Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Säulenoption für die U/HPLC

01.09.2010
Agilent Technologies, Waldbronn, Deutschland, E-Mail: Ulrike_Jegle@Agilent.com

Der Poroshell-120-Partikel ist ein neuartiger, teilporöser Partikeltypus für die Analyse kleiner Moleküle, der bezüglich der Trenneffizienz vergleichbare Eigenschaften aufweist wie total-poröse Sub-2-micron-Partikel – allerdings bei nur 40...50 % deren Rückdruckes.

Poroshell-120-Säulen sind damit neben den RRHD-(Rapid Resolution High Definition-) und RRHT-(Rapid Resolution High Throughput-)Säulen, gepackt mit Sub-2-micron-Partikeln, eine weitere Säulenoption für die U/HPLC. Sie bieten den Vorteil, in klassischen, auf 400 bar beschränkten LC-Systemen ebenso eingesetzt werden zu können wie insbesondere für hochauflösende Chromatographie in LC-Systemen mit ausgedehnten Druckbereichen von 600 und 1200 bar.

Poroshell-120-Partikel (2,7 µm) besitzen einen nicht-porösen, undurchlässigen Kern von 1,7 µm, auf den in einem einzigen Prozessschritt eine poröse Schicht (Shell – 0,5 µm) aufgebracht wird (Bild 1). Sowohl der Kern als auch die poröse Schicht bestehen aus ultra-reinem und mechanisch extrem stabilem Kieselgel. Die Porengröße von 120 Angstrom macht die Phasen optimal einsetzbar für kleine Moleküle (pharmazeutische Wirkstoffe, Feinchemikalien, Pestizide, etc.) bis hin zu kleinen und mittleren Peptiden (Peptide Maps).

Die signifikant hohe Trenneffizienz bzw. Bodenzahl dieser 2,7 µm großen Partikel lässt sich durch die folgenden zwei Effekte erklären:

1. Optimierung des Massentransfers bei der Wechselwirkung des Probenmoleküls auf der Oberfläche der Umkehrphasen.

2. Reduktion der Mehrwegsdiffusion in der Säulenpackung.

Die dünne adressierbare, poröse Schicht, die den zu trennenden Probenmolekülen statt eines gesamten Partikels mit porösem Aufbau angeboten wird, sorgt für eine deutliche Reduktion des Diffusionsweges der Moleküle und reduziert damit die Zeit, die die Moleküle benötigen, um wieder zurück in den fließenden Eluenten zu gelangen. Dies reduziert die Peakverbreiterung und erhöht damit die Bodenzahl.

Teilporöse Partikel können mit deutlich engerer Partikelgrößenverteilung produziert werden, als dies für total poröse Materialien generell möglich ist. Damit lässt sich eine deutlich bessere Säulenpackung erzielen und Bandenverbreiterung der Peaks im Säulenbett selbst minimieren. Das Resultat sind Trenneffizienzen, die bei ca. 90 % der Sub-2-micron-Partikel liegen, aber bei deutlich geringerem Säulenrückdruck.

Poroshell-120-Phasen sind momentan in drei verschiedenen Selektivitätsoptionen verfügbar:1. Poroshell 120 EC C18.2. Poroshell 120 EC C8.3. Poroshell 120 StableBond C18.

Die physikalischen Daten der stationären Phasen sind in Tabelle 1 dokumentiert. Weitere Selektivitätsoptionen sind geplant.

Beladbarkeit
Die Beladbarkeit einer stationären Phase ist nicht nur in der präparativen Analytik gefragt, sondern auch im analytischen Bereich, denn Sie bestimmt die Linearität und den dynamischen Bereich einer Säule. In der Praxis heißt das, bis zu welcher Konzentration kleine Verunreinigungen neben hochkonzentrierten Hauptkomponenten nachgewiesen werden können.

Die Peakbreite einer Komponente wird als Indikator für die Beladbarkeit eingesetzt. Eine Säule ist dann überladen, wenn die Peakbreite in Abhängigkeit einer steigenden Injektionsmenge beginnt, größer zu werden. Die Bilder 3 und 4 zeigen, dass die Beladbarkeit der teilporösen Poroshell 120 vergleichbar der Beladbarkeit der klassischen, total porösen Materialien ist. Damit sind die Säulen unter identischen Bedingungen einsetzbar wie ihre total porösen Pendants.

Methodentransfer
Ein klassisches Beispiel für eine Methode zur Trennung von pharmazeutischen Wirkstoffen auf einer ZORBAX Eclispe Plus C18, 4,6 x 250 mm, gepackt mit total porösen 5 µm Partikeln, ist in Chromatogramm 1 dargestellt. Soll diese Methode auf U/HPLC übertragen oder eine neue Methode entwickelt werden, lässt sich das identische Trennergebnis unter Beibehaltung der Auflösung mit der neuen Poroshell 120 Phase EC C18 ohne spezielle Optimierungsmaßnahmen mit einer Säulendimension von 4,6 x 100 mm erzielen, also lediglich mit einer Längenreduktion. Die Auflösung des kritischen Peakpaares bleibt erhalten. Die Analysenzeit verkürzt sich signifikant von 30 Minuten auf 12 Minuten. Schrittweise Erhöhung der Flussrate unter Anpassung der Gradientensteilheit führen zu weiteren Analysenzeitreduktionen, bis zu letztlich weniger als 6 Minuten – weiterhin unter Erhalt der Auflösung.

Neben der Erhöhung der Flussrate sollten weitere Optimierungsschritte berücksichtigt werden, um die in der Säule erzielte Trenneffizienz bis zum Detektor aufrecht erhalten zu können:

Das Injektionsvolumen muss dem kleiner gewordenen Säulenvolumen angepasst werden und wie hier beispielhaft gezeigt von 5 µl auf 2 µl reduziert werden.Verzögerungs- und Dispersionsvolumen wie Verbindungskapillaren und Detektionszellen z.B. müssen minimiert werden, um Bandenverbreiterung außerhalb und insbesondere nach der Säule zu minimieren.Die Datenrate des Detektors muss aufgrund der kleinen Peakbreite (und damit hohen Trenneffizienz) erhöht werden, um sicherzustellen, dass der Peak durch genügend viele Datenpunkte aufgezeichnet wird.

Für UHPLC ausgelegte Instrumentierungen wie das Agilent 1290 Infinity LC-System integrieren bereits die beschrieben instrumentellen Optimierungen in der Standardausführung.

Fazit
Teilporöse Poroshell-120-Säulen sind in verschiedensten Applikationsbereichen der HPLC und UHPLC einsetzbar. Sie sind aufgrund ihres geringen Rückdrucks der ideale Partner für schnelle Chromatographie auf 400-bar-LC-Systemen und bieten in Kombination mit UHPLC-LC-Systemen mit ausgedehnten Druckbereichen (600 und 1200 bar) sowohl optimale Geschwindigkeit als auch maximale Trenneffizienz – selbst 250 mm lange Säulen von bis zu 80000 Böden/Meter sind nicht nur denkbar, sondern produzier- und einsetzbar.

Dr. Ulrike Jegle*) | LABO
Weitere Informationen:
http://www.labo.de/Labortechnik/Poroshell-120-Phasen_id_3341__dId_546290__app_510-31741_.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Auf die richtige Verbindung kommt es an: Tiefe Hirnstimulation bei Parkinsonpatienten individuell anpassen
22.06.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Forschungsprojekt BabyLux: Neues Messinstrument schützt Frühgeborene vor Gehirnschädigungen
12.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften