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UHPLC

Lösungsmittelersparnis durch UHPLC mit 1-mm-ID-Trennsäule

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Ein erstes Resultat des Methodentransfers auf die 1-mm-ID-Trennsäule zeigt Abbildung 2b. Die Trennung gelingt wie erwartet innerhalb von 3,5 min bei einem Maximaldruck während des Lösungsmittelgradienten von 825 bar. Allerdings ist zu beobachten, dass es zu einem deutlichen Trennleistungsverlust gekommen ist. Dies ist besonders gut an den mit einem Stern gekennzeichneten Verunreinigungen des Standards zu erkennen. Bei Verwendung der 2,1-mm-ID-Trennsäule (s. Abb. 2a) sind die Verunreinigungen von den Hauptkomponenten angetrennt. Im Vergleich dazu sind bei der 1-mm-ID-Trennsäule lediglich Peakschultern (s. Abb. 2b) zu erkennen. Die verringerte Trennleistung wird auch beim Vergleich der kritischen Auflösung deutlich. Diese reduziert sich von 1,41 zwischen dem Peakpaar 7/8 bei der 2,1-mm-ID-Trennsäule auf 1,01 bei Verwendung der 1-mm-ID-Säule. Vermutet wird, dass die Bandenverbreiterung der Peaks aufgrund eines großen Dispersionsvolumens nach der Trennsäule entsteht.

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Verbesserung der Trennleistung in der UHPLC

Daher wurde im nächsten Schritt die großvolumige und hochsensitive Detektorzelle des Diodenarray-Detektors (mit einem Zellvolumen von 9 µl) durch eine Zelle mit einem Volumen von 1 µl ersetzt und die Messungen wiederholt. Das resultierende Chromatogramm ist in Abbildung 2c dargestellt. Durch die Reduzierung des Dispersionsvolumens nach der Trennsäule konnte eine deutliche Verbesserung der Trennleistung erzielt werden. Die Analyten eluieren als schmale Bande von der Trennsäule, was zu einer Verbesserung der kritischen Auflösung führt. Diese konnte für das Peakpaar 7/8 von 1,01 auf 1,43 erhöht werden. Darüber hinaus werden die mit einem Stern gekennzeichneten Verunreinigungen des Standards wieder von den Hauptkomponenten angetrennt. Die Verringerung des Volumens der Detektorzelle hat jedoch auch zur Konsequenz, dass die Nachweisstärke reduziert wird. Die gemessenen Peakflächen der Analyten sind etwa um den Faktor 9 – 10 kleiner bei Verwendung der 1-µl-Zelle im Vergleich zur Zelle mit einem Volumen von 9 µl.

Die Anwendung von 1-mm-ID-Trennsäulen in der UHPLC bietet jedoch im Hinblick auf den Lösungsmittelverbrauch einen erheblichen Vorteil. Dazu ist in Tabelle 2 ein Vergleich des Verbrauchs des organischen Lösungsmittels für 1000 Analysen in Abhängigkeit des Säuleninnendurchmessers angegeben. Wird für 1000 Injektionen eine 1-mm-ID-Trennsäule verwendet, können die Lösungsmittel- und die Entsorgungskosten um den Faktor 4,5 reduziert werden.

Optimale MS-Kopplung

Ein weiterer Vorteil von 1-mm-ID-Trennsäulen liegt in der Kopplung mit der Massenspektrometrie mit Elektrospray-Ionisation (ESI-MS). Für eine optimale Ionisierung werden bei LC/ESI-MS in der Regel Flussraten der mobilen Phase zwischen 250 und 500 µl angewendet. Wenn 2,1-mm-ID-Trennsäulen verwendet werden, resultiert ein um den Faktor 5 – 3 höherer Fluss (s. Abb 2a). Dies geht jedoch zu Lasten der Nachweis- und Bestimmungsgrenze. Im Vergleich dazu liegen die Flussraten bei Verwendung von 1-mm-ID-Trennsäulen im optimalen Bereich der LC/ESI-MS-Kopplung.

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

* *Dr. S. Giegold, A. V. Liedschulte: Shimadzu Deutschland GmbH, 47269 Duisburg

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