Abstimmen eines Parallel Segmented Flow Säule und Aktivieren von Mehrfachanalysen

1School of Science and Health, University of Western Sydney
Published 12/15/2015
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Chemistry

Your institution must subscribe to JoVE's Chemistry section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Cite this Article

Copy Citation

Pravadali-Cekic, S., Kocic, D., Hua, S., Jones, A., Dennis, G. R., Shalliker, R. A. Tuning a Parallel Segmented Flow Column and Enabling Multiplexed Detection. J. Vis. Exp. (106), e53448, doi:10.3791/53448 (2015).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

Aktive Flow Technology Columns

Aktive Flow-Technologie (AFT) Chromatographiesäulen wurden kürzlich entwickelt, um Ineffizienz bei Trennungen mit Flußheterogenität 1-6 zu überwinden und auch zu Mehrfachdetektion zu ermöglichen. In diesem speziellen Kommunikations wir ausführlich die Betriebsprozess der parallel segmentiert Strom (PSF) Säule mit Multiplex-Detektion. Die wichtigsten funktionalen Vorteile der PSF Spalte sind: (1) die Strömung von der radialen Mittelbereich des Säulenbett von dem Peripheriegerät oder Wandbereich der Strömung isoliert ist, (2) das Volumen der mobilen Phase, die durch ein Erfassungs verarbeitet werden müssen, Quelle reduziert wird, und (3) Detektion Quellen können gemultiplext werden, um Probeninformationen ohne Einträufeln Detektionsverzögerungen für jeden Erfassungsvorgang oder nachfolgend erfordern die Spaltung eines Nachsäulenderivatisierung Strömung 7,8 erweitern. Das Schlüsselmerkmal in der Gestaltung der PSF Spalte, die eine ermöglichtV orteil gemultiplexter Detektion ist die neuartige Auslaßarmatur und Fritte Montage. 1 ist eine Fotografie des AFT Spalte im Vergleich zu einem herkömmlichen Spalte. Es ist wichtig zu verstehen, dass das Spaltverfahren unter Verwendung von parallelen segmentierten Flusssäulen ist nicht die gleiche wie Nachsäulenderivatisierung Strömung Spaltung erhalten. In einer post-Säule Strömung spaltete die gesamte Probe-Band von der Vorderkante zu den Extremitäten des Schwanzes wird gleichmäßig abgetastet (dh axial), wodurch, gleich in Bezug auf Effizienz und Empfindlichkeit jeder Strömungsstrom; der Betrag der Empfindlichkeit wodurch er geteilt durch die Anzahl spaltet. In PSF jedoch die Spaltprozess tastet das Band radial, axial nicht. Als solche sind die zentrale Öffnung tastet das Peakspitzen - die konzentrierten Bereich des Peaks. Somit ist die Empfindlichkeit hier höchste als Peak nicht durch die diffuse Tailing Bereich verdünnt. Die Probe durch Elution von den peripheren Ports ist nicht so effizient wie in der CentraL-Zone, aber, da das Band radial abgetastet, anstatt axial, ist die Breite der Spitze geringer als es der Fall für einen Abtastprozeß, der die Spitze in der Axialrichtung teil, dh eine Nachsäulenderivatisierung aufgeteilt werden. Daher ist die Empfindlichkeit mit einem konzentrationsabhängigen Detektor wird nicht reduziert.

In der PSF-Spalte umfasst die Auslaßarmatur mehreren Austrittsöffnungen und an der Innenseite dieses Endstück ist ein ringförmiger Fritte gebracht. Der innere Abschnitt dieses ringförmigen Fritte Kanäle strömen aus der Kolonne über den radialen zentralen Auslaßöffnung, während der äußere radiale Teil der Auslassfritte Kanäle strömen aus der Kolonne über den peripheren Wandbereich oder Austrittsströmungsöffnungen. Die inneren und äußeren Abschnitte des Auslassfritte werden durch eine undurchlässige Barriere, die Querströmung zwischen diesen Strömungsbereichen 2 verhindert getrennt. Als Folge dieser Konstruktion der zentrale radiale Strömung durch das Säulenbett wird von den Wandbereich fließen ins abgetrenntide die Spalte. Der relative Anteil der Strömung aus diesen beiden Bereichen kann auf fast jedem gewünschten Verhältnis durch Druckregelung, um verschiedene funktionale Aspekte der Säule Technik wie Trennleistung oder die Nachweisempfindlichkeit zu optimieren variiert werden. Im wesentlichen stellt diese Konstruktion effektiv in dem größeren Format Spalte eine Spalte "virtuelle", mit einem engeren Innendurchmesser und damit die Funktionen der Spalten als eine wahre wandlosen Spalte Überwindung Säulenbett Heterogenität und die Wandeffekte 9,10.

