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轻松实现液相色谱的方法转换(二)

2020.3.08

然后将方法转换到填充1.7μm填料的内径为2.1mm 的BEH C18 柱上。为了保持两个柱子上的线速度相同,将流速减小到0.22 ml/min,同时将进样量从2μl减少到0.8μl,压力为380bar。为了补偿延迟体积的差异,在梯度中引入了0.5min的初始持续时间。这些条件下的结果与用3.5μm 填料色谱柱非常相似(图1B),但得到结果(图1A)的速度稍快。

使用1290 Infinity LC设置,柱效和分离度明显提高。理论塔板数可以用柱长与2倍粒径之比进行粗略计算。因此,1.7μm 填料柱的柱效应为3.5μm 柱的两倍。由于分离度与柱效的平方根成正比,所以,在同一系统上分离度应提高1.4 倍。在这个特例中,分离度的提高比理论预计高得多(例如峰1和峰2的分离度从2.6提高到5.9)。这归功于Agilent 1290 Infinity LC系统更低的死体积和更卓越的泵驱动。

1290 Infinity LC系统提高分析速度

在1.7μm粒度色谱柱进行分析时压力是380 bar,远远低于1290 Infinity LC系统泵的1200 bar的压力上限。因此,还可以通过增大流速来缩短分析时间。当增大流速时,为了保持相同的洗脱曲线,应按流速的增加比例缩短梯度时间。

当流速从0.22ml/min加快到0.66 ml/min时,操作压力从380 bar增加到了1020 bar。正如预期的一样,色谱柱在非常高的压力或高流动相线速度条件下,产生了摩擦热。由于分析物中某些组分的保留与温度有关,所以我们注意到,在高流速下色谱柱的选择性有所不同。可以看出,主成分和化合物5之间、化合物7 和8的分离度尤其受温度变化的影响(图2A)。

将柱温从37℃降低到32℃,可以抵消热效应(图2B)。在该条件下,在4.5~5min内就可实现良好分离,与原来的LC相比,时间缩短了3 倍。然而当压力增加到1070 bar时,所用色谱柱却只能耐受1000 bar 的压力。色谱柱在比最大耐受压力更高的压力下使用更长时间后,柱寿命和方法的耐用性会明显降低。

因此,对于常规应用,若柱长从150 mm减少到100 mm,在0.66 ml/min 流速下形成的最大反压为880 bar。进一步缩短梯度持续时间和梯度时间来保持原方法的选择性。该方法总分析时间是3.5min,而原来用3.5μm 粒度色谱柱时总分析时间为15.5min(图3)。初始峰的分离度是3.8,这仍比用1200 系列LC系统得到的数值高。

方法验证

采用图3的条件,测定了线性、进样重现性和检测限(表4)等参数。得到良好的线性(所有化合物均大于0.999)和进样精度。RSD 在0.005% 左右,接近检测限(LOD)的某些化合物的RSD 均低于8%,大多数化合物的RSD 低于3.5%。这都在该浓度水平的合格限内。在LOD 分析的色谱图见图4。LOD 相对于主要化合物(柱上50–250 pg), 在0.001% w/w 到0.005% w/w 之间波动。这说明,杂质水平低于报告阈值10 到50 倍时仍可被检测到。

结论

本应用报告证明了将现有HPLC方法转换为Agilent 1290 Infinity LC系统方法的可行性。开始,我们将在1200 系列LC上建立的HPLC 分析方法简单移植至1290 Infinity LC系统上。如果考虑了某些仪器特征,该方法转移将相对简单。然后把原来的色谱柱(150 mm × 3.0mm,3.5μm 粒度)换成粒度更小的(1.7μm)窄内径(2.1mm)柱。此转换使化合物之间的分离度显著增加。使用小于2 μm 填料的色谱柱可以通过提高流动相的线速度缩短分析时间,而且不会影响分离度。在高压和高流动相流速条件下产生的摩擦热改变了方法的选择性。为了维持原来的选择性,将色谱柱温度的设置降低。

最终的Agilent 1290 Infinity LC系统分析是在100mm柱上进行的,压力为880 bar,比原来的HPLC 方法快4倍。该Agilent 1290 Infinity LC系统方法已得到成功验证。检测限随着相当于柱上50~250 pg 的主化合物在0.001%w/w 到0.005%w/w 之间变化,这比要求的报告浓度水平低10~50倍。


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