快速分析作為重要技術(shù)課題一直以來(lái)都在使用,但伴隨LCMS的迅速普及,提高性價(jià)比成為迫在眉睫的問(wèn)題,成為了加緊快速化的重要因素。
快速分析即縮短分析時(shí)間,通常通過(guò)縮短色譜柱或提高流動(dòng)相的流量來(lái)達(dá)到目的。但是,使用常用的粒徑5μm的填充柱,使用任何方法分離性能都會(huì)明顯下降,從而使快速化失去意義。
因此,以下兩種方法得以發(fā)展:使用小粒徑的填料,通過(guò)這個(gè)方法將使快速分離成為可能。但是,由于色譜柱里流動(dòng)阻力的增加,儀器各部件和色譜柱所承受的壓力也將顯著地增加。
高溫分離
較高的溫度可以加速物質(zhì)的擴(kuò)散,同時(shí)可以減小色譜柱里的流動(dòng)阻力,也使得快速分離成為可能。高溫分析在降低柱壓方面很有效,但是高溫引起色譜柱的劣化、導(dǎo)致樣品分解等不足在應(yīng)用時(shí)需要引起注意。
為了解決背壓?jiǎn)栴},改進(jìn)了承壓能力的專用儀器得到發(fā)展,這類儀器通常比較昂貴。然而,這些專用儀器在進(jìn)樣性能和靈敏度方面不得不做出妥協(xié)。并且,填料過(guò)于細(xì)微化的填充柱,對(duì)于硬件的要求高,使用這種色譜柱開(kāi)發(fā)的分析法犧牲了通用性。因此,如果把這種儀器用于常規(guī)的HPLC分析中,其效率將會(huì)變低。
Prominence 支持快速分離
Prominence使用標(biāo)準(zhǔn)部件,可以同時(shí)滿足研究人員傳統(tǒng)分析和高速分析的需求,也可以支持高達(dá)85℃的操作溫度,從而使更低壓力下的快速分析成為可能,同時(shí)該儀器體現(xiàn)出的分析性能和通量水平即使是在更昂貴的儀器配置上也不多見(jiàn)。
Prominence UFLC通過(guò)以下特性支持快速分析:
小柱管和小體積的流通池降低了柱外峰展寬效應(yīng)。
使用2.2μm顆粒大小的色譜柱Shim-pack XR-ODS。
Shim-pack XR-ODS是考慮上述填料細(xì)微化的問(wèn)題,從分離效率和壓力的關(guān)系中巧妙找到平衡,可提高或維持分離效果的同時(shí)縮短分析時(shí)間的新一代快速分析用色譜柱。
Chromatographic conditions; column: described above, mobile phase: water/acetonitrile (3/7,v/v), flow rate: described above, temperature: 40℃, detection: absorbance at 245 nm, sample volume: 4μL(XR-ODS), 10μL(VP-ODS).
Peaks; 1: actophenone, 2: propiophenone, 3: butyrophenone, 4: balenophenone, 5: hexanophenone, 6: heptanophenone, 7: octanophenone.
Prominence SIL-20A自動(dòng)進(jìn)樣器實(shí)現(xiàn)10秒鐘10μl的超快速進(jìn)樣。
Chromatographic conditions; column: Shim-pack XR-ODS(3mm i.d.×30mm, 2.2μm), mobile phase: water/acetonitrile(4/6 to 2/8 in 0.4 min, convex gradient), flow rate: 3mL/min, temperature: 80℃, detection: absorbance at 245 nm, sample volume: 4μL(each 800 nm ol),.0.1 min delayed injection.
Peaks; 1: actophenone, 2: propiophenone, 3: butyrophenone, 4: balenophenone, 5: hexanophenone, 6: heptanophenone, 7: octanophenone.
支持高達(dá)85℃的高溫分析。
溫度與快速分析:隨著柱溫升高,理論塔板數(shù)增加,柱效增高,柱壓降低。
Chromatographic conditions;
mobile phase: water/acetonitrile (3/7, v/v),
detection: absorbance at 245 nm.