Die Hauptvorteile der PSF-Säulen sind Verbesserungen in Säuleneffizienz, Minimierung des Lösungsverarbeitung zur Detektion Quelle (n) und damit eine Mehrfachdetektion. Ist jedoch ein zusätzlicher Vorteil, dass seit der Tailing und Fronting Regionen jeder Band aus dem Gesamt Elution entfernt Profile den gelösten Stoff bei Elution oder Detektion in einer höheren Konzentration, als es sonst für die gleichen s einzuhalten vorhanden istolut Einspritzung und der Konzentration Last auf einer herkömmlichen Säule, in Abhängigkeit von der Segmentierung Verhältnis eingesetzt. Als Folge gibt es oft eine Verstärkung der Signalintensität für Trennungen auf PSF Spalten 2 geführt beobachtet. In der Tat, wenn die Segmentierungsverhältnis so eingestellt wird, dass 25% der Strömung tritt aus jedem der vier Ausgangsanschlüsse, die Signalstärke, die mit ultraviolettem (UV) Detektion beobachtet weist praktisch genau die gleiche Signalintensität offensichtlich unter Verwendung eines herkömmlichen Spalte, wo die gesamte (100%) der mobilen Phase analysiert 7. Ferner eine Feinabstimmung des Austrittsverhältnis zwischen der zentralen und Wandströmungsbereiche ermöglicht die Säuleneffizienz zu optimieren. (1) die Durchflussrate, (2) die Segmentierung Verhältnis, und (3) der gelöste Stoff Retentionsfaktor: Die Gewinne in der Säuleneffizienz mit AFT Spalten können nicht auf einen einzelnen Wert anzugeben, da diese Effizienzgewinne sind eine Funktion der drei Faktoren zu beachten . Dennoch Effizienzgewinne im Vergleich zu konventionelle Spalten sind fast immer beobachtet und manchmal diese Gewinne sind mehr als 100% der Zahl der theoretischen Trennstufen 1,2. Durch die Manipulation der die Segmentierungsverhältnis erlaubt es dem Analysten effektiv anzupassen den Durchmesser der Säule "virtuelle", und dies ist ein wichtiger Faktor in Bezug auf die Erkennung aktiviert. Beispielsweise wird eine virtuelle Durchmesser (id) -Säule 2,1 mm Innen aus physikalischer 4,6 mm ID-Säule hergestellt wird, wenn die Segmentierungsverhältnis 21% der mobilen Phase eluiert von der radialen zentralen Austrittsöffnung. Unter diesen Bedingungen führt die 2,1 mm-ID-Säule virtuelle mit einer Effizienz, die mehr als 70% größer ist als die herkömmlichen 2,1 mm-ID-Säule sein kann, abhängig von Durchflussmenge, und Stoffretentionsfaktor 10.

Die aktuelle PSF Spalte Design, das für die Multiplex-Nachweis verwendet wird, umfasst ein 4-Port Auslassfitting, aber die Spalte kann versehen sein mit einem 2-Port-End-Montage auch begrenzt jedoch diese Erkennung to nur zwei Detektoren. Der Grundbetrieb dieser Spalten ist jedoch derselbe, außer daß vier Detektoren gleichzeitig zu dem 4-Port-Auslass PSF Spalte der Geltungsbereich zur Mehrfachdetektion gekoppelt werden. Abgesehen von Pre-und Post-Säule Verbindungsschläuche, die nur zusätzliche Anforderungen, um eine PSF Kolonne betrieben wird Schlauch bis in die Rand Auslassöffnungen verbunden werden kann, und ein Mittel, mit dem die Menge der mobilen Phase, die durch jedes Rohr gemessen werden kann, typischerweise entweder eine Massenmessung oder eine volumetrische Messung. Zur Erleichterung der Tuning, sollte der Innendurchmesser aller Abströmung Schläuche die gleiche sein. Das Strömungsverhältnis zwischen den peripheren und radialen zentralen Austrittsöffnungen wird dann durch die Verwendung von Druckregelung, indem einfach die Länge der Rohrleitung auf der Umfangsauslaufarmatur oder die Länge der Rohrpost Detektor auf der radialen zentralen Auslassöffnung befindet variiert.

