo na hlavě 2D-kolony. Následuje výměna ventilů, zpětné proplachování a analýza v 2D-LC-MS s gradienty a podmínkami uvedenými v tabulkách 1–3. Jako modelové sloučeniny byly použity izomerické agrochemikálie desmedipham a phenmedipham.
Instrumentace:
Všechny čtyři fluidické konfigurace umožnily kvantitativní přenos peaků z 1D do 2D bez významných odchylek v plochách a šířkách. Setupy 1a a 1b využívají externí trap-column, setup 2 zachycuje přímo na hlavě 2D-kolony a setup 3 kombinuje obě výhody a přidává třetí ventil a druhý compartment pro nastavení odlišných teplot. Setup 3 se ukázal jako nejflexibilnější, umožňuje plynulé přepínání mezi jednou 2D-LC cestou a dvěma nezávislými 1D-LC cestami bez jakéhokoliv přeplňování přístroje či manuálních zásahů.
Heart-cut 2D-LC s eluační redukcí a zachycením na trap-column ukazuje vysokou robustnost, reprodukovatelnost a flexibilitu. Nejvýhodnější konfigurace s Vanquish Dual Split Sampler (setup 3) minimalizují riziko chyb, umožňují nastavit různé provozní teploty, snadno přepínají mezi režimy 1D a 2D bez přebudování a maximálně využívají kapacity LC-MS přístroje.
HPLC, 2D-LC
ZaměřeníVýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Jednorozměrná kapalinová chromatografie (1D-LC) často nedostačuje pro situace, kdy je zapotřebí rozlišit podobné či izomerické sloučeniny a současně potvrdit jejich identitu hmotnostní spektrometrií (MS). Problém představují nevolatilní pufry v mobilních fázích 1D-LC-UV metod, které komplikují přímé MS detekční kroky. Heart-cut 2D-LC s redukcí eluační síly využívá selektivní přenos úzkého frakčního pásma z první dimenze (1D) do druhé dimenze (2D) se zředěním eluční fáze a zachycením na past-column či trapu, čímž se minimalizuje vliv silných organických či solných fragm entů a umožní se efektivní 2D-MS analýza.
Cíle a přehled studie
Autoři práce M. Grübner a G. Greco představují několik flexibilních konfigurací heart-cut 2D-LC založených na platformě Thermo Scientific Vanquish UHPLC. Studie porovnává čtyři fluidické sestavy (označené jako setupy 1a, 1b, 2 a 3) z hlediska chromatografického výkonu, použitelnosti, možnosti rozděleného provozu jako dvě nezávislé 1D-LC cesty a schopnosti jednoduchého přepínání mezi režimem 2D-LC a dual 1D-LC bez manuálních úprav.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika spočívá ve vykreslení frakce úzkého pásma z 1D-LC-UV metody se silným elučním činidlem do trupu vody z 2D-pumpy za zvýšeného průtoku a zachycení na trap-column či přímo na hlavě 2D-kolony. Následuje výměna ventilů, zpětné proplachování a analýza v 2D-LC-MS s gradienty a podmínkami uvedenými v tabulkách 1–3. Jako modelové sloučeniny byly použity izomerické agrochemikálie desmedipham a phenmedipham.
Instrumentace:
- UHPLC platforma Thermo Scientific Vanquish Flex s quaternární i binární pumpou
- Vanquish Split Sampler FT nebo Vanquish Dual Split Sampler FT
- Více pozicové 6portové ventily pro heart-cut i přesměrování toku
- Trap-column Chromeleon Workflow Kit pro online 2D-LC
- Detektory UV (DAD a VWD) a hmotnostní spektrometr Thermo Scientific Q Exactive Plus
- Řídicí software Chromeleon CDS 7.2.9, Xcalibur 4.0/SII nebo Empower/SII
Hlavní výsledky a diskuse
Všechny čtyři fluidické konfigurace umožnily kvantitativní přenos peaků z 1D do 2D bez významných odchylek v plochách a šířkách. Setupy 1a a 1b využívají externí trap-column, setup 2 zachycuje přímo na hlavě 2D-kolony a setup 3 kombinuje obě výhody a přidává třetí ventil a druhý compartment pro nastavení odlišných teplot. Setup 3 se ukázal jako nejflexibilnější, umožňuje plynulé přepínání mezi jednou 2D-LC cestou a dvěma nezávislými 1D-LC cestami bez jakéhokoliv přeplňování přístroje či manuálních zásahů.
Přínosy a praktické využití metody
- Přímé potvrzení identity a čistoty analytu MS detekcí bez úprav původní 1D-UV metody
- Redukce času a dokumentačních nároků v regulovaných laboratořích
- Optimalizované využití LC i MS detektorů, vyšší návratnost investic (ROI)
- Možnost provádět paralelní 1D-LC analýzy při nečinnosti 2D dimenze
- Nastavení pracovních postupů (workflows) včetně vnitrního standardu, IRC ve Chromeleonu
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření na multi-heart-cut a plně komplexní 2D-LC pro vysoce složité matrice
- Automatizované šablony metod s inteligentním řízením (IRC) pro různé frakční okna
- Integrace s dalšími detekčními technikami (např. NMR, fluorescence)
- Pokročilé fluidické konstrukce pro realtime módy a on-the-fly přepínání
Závěr
Heart-cut 2D-LC s eluační redukcí a zachycením na trap-column ukazuje vysokou robustnost, reprodukovatelnost a flexibilitu. Nejvýhodnější konfigurace s Vanquish Dual Split Sampler (setup 3) minimalizují riziko chyb, umožňují nastavit různé provozní teploty, snadno přepínají mezi režimy 1D a 2D bez přebudování a maximálně využívají kapacity LC-MS přístroje.
Reference
- Guiochon G. The limits of the separation power of unidimensional column liquid chromatography, J Chrom A 2006, 1126, 6–49
- Guiochon G et al. Implementations of two-dimensional liquid chromatography, J Chrom A 2008, 119, 109–168
- Grübner M, Steiner F. Complementary Dual LC as a convenient alternative to multiple heart-cut 2D-LC for samples of medium complexity, Thermo Fisher Scientific Technical Note 73184, 2019
- Stoll DR, Carr PW. Two-dimensional liquid chromatography: A state of the art tutorial, Anal Chem 2017, 89, 519–531
- Petersson P, Haselmann K, Buckenmaier S. Multiple heart-cutting two dimensional liquid chromatography mass spectrometry: Towards real time determination of related impurities of bio-pharmaceuticals in salt based separation methods, J Chrom A 2016, 1468, 95–101
- Stoll DR et al. Evaluation of detection sensitivity in comprehensive two-dimensional liquid chromatography separations of an active pharmaceutical ingredient and its degradants, Anal Bioanal Chem 2015, 407, 265–277
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Thermo Scientific Vanquish UHPLC Systems for Online 2D LC
|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Thermo Scientific Vanquish UHPLC Systems for Online 2D-LC The world leader in serving science Agenda • What is 2D-LC? • Who uses 2D-LC? • The Solution 2 What is 2D-LC? 3 Two-Dimensional Liquid Chromatography (2D-LC) Definition of 2D-LC One compound…
Klíčová slova
heart, heartcut, cutsetup, setuptrap, trapsingle, singleadvanced, advancedbasic, basicloops, loopsvalve, valvefractions, fractionsthermo, thermodimension, dimensionsii, siiscientific, scientificdual
Monitoring of multiple quality attributes of intact monoclonal antibodies from bioreactors by switchable 2D-LC-MS
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003310 Biopharma Monitoring of multiple quality attributes of intact monoclonal antibodies from bioreactors by switchable 2D-LC-MS Authors Application benefits Maria Grübner , Kai Scheffler , 1 1 • Heart-cut 2D-LC with protein A affinity chromatography (ProA) of…
Klíčová slova
scx, scxproa, proahcc, hccvariants, variantssec, secnistmab, nistmabcnistmab, cnistmabcharge, chargemab, mabvariant, varianthmw, hmwselectvalve, selectvalveglycoforms, glycoformsintact, intactcutvalve
Complementary analysis in a biopharmaceutical research laboratory with a 2D-LC-MS instrument for flexible operation
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
CUSTOMER APPLICATION NOTE 74149 Complementary analysis in a biopharmaceutical research laboratory with a 2D-LC-MS instrument for flexible operation Authors: Dr. Valentino Konjik, Ascendis Pharma GmbH, Heidelberg, Germany Maria Grübner, Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany Keywords: Biopharmaceutical, therapeutic proteins, 2D-LC, size…
Klíčová slova
column, columntfa, tfacompartment, compartmentbiosolve, biosolvethermo, thermoprotein, proteindual, dualimpurities, impuritiesscientific, scientificchromeleon, chromeleonconfirmation, confirmationpump, pumpvanquish, vanquishswitch, switchdetector
Complementary analysis in a biopharmaceutical research laboratory with a 2D-LC-MS instrument for flexible operation
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
CUSTOMER APPLICATION NOTE 74149 Complementary analysis in a biopharmaceutical research laboratory with a 2D-LC-MS instrument for flexible operation Authors: Dr. Valentino Konjik, Ascendis Pharma GmbH, Heidelberg, Germany Maria Grübner, Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany Keywords: Biopharmaceutical, therapeutic proteins, 2D-LC, size…
Klíčová slova
column, columntfa, tfacompartment, compartmentbiosolve, biosolvethermo, thermodual, dualprotein, proteinimpurities, impuritiesscientific, scientificchromeleon, chromeleonconfirmation, confirmationpump, pumpvanquish, vanquishswitch, switchdetector