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2D-Flüssigkeitschromatographie

Neue Entwicklungen in der 2D-Flüssigkeitschromatographie

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Nach einer vorher definierten Sammelzeit wird das Ventil geschaltet, sodass das aufgefangene Eluat auf die zweite Trenndimension injiziert wird, während das aus der ersten Trennsäule nachströmende Eluat in der zweiten Probenschleife aufgefangen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis alle Komponenten von der ersten Trenndimension eluiert sind.

Der Vorteil einer solchen zweidimensionalen LC x LC-Kopplung liegt darin, dass anhand unterschiedlicher Selektivitäten beider Trennsysteme, coeluierende Spezies auf der zweiten Trennsäule aufgetrennt werden können. Neben einer Erhöhung der Peakkapazität führt dies auch zu einem geringeren Risiko von Suppressionseffekten, wenn ein Massenspektrometer als Detektor verwendet wird.

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Die Herausforderung bei dieser Kopplung besteht darin, eine extrem schnelle Gradiententrennung in der zweiten Trenndimension zu realisieren. Dies ergibt sich aus der kurzen Sammelzeit in den Probenschlaufen, welche die Laufzeit der zweiten Dimension definiert. Bei bereits kommerziell verfügbaren Lösungen im Bereich der LC x LC-Kopplung kommt es deshalb häufig zu dem Problem, dass eine hohe Flussrate von mehr als 2 mL min-1 in der zweiten Trenndimension resultiert, was die Kompatibilität mit der Elektrosprayionisation einschränkt. Vor diesem Hintergrund bestand der hier dargestellte Lösungsansatz darin, ein miniaturisiertes System bestehend aus einer Nano-HPLC in der ersten und einer Kapillar-HPLC in der zweiten Trenndimension einzusetzen.

Durch die Nutzung von Core-shell-Materialien sowie der Erhöhung der Temperatur kann die lineare Fließgeschwindigkeit in der zweiten Trenndimension erhöht werden, ohne dass eine hohe Gesamtflussrate resultiert. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass aufgrund der Temperaturzunahme die Viskosität der mobilen Phase und somit der Gegendruck herabgesetzt wird [5].

Aufbau des LC x LC-Tof-MS-Systems und Analysen

Abbildung 2 zeigt den Aufbau des LC x LC-Tof-MS-Systems. Hierbei wurde auf ein kommerziell verfügbares 2D-LC-System von Eksigent zurückgegriffen, welches modifiziert und mit einem Tof-MS-System von AB Sciex gekoppelt wurde. Der Vorteil des Eksigent-Systems besteht in der kompakten Anordnung der beiden 10-Port-Ventile und der Pumpenausgänge, sodass beide Trennsäulen auf kürzestem Wege miteinander verbunden werden können. Um die Peakverbreiterung durch lange Kapillarwege bzw. -durchmesser zu minimieren, wurde die Erdung über einen Metallverbinder zur Elektrosprayquelle mittels Krokodilklemme realisiert und ein speziell für niedrige Flussraten ausgelegtes Emitter-Tip verwendet.

In Abbildung 3 ist das Totalionenstrom-Chromatogramm einer Pool-Staubprobe gezeigt.

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