Multiplex-Nachweis unter Verwendung PSF Columns

Ein wichtiger Vorteil der PSF Spalten ist, dass jede der Austrittsaustrittsöffnungen können direkt auf ein Erfassungsquelle verbunden werden, wodurch Multiplex-Detektion. In einem gut gestalteten Nachweissystem eine einzelne Analyse mit Mehrfachdetektion können sachdienliche Informationen in Bezug auf die Art der Komponenten in der Probe bereitzustellen. Wichtig ist, dass zerstörende und zerstörungsfreie Prüfungen an genau der gleichen Zeit durchgeführt werden kann, ohne Erfassungsverzögerung. Dies ermöglicht die absolute Zuordnung von zum Beispiel Antioxidationsmittel mit DPPH Reagens mit Komponenten beobachtet mit UV- und / oder Massenspektrometrie (MS) Erfassungsantworten 7,11 eluieren. Daher können vier unabhängigen Detektoren gleichzeitig mit entsprechenden Anteilen der Strömung zu jeder Detektor über jede der vier Auslaßöffnungen gerichtet betrieben werden. Da die Strömung durch diese Anschlüsse können Sie bequem die Menge des gelösten Stoffes Erreichen einer der Detektoren eingestellt werden können, um Anzug angepasst werdendie Empfindlichkeit des gegebenen Detektor Quelle. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die effizienteste Migration gelöster Stoff ist durch die radiale zentrale Auslaßöffnung beobachtet. Jedes der Peripheriegerätetore gleichwertige Abscheidegrad, die, wenn sie zu 25% durch jeden Port wird, ist nur geringfügig weniger effizient als eine herkömmliche Säule. Als solches ist es wichtig, dass das Mengendetektor eingestellt Probe von der radialen zentralen Austrittsöffnung zu analysieren.

Beim Einrichten eines PSF Kolonne zwecks Multiplexdetektion gibt es eine Reihe von Überlegungen, die vorgenommen werden, um effiziente und hochwertige Ergebnisse erzielt werden müssen; dh Rohrabmessungen für jeden Port, Wahl, welche Port für einen Detektortyp und Durchflusseinstellung.

Rohr Abmessungen für jeden Port

In der Chromatographie spielt die Länge des Pfostens Spalte Schlauch eine entscheidende Rolle in der Effizienz und Leistung der Trennung. Große dead-Volumen infolge der langen oder breiten id Schlauch vom Säulenausgang zum Detektor wird in einem Verlust an Effizienz, Auflösung und Empfindlichkeit führen. Somit entsprechende Schlauchdimensionen bei der Einrichtung der PSF Spalte das maximale Potential der Bereitstellung effiziente Trennung zu gewährleisten und gleichzeitig die Vorteile des Multiplex erreichen, verwendet werden.

Port-Detektor

Figur 2 ist eine Darstellung eines beispielhaften Aufbau des Multiplexdetektion (Ultra Violet-Visible (U-Vis), Massenspektrometer (MS) und 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH •) Erkennung). Die Abbildung zeigt die zentrale Port wird der MS-Detektor angebracht ist, während die DPPH und UV-Vis-Detektoren sind mit den peripheren Ports angeschlossen. Da die MS ist die empfindlichen Detektor der drei, zu fließen, um diesen Detektor wurde von der zentralen Auslassöffnung gerichtet ist. Wie DPPH Erkennung ist selektiv auf die Presence von Antioxidantien und die am wenigsten empfindliche und besonders tolerant gegenüber der Bandverbreiterung, fließen, um diesen Detektor wurde von einer Peripherieschnittstelle gerichtet ist. Das UV-Vis war ein Sekundär "Generika" Detektors, so fließt dieser Detektor wurde von einer zweiten Peripherieschnittstelle gerichtet ist.

