Retaining and Separating Polar Molecules—A Detailed Investigation of When to Use HILIC Versus a Reversed-Phase LC Column
Aplikace | 2019 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Analýza malých polárních a ionizovaných molekul představuje v kapalinové chromatografii (LC) významnou výzvu, protože běžné nepolární fáze C18 často neposkytují dostatečnou retenci. Volba mezi režimem hydrophilic interaction LC (HILIC) a reverzní fází (RPLC) ovlivňuje kvalitu separace, citlivost detekce a robustnost metody. Tento přehled ukazuje, jak optimalizovat chromatografické podmínky a detekci za účelem spolehlivého stanovení obtížně retinovatelných polárních látek v různých typech vzorků.
Účelem textu je systematicky porovnat využití HILIC a RPLC při separaci malých polárních molekul. Studie demonstruje vliv chemismu stacionární fáze, složení mobilní fáze, režimu detekce a metodických požadavků (retence, rozlišení, citlivost, tvar píků) na výslednou kvalitu analýzy. Klíčové aplikace zahrnují separaci aminokyselin, vitamínů a opiátových metabolitů.
Pro experimentální porovnání byla použita sestava Agilent 1290 Infinity II LC v kombinaci s Agilent Ultivo LC/TQ a detektorem DAD. Systém byl upraven pro nízkou dead volume a nízkou disperzi. Použité chromatografické fáze a podmínky:
1. Retence a rozlišení aminokyselin: Na HILIC kolóně byly aminokyseliny retinovány a izobary (Leu/Ile) rozlišeny, zatímco na RPLC elutovaly bez retence. Při MS detekci by u RPLC docházelo k potlačení signálu kvůli souběžným koeluujícím složkám.
2. Separace vitamínů: Vodou rozpustné vitamíny (B1–B12) byly uspokojivě odděleny jak na RPLC (Phenyl-Hexyl), tak na HILIC (OH5). V případě vitamínů B7 a B5 byla detekce možná pouze MS, nikoliv UV.
3. Opiátové metabolity: HILIC nabízí vyšší citlivost pro stanovení morfin-3/6-β-D-glukuronidů v LC/MS díky nízkému podílu vody v mobilní fázi a nižší baseline šumu.
4. Vliv rozpouštědla ve vzorku: Silné vzorkové rozpouštědlo (100% acetonitril pro HILIC, 100% voda pro RPLC) degraduje tvar píků, což se s rostoucím objemem injekce zhoršuje. Pro zachování kvality chromatogramu je nutné slabé rozpouštědlo (HILIC: vysoký podíl acetonitrilu, RPLC: voda) a menší objem injekce.
5. Rozpustnost analyzátů: Některé vitamíny nejsou dostatečně rozpustné v acetonitrilu, což snižuje odzisk signálu v HILIC. Volba režimu může být ovlivněna rozpustností a požadavky na citlivost.
6. Mobilní fáze a kompatibilita pufrů: RPLC s UV detekcí je kompatibilní s širokým spektrem pH (TFA, fosfáty, kys. octová), zatímco HILIC a LC/MS vyžadují volatilní pufry (formáty, acetáty) v acetonitrilem bohaté fázi.
• HILIC je výhodný pro silně polární, ionizované látky a v režimech LC/MS vyžadujících nízké mezní hodnoty detekce.
• RPLC poskytuje větší flexibilitu mobilních fází a je vhodný pro UV, RID či ELSD detekci polárních i nepolárních složek.
• Kombinace obou režimů rozšiřuje schopnost analýzy komplikovaných vzorků, kde může být zajištěna retence i citlivost.
• Další rozvoj superkritických a sub-2 μm částic pro zvýšení efektivity separace.
• Vývoj speciálních HILIC sorbentů s lepší stabilitou v širokém pH.
• Integrace krátkých gradientů a ultrarychlých postupů pro vysokoprůchodovou analýzu.
• Pokročilé multimodální kolony kombinující HILIC a RPLC charakteristiky.
• Rozšíření aplikací v oblasti metabolomiky a farmakokinetiky díky vyšší citlivosti a minimalizaci potlačení signálu v MS.
