通過超高效液相色譜(ACQUITY UPLC )提高色譜分離能力并減少溶劑用量
在當今的經濟形勢下,需要以較少的資源實現更多成果,而“快速”是分析化學領域內經常聽到的一個主題。液相色譜法已成為藥物分析、環境監測、食品檢驗和水質監測等領域內眾多定量及定性分析的主要工具。通過 ACQUITY UPLC ? 系統取得的生產能力、選擇性及特異性除了比傳統的 HPLC 消耗更少的溶劑外,還可以改善色譜分析結果,使實驗工作更加高效。
分析型 HPLC 經常采用 4.6 毫米 x 150 毫米 或 250 毫米 的色譜柱,填充物質的粒度為 3.0~5.0 微米,工作流速為 1.0~1.4 毫升 / 分鐘。這樣,每個樣品的 HPLC 分析時間便是 15~60 分鐘。典型的批量需要 10~20 小時完成,分析結果在第二天之前無法用于批簽發、下一個臨床劑量、工廠的清潔等方面的決策。流速為 1.4 毫升 / 分鐘時,這些 HPLC 系統每 20 小時日消耗約 1.5 升 溶劑,其中通常包括 50% 的有機溶劑。這些溶劑必須外購并棄置,這一切都會增加總體分析的成本。在平均 250 日的工作年中,最多會增加近 200 升 的有機溶劑;購買每升乙腈的約需 100 美元,相當于 20,000 美元的可消耗成本。鑒于近期乙腈成本的增加以及全球某些地區的缺貨現狀,非常需要更加高效地利用該有毒溶劑。圖 1 所示為 HPLC 在制藥工業的一個應用實例 – 奎硫平雜質分析的代表性樣品圖譜;從圖中可見,梯度分析時間為 51 分鐘,色譜柱重新平衡需要 16 分鐘。
亞 2 微米多孔柱顆粒的出現以及設計用于利用這些顆粒的優勢的儀器均提高了色譜分析的能力。亞 2 微米顆粒色譜效能的增加可顯著減少分析時間。因為色譜柱的色譜分辨能力與色譜柱長度成正比而與色譜柱粒徑成反比,亞 2 微米材料效能的增加,可減少色譜柱長度而達到相同的效能。可以通過比較 l/dp 比(色譜柱長 / 粒度)來評價;對于一個粒度為 5.0 微米的 150 毫米 長的色譜柱,其 l/dp 比為 150/5 ,比值為 30 。由一個 5.0 微米粒子移動至一個 1.7 微米的色譜粒子時,可以取色譜柱長度為 50 毫米 而不會改變試驗的分辨率。由于色譜柱長度隨試驗的三個因素之一而減小,時間也應該隨三個因素之一而減少,從而提高流量。減小粒度時,最佳流動相線性速度與粒度成反比增加。因此,由一個 5.0 微米粒子移動至一個 1.7 微米的色譜粒子時,流動相速度增加 3 倍;與色譜柱長度減少 3 倍相結合,最多可減少 9 倍的分析時間。
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圖 1 硅硫平的反相 HPLC 分離
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圖 2A 和圖 2B 所示的數據說明由一個 5.0 微米粒子移動至一個 1.7 微米的色譜粒子時用于診斷分析和雜質分析分析時間減少了。我們從該例中發現, 1.7 微米粒子的試驗效能及分辨率與 5.0 微米粒子的不相上下,且分離度十分相似。
圖 2 地達諾新及其雜質的 HPLC 與 UPLC 分離(標為 A-F )。 2A . 5.0 微米粒度的 HPLC 分離。 2B. 1.7 微米粒度的 UPLC 分離。