Flow Adjustment

Sobald die geeignete Rohre ist von einem Port zu Detektor angebracht ist, sind die Austrittsströmung von jedem der Detektoren auf das erforderliche Maß eingestellt werden kann. Ein einfacher Weg, um die Menge der Strömung, die aus von jedem Detektor zu messen, ist die Menge der mobilen Phase, die durch jeden Anschluss über einen gegebenen Zeitraum eluiert wiegen. So kann der Prozentsatz Fluss bestimmt werden, und die Strömungsverhältnisse kann entweder durch Verkürzung oder Verlängerung der Schlauch an der Ausgangsleitung auf die Detektoren angebracht entsprechend den Anforderungen der Detektoren der Wahl zu entsprechen angepasst werden. Verschiedene Detektoren verschiedene Anforderungen der Strömung beispielsweise die Durchflusszelle voneinen Fluoreszenzdetektor (FLD) nicht Strömungsgeschwindigkeit begrenzt, aber es muss darauf geachtet werden, einen Überdruck von der Strömungszelle zu vermeiden. Damit die Regelung von Strömung durch das FLD wird normalerweise durch Einstellen des Druckabfalls über der anderen Detektoren und der Rest der Strömung gelangt dann durch die FLD erreicht. Ein Detektor, der empfindlich für die Menge der Strömung, die abgegeben wird, ist die MS. Im Allgemeinen können aktuelle High-End-Massenspektrometer leicht verarbeiten rund 1 bis 1,5 ml / min mäßig wässrige mobile Phase. Oberhalb dieser Durchflussrate kann Hochwasser der Quelle machen die MS nicht mehr funktioniert. Allerdings ist die Nachweisempfindlichkeit in den meisten Massenspektrometer unter Verwendung von niedrigeren Durchflussraten profitiert; damit die PSF Stromteilung Funktionen sind sehr nützlich für Anwendungen mit MS-Detektion. Hohe Säulenvolumenströmen verwendet werden, aber mit Raumbelastungen niedrig, um den MS-Detektor transportiert. Abstimmen der Strömung zu dem MS-Detektor muss jedoch durch Einstellen des Druckabfalls vor dem gemacht werdenMS-Detektor, sondern als Beitrag MS. Hier ist die Verwendung von engen Bohrung Schlauch (0,1 mm id) sehr nützlich, da der Druck leicht ohne Zugabe unangemessen Totvolumen eingestellt werden.

Abhängig von der Art des Detektors die Einstellung der Segmentierungsverhältnis kann entweder vor oder nach dem Detektor durchgeführt werden. Wenn ein zerstörungsDetektor, wie zum Beispiel UV-Vis verwendet wird, würde die Strömung in Prozent gemessen und abgestimmt Postdetektor sein. Wenn ein einzelner destruktiven Detektor ist in dem Multiplex-Einrichtung verwendet, die Durchflussprozent durch Rück Berechnung in Bezug auf andere Port Flussprozentsätze festgelegt. Ein Reagenz, basierend Detektor wie DPPH verwendet wird, wird die Strömungs Prozent gemessen Post-Detektor ohne die Zugabe von Reagens; und wenn zwei oder mehr destruktiv Detektoren verwendet werden, dann das Strömungsverhältnis wird pre-Detektor gemessen. Detection-Systeme, die zusätzliche Instrumentierung, wie DPPH erfordern, werden zusätzliche Systemdruck, die die Strömung verändern kannProzent einmal, um das Erfassungssystem angebracht ist. Daher sollten sich sorgfältig überlegen, Systemdruck von einer destruktiven Detektor, bei der Einstellung Durchflussprozent Pre-Detektor bezahlt werden. Unabhängig von der Stromverhältnis, das durch einen der Ports festgelegt ist, sollten quantitative Informationen über entsprechende Standardisierung erreicht werden. Sobald die Strömungsverhältnisse eingestellt werden, jedoch sind sie robust, und sie haben nicht einmal unter Gradientenelution Bedingungen 7 zu ändern,

Das dieses Manuskript beiliegenden ausführlichen Video-Protokoll soll zeigen, wie man eine PSF Spalte Funktionieren in einem Multiplex-Modus der Erkennung verwenden und Melodie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Hinweis: Dieses Protokoll enthält eine Anleitung, wie man ein PSF-Säule auf einem HPLC-System in Verbindung mit mehreren Detektoren zur Mehrfachdetektion zu verwenden. Das Protokoll geschrieben wurde unter der Annahme der Leser grundlegende Kenntnisse und Erfahrung in der Chromatographie und HPLC verschiedenen Nachweismethoden.

Achtung: Bitte den Sicherheitsdatenblätter (MSDS) für alle Materialien und Reagenzien beziehen sich vor der Verwendung (dh MSDS für Methanol). Achten Sie darauf, den Einsatz aller geeigneten Sicherheitspraktiken beim Umgang mit Lösungsmitteln und High Performance Liquid Chromatography (HPLC) Laufmittel. Stellen Sie sicher, angemessene Nutzung von Engineering-Kontrollen der HPLC, Analysenwaage und Detektor Instrumentierung, und sorgen für die Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Labormantel, in voller Länge Hosen und geschlossene Schuhe).

1. Setup-HPLC-Instrument

  1. Bereiten Sie die HPLC-Instrument mit hochreinem Wasser (zB 100% Milli-Q-Wasser) für line A und 100% Methanol Linie B als mobile Phase und bereinigen die Pumpen nach Hersteller Anforderung. Wenn eines der verwendeten Detektoren MS, da es hier mit 0,1% Ameisensäure zu beiden mobilen Phasen A und B.
  2. Die HPLC instrumental Komponenten und Detektoren, wie in 2 gezeigt an. Dies erfordert bequeme Platzierung der Detektoren in bezug auf die Säule, so dass das Totvolumen zwischen dem Detektor und Spalte zu minimieren. Flexibilität in das HPLC-System-Konfiguration ist wünschenswert.

2. Richten von UV-Vis und MS-Detektoren

  1. Stellen Sie die UV-Vis-Detektor auf die gewünschte Wellenlänge abhängig von der interessierenden Probe (beispielsweise 280 nm).
  2. Legen Sie die MS-Detektor im positiven Modus für die Gesamtionenzahl (TIC) Analyse mit Full Scan-Erfassungsverfahren. Auch die folgenden MS-Parameter entsprechend anpassen: Verdampfertemperatur 500 ° C, Kapillartemperatur 350 ° C Mantelgas mit einer Rate von 60 Einheiten, Hilfsgasstrom eingestellt40 und fegen Gasstrom bei 5 Einheiten und Spritzspannung 3,5 kV. Diese Einstellungen können später für spezifische Benutzeranforderungen abhängig von der untersuchten Probe eingestellt werden.

3. Herstellung von 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl Radical (DPPH •) Reagenz-Setup von DPPH • System-Detektor

  1. Wiegt 25 mg DPPH und lösen sich in 250 ml Methanol in einem volumetrischen Kolben.
  2. Fügen Sie 250 ul von Ameisensäure zu dem DPPH Reagenz. Bedecken Sie den Kolben in der Folie die Einwirkung von Licht zu verhindern.
  3. Beschallen den Kolben, der die DPPH Reagenz für 10 min.
  4. Spülen Sie die DPPH Pumpe mit der vorbereiteten DPPH Reagenz gemäß Hersteller Anforderung.
  5. Das DPPH System nach Figur 2 durch Befestigen der Pumpleitung zu dem Einlaß eines T-Stück einzustellen.
  6. Bringen Sie ein 100 ul Reaktionsschlange zu the Auslass des T-Stücks und das andere Ende der Reaktionsspule zum Detektor.
  7. Encase Reaktionsspule in einer Säulenheizung und stellen Sie die Spaltenheizungstemperatur bis 60 ° C.
  8. Stellen Sie die DPPH UV-Vis-Detektor bis 520 nm.

4. Aufbau von PSF Spalte

  1. Verbinden des Einlasses des PSF Spalte zu der HPLC-Instrument.
  2. Verbinden Sie den zentralen Anschluss mit dem MS-Detektor, mit einem 15 cm Länge von 0,13 mm id Schlauch.
  3. Verbinden einer Peripherieschnittstelle zu der UV-Vis-Detektor unter Verwendung einer 15 cm-Länge von 0,13 mm id Schläuche.
  4. Schließen Sie ein anderes Peripherieschnittstelle an das T-Stück des DPPH Detektionssystem mit einem 15 cm Länge von 0,13 mm id Schlauch.
  5. Blockieren Sie die unbenutzte Peripherieschnittstelle unter Verwendung einer Säule Stopper.
  6. Bringen die Strömungsgeschwindigkeit des HPLC-Pumpe auf 1 ml min -1 auf 100% der Linie B - 100% Methanol (0,1% Ameisensäure).
  7. Äquilibrieren der Säule mit dem 100% Methanol Mobil phase 20 Minuten für eine 4,6 mm ID x 250 mm Länge Spalte. Diese Zeit wird entsprechend den Abmessungen der anderen Spalten der Benutzer verwenden kann, skaliert.