Volba mezi HILIC a RPLC závisí na vlastnostech analyzátů (polární vs. nepolární, rozpustnost), požadavcích na detekci (UV vs. MS), mobilní fázi (volatilita pufrů, pH) a metodické robustnosti. Kombinací obou režimů a pečlivou optimalizací parametrů lze dosáhnout efektivní separace i citlivé detekce širokého spektra malých molekul.
Spotřební materiál, HPLC, LC/MS, LC/MS/MS, LC kolony, LC/QQQ
ZaměřeníOstatní
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Analýza malých polárních a ionizovaných molekul představuje v kapalinové chromatografii (LC) významnou výzvu, protože běžné nepolární fáze C18 často neposkytují dostatečnou retenci. Volba mezi režimem hydrophilic interaction LC (HILIC) a reverzní fází (RPLC) ovlivňuje kvalitu separace, citlivost detekce a robustnost metody. Tento přehled ukazuje, jak optimalizovat chromatografické podmínky a detekci za účelem spolehlivého stanovení obtížně retinovatelných polárních látek v různých typech vzorků.
Cíle a přehled studie / článku
Účelem textu je systematicky porovnat využití HILIC a RPLC při separaci malých polárních molekul. Studie demonstruje vliv chemismu stacionární fáze, složení mobilní fáze, režimu detekce a metodických požadavků (retence, rozlišení, citlivost, tvar píků) na výslednou kvalitu analýzy. Klíčové aplikace zahrnují separaci aminokyselin, vitamínů a opiátových metabolitů.
Použitá metodika a instrumentace
Pro experimentální porovnání byla použita sestava Agilent 1290 Infinity II LC v kombinaci s Agilent Ultivo LC/TQ a detektorem DAD. Systém byl upraven pro nízkou dead volume a nízkou disperzi. Použité chromatografické fáze a podmínky:
- Poroshell 120 HILIC-Z, HILIC-OH5, PFP, Phenyl-Hexyl, ZORBAX RRHD C18 a další fáze 2.1 × 100 mm, částice 1.8–2.7 μm
- Mobilní fáze: směsi vody a acetonitrilu s volatilními pufry (ammonium formát, acetát), event. s kyselinami (formiová, octová)
- Režimy: isokratické a gradientní eluce
- Detekce: DAD (UV 260 nm), konduktivita (RID), ELSD, fluorescence a především MS (ESI+, MRM/SIM)
Hlavní výsledky a diskuse
1. Retence a rozlišení aminokyselin: Na HILIC kolóně byly aminokyseliny retinovány a izobary (Leu/Ile) rozlišeny, zatímco na RPLC elutovaly bez retence. Při MS detekci by u RPLC docházelo k potlačení signálu kvůli souběžným koeluujícím složkám.
2. Separace vitamínů: Vodou rozpustné vitamíny (B1–B12) byly uspokojivě odděleny jak na RPLC (Phenyl-Hexyl), tak na HILIC (OH5). V případě vitamínů B7 a B5 byla detekce možná pouze MS, nikoliv UV.
3. Opiátové metabolity: HILIC nabízí vyšší citlivost pro stanovení morfin-3/6-β-D-glukuronidů v LC/MS díky nízkému podílu vody v mobilní fázi a nižší baseline šumu.
4. Vliv rozpouštědla ve vzorku: Silné vzorkové rozpouštědlo (100% acetonitril pro HILIC, 100% voda pro RPLC) degraduje tvar píků, což se s rostoucím objemem injekce zhoršuje. Pro zachování kvality chromatogramu je nutné slabé rozpouštědlo (HILIC: vysoký podíl acetonitrilu, RPLC: voda) a menší objem injekce.
5. Rozpustnost analyzátů: Některé vitamíny nejsou dostatečně rozpustné v acetonitrilu, což snižuje odzisk signálu v HILIC. Volba režimu může být ovlivněna rozpustností a požadavky na citlivost.
6. Mobilní fáze a kompatibilita pufrů: RPLC s UV detekcí je kompatibilní s širokým spektrem pH (TFA, fosfáty, kys. octová), zatímco HILIC a LC/MS vyžadují volatilní pufry (formáty, acetáty) v acetonitrilem bohaté fázi.
Přínosy a praktické využití metody
• HILIC je výhodný pro silně polární, ionizované látky a v režimech LC/MS vyžadujících nízké mezní hodnoty detekce.
• RPLC poskytuje větší flexibilitu mobilních fází a je vhodný pro UV, RID či ELSD detekci polárních i nepolárních složek.
• Kombinace obou režimů rozšiřuje schopnost analýzy komplikovaných vzorků, kde může být zajištěna retence i citlivost.
Budoucí trendy a možnosti využití
• Další rozvoj superkritických a sub-2 μm částic pro zvýšení efektivity separace.
• Vývoj speciálních HILIC sorbentů s lepší stabilitou v širokém pH.
• Integrace krátkých gradientů a ultrarychlých postupů pro vysokoprůchodovou analýzu.
• Pokročilé multimodální kolony kombinující HILIC a RPLC charakteristiky.
• Rozšíření aplikací v oblasti metabolomiky a farmakokinetiky díky vyšší citlivosti a minimalizaci potlačení signálu v MS.
Závěr
Volba mezi HILIC a RPLC závisí na vlastnostech analyzátů (polární vs. nepolární, rozpustnost), požadavcích na detekci (UV vs. MS), mobilní fázi (volatilita pufrů, pH) a metodické robustnosti. Kombinací obou režimů a pečlivou optimalizací parametrů lze dosáhnout efektivní separace i citlivé detekce širokého spektra malých molekul.
Reference
- Long W. Automated Amino Acid Analysis Using an Agilent Poroshell HPH-C18 Column. Agilent Technologies Application Note, 5991-5571EN, 2017.
Podobná PDF
HILIC Chromatography: When and How?
2022|Agilent Technologies|Prezentace
HILIC Chromatography: When and How? Golnar Javadi Applications Engineer LC Columns and Consumables Technical Support January 25, 2022 Agenda 1 What is HILIC and when should you consider it? 2 HILIC method development • • 3 Tips and tricks for…
Klíčová slova
hilic, hilicyes, yesmobile, mobilephase, phaseinfinitylab, infinitylabyour, yourcolumn, columnconsider, considerrplc, rplcbest, bestsolubility, solubilitywhen, whensolvent, solventanalytes, analytesretain
Why Use HILIC and HIC Chromatography?
2024|Agilent Technologies|Prezentace
Why Use HILIC and HIC Chromatography? Theory and method development strategies Mohit Patel, PhD LC Applications Engineer October 8, 2024 1 10/08/2024 DE-001530 AGILENT CONFIDENTIAL Agenda 1 What is HILIC and when should you consider it? 2 How to approach…
Klíčová slova
hic, hichilic, hilicconfidential, confidentialwhy, whyagilent, agilentchromatography, chromatographyuse, useyes, yescolumn, columnrplc, rplcyour, youradvancebio, advancebiomobile, mobileconsider, considerwhat
How Do I Choose? A guide to HPLC column selection
2021|Agilent Technologies|Prezentace
How Do I Choose? A guide to HPLC column selection Mark Powell Columns and Supplies Technical Support 16 December 2021 Overview How do I choose? • Efficiency • Particle size • Column length • Selectivity • Bonded phase • Mobile…
Klíčová slova
poroshell, poroshellchoose, choosehow, howhilic, hilicselectivity, selectivityuhplc, uhplcinfinitylab, infinitylabphase, phasemobile, mobilemau, maupolar, polaralternative, alternativechiral, chiralzorbax, zorbaxchemistries
Thinking Outside the C18 Box
2018|Agilent Technologies|Prezentace
Thinking Outside the C18 Box 1 Modes of HPLC • Reversed-phase • C18, C8, other non-polar phases • Phenyl, PFP, other more polar phases • Ion Pairing • HILIC • Silica • Amide • Zwitterionic • Hydroxyl-based • Chiral •…
Klíčová slova
hilic, hilicpolar, polarporoshell, poroshellvitamins, vitaminsphase, phasephases, phasesbest, bestmobile, mobilesoluble, solubleconfidentiality, confidentialitychiral, chiralpair, pairstatement, statemention, ionwater