Systemoptimierung: Core-Shell Trennleistungen auf konventionellen HPLC-Systemen

  • Abb. 1a: Schematische Zeichnung eines Kinetex 2,6 µm Core-Shell Partikels.Abb. 1a: Schematische Zeichnung eines Kinetex 2,6 µm Core-Shell Partikels.
  • Abb. 1a: Schematische Zeichnung eines Kinetex 2,6 µm Core-Shell Partikels.
  • Abb. 1b: TEM Aufnahme eines Querschnittes des Partikels.
  • Abb. 2: Einfluss jedes Optimierungsschrittes auf die Säuleneffizienz für die mit vollporösen 5 µm und 3 µm gepackten Säulen sowie die sub-3 µm Core-Shell Säule. Beschreibung siehe Text.
  • Abb. 3: Einfluss der Erhöhung der Messrate des Detektors auf die Peakform des Naphtalin-Peaks. Die Chromatogramme wurden mit einer Kinetex 2,6 µm Core-Shell Säule auf einem Agilent 1100 System mit Mikroflusszelle erzeugt.
  • Abb. 4: Einfluss der Messrate des Detektors auf die Effizienz der Säule. Die Werte für die Effizienz wurden anhand der Chromatogramme, die mit der Kinetex 2,6 µm Core-Shell Säule auf einem Agilent 1100 System mit Mikroflusszelle gemessen wurden.
  • Abb. 5: Abbauprofil eines pharmazeutischen Wirkstoffs gemessen mit einer Kinetex 2,6 µm Core-Shell Säule auf einem HPLC System (oben) und UHPLC System (unten). Bitte beachten Sie, dass die Retentionszeiten sich auf den beiden Systemen um ca. 30 sec unterscheiden, was vermutlich an Unterschieden beim Mischen des Gradienten liegt. Daher wurden die Chromatogramme am Hauptsignal des Wirkstoffs (D) ausgerichtet. Die Methode baute auf einem linearen Gradienten aus Laufmittel A = Wasser mit 0,1 % Perchlorsäure und Laufmittel B = Acetonitril. Der Gradient lief von 10 % B auf 70 % B über 30 Minuten. Für beide Analysen wurde dieselbe Säule (Kinetex 2,6 μm C18 100 x 4,6 mm) verwendet.
  • Tab. 1: Leistungssteigerung (Effizienz in Böden pro Meter) durch Systemoptimierung

Um das Leistungspotenzial von Core-Shell Säulen auf konventionellen HPLC Systemen auszuschöpfen, kann es hilfreich sein, einige einfache Schritte zur Systemoptimierung durchzuführen. Die Optimierung des Systems hilft, die Bandenverbreiterung durch das Totvolumen des Systems zu reduzieren. In diesem Artikel werden einige einfache Maßnahmen beschrieben, die an einem Standard HPLC System durchgeführt wurden, um eine mit der UHPLC vergleichbare Trennleistung mit sub-3 µm Core-Shell Materialien zu erzielen.

Einführung

Der dominierende Trend bei der Erforschung neuer Partikeltechnologien für die Flüssigchromatographie ist die Entwicklung von Trennmedien mit höherer Effizienz. Core-Shell Partikel sind eine elegante Lösung, weil sie die Trennleistung der Säulen verbessern, ohne extreme hohe Gegendrücke zu erzeugen. Sie bestehen aus einem unporösen Kern, der von einer Schale aus vollporösem Kieselgel umgeben ist (Abb. 1) und sich somit morphologisch von konventionellen vollporösen Kieselgelmaterialien unterscheidet. Eine komplette Zusammenfassung der Ergebnisse einiger Publikationen würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, allerdings wurde von mehreren unabhängigen Stellen berichtet, dass Core-Shell Partikel die gleichen oder sogar bessere Trenneffizienzen als vollporöse sub-2 µm Materialien liefern können [1 - 3]. Der Gegendruck, der von HPLC / UHPLC erzeugt wird, ist umgekehrt proportional zur Partikelgröße des in die Säule gepackten Materials. Daher sind Säulen, die mit sub-3 µm Core-Shell Partikeln gepackt sind, in der Lage, Trenneffizienzen von mit vollporösem sub-2 µm Material gepackten Säulen bei deutlich niedrigeren Gegendrücken zu erzielen. Das ermöglicht es Anwendern, Trennleistungen zu erzielen, die an die von sub-2 µm Materialien heranreichen, ohne ein spezielles UHPLC System zu benötigen. Trotz des Potenzials der Core-Shell Partikel, UHPLC-artige Leistungen auf konventionellen HPLC-Systemen zu liefern, hängt es vom jeweiligen System des einzelnen Anwenders ab, inwieweit er dieses Potenzial realisieren kann. In diesem Artikel präsentieren wir Daten, die zeigen, wie sich die Trennleistung einer mit sub-3 µm Core-Shell Partikeln gepackten Säule auf einem konventionellen System verhält.

Zuerst wurde die Säule auf einem nicht optimierten System betrieben. Dann wurde das System mit einem kommerziell erhältlichen Optimierungskit verbessert und erneut getestet. Das so erzielte Ergebnis wurde mit der Trennleistung derselben Säule auf einem UHPLC System verglichen.

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