5. Einstellen des PSF Spalte für Mehrfachanalysen

  1. Messen Sie die Gesamtmasse von mindestens zwei leere Sammelgefäße (eine für den Anschluss mit dem UV-Vis-Detektor und eine für die DPPH Detektor) mit einer Analysenwaage.
  2. Sammeln mobile Phase von der UV-Vis und den DPPH Anschlüsse in zwei separate, vorgewogen Sammelgefäße (5.1). Notieren Sie sich die Zeit für die Sammlung. Sammeln Sie mindestens 500 mg des Lösungsmittels in jedem Gefäß.
  3. Wiegen Sie die Sammelgefäße und bestimmen die Masse der mobilen Phase. Angesichts der Dichte von Methanol 0,791 g ml -1, bestimmen das Volumen der von jedem Port gesammelt mobilen Phase.
  4. Mit dem Unterschied, das heißt, Nennpumpenaggregat Flussrate abzüglich der Fließgeschwindigkeit durch das DPPH und UV-Vis Detector Flussöffnungen, den Volumenstrom zu dem MS-Detektor. Express jedem Strömungs Anteils als Prozentsatz des Gesamtdurchflusses.
    Hinweis: Im Idealfall sind die Strömungsprozente: um die MS 18% der Gesamtströmungsrate, um die UV-Vis 22%, auf das DPPH Detektor 60%.
  5. Wenn nicht, die Durchflussprozentsätze durch Änderung der Gegendruck auf die UV-Vis-Detektor. Zum Beispiel, wenn der Ablauf zu dem UV-Vis zu hoch ist, zu verringern, den Anteil durch Zugabe Eine 15 cm Schnitt von 0,13 mm id Schlauch mit dem Auslaß des UV-Vis-Detektor. Wiederholen Sie die Schritte 5.1 bis 5.5.

6. Schluss Setup-Bedingungen

  1. Die Durchflussrate des DPPH Reagenzienpumpe zu der gleichen Strömungsgeschwindigkeit Verlassen der Austrittsöffnung zu der DPPH Detektor verbunden.
    Anmerkung: Die PSF Säule mit UV-Vis gemultiplext DPPH MS und ist nun bereit für die Analyse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ein Multiplex-HPLC-Analyse wurde unter Verwendung eines AFT-Spalte in PSF-Modus (Abbildung 1) durchgeführt und wie in Abbildung 2 dargestellt eingestellt. Erlaubt Diese Art von Setup eine Kaffeeprobe gleichzeitig mit UV-Vis, DPPH und MS in Gesamt analysiert werden Ion Count (TIC) Modus. Die Verbindungen der Kaffeeprobe, die DPPH reagierte könnte dann leicht bis in den UV-Vis und MS angepaßt werden - TIC Antworten basierend auf der Ausrichtung der Haltezeit, wie in 3 dargestellt, da die Chromatogramme wurden gleichzeitig aufgezeichnet. Wobei eine positive Reaktion wurde aus dem MS-TIC-Detektor zu sehen ist, wurde das Molekulargewicht der Peaks 1 listet die Retentionszeiten der DPPH Peaks aufgezeichnet. Tabelle, und die Antwort eines solchen Peaks im UV-Vis und / oder der MS Detektor, der so vorgesehen ist die Molekularmasse. Die Leichtigkeit in passenden Peaks zwischen verschiedenen Detektionsverfahren für af erlaubtast und effizientere Form Screening und die Charakterisierung einer komplexen Probe, wie Kaffee.

Abbildung 1
Abbildung 1. Ein Bild der Spalte Aktiv Flow Technology Vergleich zu einer herkömmlichen Säule. Die AFT Säule wird mit einem Vier-Port-Auslaufarmatur, die den Ring Fritte ermöglicht Spitzen Probenahme über den radialen Querschnitt einer Probe Band beherbergt ausgestattet. Bitte klicken Sie hier, um zu sehen eine größere Version dieser Figur.

