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Mikro-LC

Evaluierung eines Säulenschaltkonzepts für die Mikro-LC-MS

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Um den Einfluss der Ventile auf die chromatografische Trennleistung bewerten zu können, wurden die Experimente ohne Schaltventile wiederholt. Dabei wurden die restlichen Systemvolumina konstant gehalten. Abbildung 1 b zeigt den Aufbau ohne den Einsatz jeglicher Schaltventile. Die Volumina aller Verbindungskapillaren können Tabelle 1 entnommen werden. Bei den Analyten handelt es sich um ein Testgemisch, das im Bereich der Trennsäulen- und Gerätecharakterisierung Verwendung findet. Der Laboraufbau ist in Abbildung 2 dargestellt. Als Trennsäule diente eine Eksigent Halo C18–Phase (50 mm x 0,5 mm, 2,6 µm). Zur statistischen Absicherung wurde jede Analyse fünffach durchgeführt.

Abbildung 3 zeigt ein Overlaychromatogramm des Testgemisches mit den unterschiedlichen Systemaufbauten. Die Analyse wurde in allen Fällen bei einer Flussrate von 50 µL min-1 durchgeführt. Bei oberflächlicher Betrachtung der Chromatogramme a)-c) fällt zunächst kein signifikanter Unterschied in Bezug auf die Peakbreiten auf. Bei genauer Analyse der Retentionszeiten für die Komponenten 7 und 9 wird ersichtlich, dass die Nutzung von zwei 1/32"-Ventilen (s. Abb. 3 c) zu keinen signifikanten Unterschieden im Vergleich zur Analyse ohne Schaltventile (s. Abb. 3 a) führt. Im Gegensatz dazu ist ein leichter Versatz zu höheren Retentionszeiten zu beobachten, wenn der Aufbau mit einem 1/32" vor und einem 360-µm-OD-Ventil statt einem 1/32“ nach der Trennsäule verwendet wird (s. Abb. 3 b im Vergleich zu Abb. 3 c). Dies erscheint zunächst wenig plausibel, da das Gesamtsystemvolumen in Anwendung b) kleiner ist als in der Anwendung c). Allerdings spielt hier die Anschlusstechnik eine entscheidende Rolle. Eine totvolumenarme Verbindung mit einem 360-µm-Ventil herzustellen, ist wesentlich anspruchsvoller, da die Schraubengröße lediglich 3 mm beträgt. An dieser Stelle ist etwas mehr Geschick und Übung notwendig. Nichtsdestotrotz kann mithilfe so genannter Extender-Tools eine Verbesserung der Verbindungsqualität in Bezug auf das Totvolumen erreicht werden. Des Weiteren kann die Ursache der Retentionszeitverschiebung durch die selbstgeschnittenen Fused-Silica-Kapillaren erklärt werden. Beim Zurechtschneiden dieser Kapillaren kann es aufgrund von Ungenauigkeiten sowohl beim Abmessen als auch dem eigentlichen Schneidvorgang zu ungewollten Abweichungen des Kapillarvolumens kommen.

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Die Betrachtung der Peakweiten zeigt ebenfalls eindeutig, dass alle ermittelten Werte vergleichbar sind (Daten nicht angegeben). Die relativen Standardabweichungen betragen für alle Anwendungen maximal 1,5 %. Dies untermauert den robusten Einsatz der Schaltventile und die sehr gute Reproduzierbarkeit, die mit dem Mikro-LC-System erzielt wird.

Mikro-LC – Säulenschaltventile erfolgreich eingebunden

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass kein signifikanter Einfluss der zusätzlichen Volumina der Ventile auf die resultierende Chromatografie zu beobachten ist. Die Differenz zwischen Variante A und B von 10 nL ist bei einem Säuleninnendurchmesser von 500 µm vernachlässigbar. In Bezug auf die Konnektierung der Ventile mit den Kapillaren ist anzumerken, dass der Umgang mit der Ventilvariante A einfacher ist. Generell sind für diesen Bereich mittlerweile sehr robuste und hochdruckstabile 1/32“-Fittings bzw. Fingertights verfügbar, sodass nahezu jeder Anwender in der Lage ist, qualitativ hochwertige Verbindungen herzustellen. Mit etwas Routine in der Herstellung der Verbindungen zwischen den einzelnen Systemkomponenten ist die Ventilvariante B ebenfalls eine sehr gute Alternative.

Alles in allem zeigen die Ergebnisse die erfolgreiche Einbindung von Säulenschaltventilen im Bereich der Mikro-LC. Die geforderte Flexibilität für den Routinebetrieb ist gegeben, wodurch dem Einsatz auch in Kombination mit der Massenspektrometrie nichts im Wege steht.

An dieser Stelle möchten wir uns bei Dr. Hagen Preik-Steinhoff der Firma Vici für die freundliche Überlassung der Nano-Selectorventile sehr herzlich bedanken.

* Dr. T. Teutenberg, T. Hetzel, Dr. S. Wiese: Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V., 47229 Duisburg

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