Peaks: 1: 苯乙酮 2: 苯丙酮 3: 苯丁酮 4: 苯戊酮 5: 苯己酮 6: 苯庚酮 7: 苯辛酮
溫度對(duì)化合物的影響:高溫分析在降低柱壓方面很有效,但是高溫引起色譜柱的劣化、導(dǎo)致樣品分解等不足在應(yīng)用時(shí)需要引起注意。高溫分析只是作為快速分析的輔助手段加以運(yùn)用。
具備高采樣頻率的檢測(cè)器,可以實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)獲取而不會(huì)丟失信息。
專門的色譜方法轉(zhuǎn)換軟件,使常規(guī)色譜條件轉(zhuǎn)換為UFLC條件簡(jiǎn)單易行,保證分析方法的通用性。
快速分析的重現(xiàn)性
在快速分離中要取得成分保留時(shí)間的重現(xiàn)性要比常規(guī)分析中更加困難。保留時(shí)間的重現(xiàn)性(RSD)和時(shí)間的平方根成反比增大,所以需要比常規(guī)分析更為嚴(yán)格的送液性能。Prominence UFLC可以保證送液分辨率 3nL/min的微沖程送液、梯度送液時(shí)控制響應(yīng)為0.1秒的卓越送液能力,可以發(fā)揮極為優(yōu)越的保留時(shí)間重現(xiàn)性。
什么是高通量
快速液相色譜的目標(biāo)就是高通量,也就是說(shuō)每天或每小時(shí)有更多的樣品被分析。為了實(shí)現(xiàn)高通量,不僅要縮短單個(gè)樣品分析時(shí)間,而且整個(gè)循環(huán)進(jìn)樣和分析時(shí)間也必須優(yōu)化。追求快速化的本意不僅是縮短分析時(shí)間,而且是縮短分析周期。Prominence UFLC的樣品注入速度為10秒,使得分析周期得以大為縮短。
應(yīng)用實(shí)例
PTC衍生氨基酸的UFLC分析
氨基酸分析有兩種檢測(cè)方法,其一是使用離子交換色譜柱分離之后,進(jìn)行衍生化再檢測(cè)的柱后衍生化法,另一種是先衍生化后,使用反相色譜柱進(jìn)行分離的柱前衍生法。從快速分析的角度考慮,柱前衍生化法行之有效。在此,使用Shim-pack XR-0DS以更短的時(shí)間進(jìn)行了氨基酸分析。
使用異硫氰酸苯酯進(jìn)行衍生化。柱后衍生法時(shí)需要1小時(shí),柱前衍生化法使用常規(guī)色譜柱時(shí)需要25分鐘的分析可縮短至4分鐘。
應(yīng)用實(shí)例
PTC衍生氨基酸的UFLC分析
氨基酸分析有兩種檢測(cè)方法,其一是使用離子交換色譜柱分離之后,進(jìn)行衍生化再檢測(cè)的柱后衍生化法,另一種是先衍生化后,使用反相色譜柱進(jìn)行分離的柱前衍生法。從快速分析的角度考慮,柱前衍生化法行之有效。在此,使用Shim-pack XR-0DS以更短的時(shí)間進(jìn)行了氨基酸分析。
使用異硫氰酸苯酯進(jìn)行衍生化。柱后衍生法時(shí)需要1小時(shí),柱前衍生化法使用常規(guī)色譜柱時(shí)需要25分鐘的分析可縮短至4分鐘。
色素的UFLC分析
添加在食品中的色素有合成化合物和天然化合物,這些色素水溶性高,多用HPLC進(jìn)行分析。但在多個(gè)色素組合使時(shí),同時(shí)分析所需時(shí)間長(zhǎng)。在此表示使用Shim-pack XR-ODS超快速LC進(jìn)行的色素同時(shí)分析例。12種成分色素的同時(shí)分析的結(jié)果如下張色譜圖。使用常規(guī)LC所需分析時(shí)間為50分鐘,而使用超快速LC,約6分鐘便結(jié)了分析。
多環(huán)芳烴(PAHs)的UFLC分析
PAHs是一種判斷車輛等廢氣污染大氣環(huán)境程度的化學(xué)物質(zhì)。PAHs具有強(qiáng)致癌性,所以這些物質(zhì)的大氣監(jiān)測(cè)是重要的測(cè)定項(xiàng)目。PAHs顯示強(qiáng)熒光,可以利用熒光檢測(cè)器進(jìn)行高靈敏分析。
對(duì)于此10種PAHs的分析,在不損失分離狀態(tài)下,相對(duì)于常規(guī)LC (分析時(shí)間50分鐘) ,UFLC實(shí)現(xiàn)了10倍速度的快速化分析(分析時(shí)間5分鐘)。