New Data Processing Method for Photodiode Array Detector

Význam tématu

Rozšíření lineárního dynamického rozsahu UV detekce je zásadní pro spolehlivou kvantitativní analýzu vzorků s proměnlivou koncentrací. Nasycení signálu při vysokých koncentracích vede k odchylkám v měření plochy a výšky chromatografických píku, a tím ke zkreslení kalibračních křivek a výsledků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je představit metodu Intelligent Dynamic Range Extension Calculator (i-DReC), která automaticky koriguje nasycené UV signály u photodiode array detektoru. Metoda využívá podobnost spekter k výpočtu korekčního faktoru a výrazně rozšiřuje lineární rozsah bez potřeby ředění vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Algoritmus i-DReC:

• Detekce píků překračujících uživatelem definovanou prahovou hodnotu intenzity.
• Výběr korekční vlnové délky λb manuálně nebo automaticky na základě nasycení spektra.
• Extrahování chromatogramu při λb a výpočet plošné a výškové integrace píku.
• Získání spektra při původní vlnové délce λa na sestupné části píku, kde ani λa ani λb nejsou nasycené.
• Výpočet poměru absorbancí k=Ia/Ib a vynásobení naměřené plochy a výšky tímto faktorem pro určení efektivních hodnot při λa.

Použitá instrumentace

• UHPLC systém Shimadzu Nexera X2
• Pumpa LC-30AD×2
• Photodiode array detektor SPD-M30A
• Kolonová pec CTO-20AC
• Řídící jednotka CBM-20Alite
• Autosampler SIL-30AC
• Kolony Shim-pack VP-ODS (4,6×150 mm, 5 µm) a Shim-pack XR-ODS (3,0×150 mm, 2,2 µm)
• Mobilní fáze: amonium formiát 45 %/ACN 55 %; 5 % MeCN+0,05 % TFA – 95 % MeCN+0,05 % TFA
• Šířka štěrbiny 1–8 nm, časová konstanta 80–160 ms, světelná cesta 10–85 mm

Hlavní výsledky a diskuse

Testy s rodaminem prokázaly prodloužení linearity kalibrační křivky z 0,01–1 g/L až na 10 g/L se součinitelem korelace R=0,9999078 a chybou odhadu koncentrace do 5 %. U farmaceutického vzorku metoda umožnila simultánní kvantifikaci hlavní složky (0,01–1 g/L, R=0,9996726) a stopových nečistot s reprodukovatelností plochy <1 % RSD.

Přínosy a praktické využití metody

• Odstranění nutnosti ředění a opakovaných injekcí vzorků s vysokou koncentrací
• Zvýšení laborantní produktivity a snížení spotřeby reagencií
• Jednoduchá integrace do stávajících rutin bez speciálních standardů
• Vysoká reprodukovatelnost měření v širokém koncentraním rozpětí

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace nastavení i-DReC v rámci LIMS a inteligentních chromatografických systémů
• Rozšíření principu na další typy detektorů (fluorescenční, MS)
• Integrace multivariačních kalibračních a chemometrických metod
• Online monitoring procesů s dynamickou kompenzací signálu v reálném čase

Závěr

Metoda i-DReC poskytuje efektivní a robustní nástroj pro rozšíření lineárního dynamického rozsahu PDA detekce, zlepšuje spolehlivost kvantifikace širokého spektra vzorků a je snadno implementovatelná do rutinních analytických postupů.

Reference

• Shimadzu Corporation: New Data Processing Method for Photodiode Array Detector. First Edition, March 2013