Figur 2
Abbildung 2. Ein Beispiel Darstellung eines Multiplex-HPLC-Anordnung mit einem PSF-Säule mit DPPH •, UV-Vis und MS-Detektoren. Jeder Detecto r ist mit einem separaten Auslaß angebracht. In diesem Fall wird die MS zur Quantifizierung verwendet und ist auf Probe, die von der radialen zentralen Austrittsöffnung zu sammeln. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3. Die Chromatogramme einer Kaffeeprobe über einen gemultiplexten HPLC-System analysiert, unter Verwendung einer PSF Säule mit DPPH •, UV-Vis und MS-Detektoren: (a) DPPH 520 nm, (b) UV-Vis 280 nm, (c ) MS - TIC. Jeder Detektor Spur in der Zeit vollkommen übereinstimmt, so dass, um für die Totzeit zwischen jedem Detektor zu kompensieren ist keine Offsetanpassung erforderlich.Arget = "_ blank"> Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

">
Coffee DPPH Peak-Ansprechen und Massen
DPPH • Spitzen Verweilzeit DPPH UV-Vis MS - TIC Antwort Masse
(min) Antwort Antwort
1 6.74 Ja Ja Ja 123,84
2 </ td> 7.54 Ja Ja Ja 125,83
3 8.94 Ja Nein Nein -
4 10.05 Ja Nein Ja 135,83
5 13.15 Ja Nein Nein -
6 16.22 Ja Nein Nein -
7 18.14 Ja Ja Ja 126,82
8 19,4 Ja Ja Ja 162,81
9 20,46 Ja Ja Ja 187,89
10 24,71 Ja Ja Ja 162,81
11 26,27 Ja Ja Ja 162,8
12 26,97 Ja Ja Ja 194,87
13 31,84 Ja Ja Ja 162,8
14 32.02 Ja Ja Ja 162,78
15 32.56 Ja Ja Ja 176,82
16 33.94 Ja Ja Ja 176,83
17 41,26 Ja Ja Nein -
18 42,72 Ja Nein Ja 284,93
19 46,07 Ja Ja Ja 190,83
20 49,21 Ja Ja Ja 162,75

Tabelle 1. Erkannt DPPH Spitzen Reaktion auf UV-Vis und MS - TIC.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Diese Studie umfasst die Charakterisierung und Profilierung von Kaffee unter Verwendung von HPLC mit Multiplex-Nachweis unter Verwendung eines parallelen segmentierten Flusses (PSF) Spalte. Multiplex HPLC mit PSF Säulen ermöglicht die Charakterisierung und Identifizierung der wichtigsten chemischen Einheiten durch eine Verringerung der Daten Komplexität der Probe unter Gewinnung einen höheren Grad der molekülspezifischen Information in einem Bruchteil der Zeit, die unter Verwendung von herkömmlichen Mehrfachnachweisverfahren erfolgt. Der PSF-Säule ermöglicht nicht nur eine Plattform für Mehrfachdetektion, sondern auch die Kombination beider zerstörende und zerstörungsfreie Detektoren, ohne zusätzliche Totvolumen und Schläuche. DPPH •, UV-Vis und MS (TIC) wurden für die Analyse von Espresso gemultiplext.

Ein 4-Port-PSF Säule wurde für die Multiplex-Analyse von Kaffee unter Verwendung der drei verschiedenen Detektoren verwendet. Der zentrale Hafen der PSF Säulenausgang wurde auf die MS-Detektor und zwei der thre verbundene Peripherieanschlüsse wurden entweder zu einer DPPH Detektionssystem oder einem UV-Vis-Detektor verbunden ist. Der dritte verfügbare Peripherieschnittstelle nicht verwendet wurde und daher mit einer Spalte Stopper blockiert, aber dies könnte für die Sammlung von Proben verwendet wurden, oder für eine andere Detektor. Der Abstimmungsprozess dieser Multiplex-Einrichtung war spezifisch an den Detektor, wo die Messung der Segmentierung Fluss aufgetreten post-Detektor für UV-Vis und DPPH Detektionssysteme. Da der MS ist eine destruktive Detektor wurde die Durchflussprozentdifferenz (Gesamtnenndurchfluss minus der Strömung von den anderen Austrittsöffnungen) bestimmt.

In dieser Studie wurde die Analyse mit dem Kaffee DPPH Reagenz resultiert in 20 gut aufgelöste Peaks, von denen 13 zeigte auch eine Reaktion in der UV-Vis und MS-Detektoren, Fig. 3 vergleicht die von jedem Detektor erhaltenen Chromatogramme. Es gibt vier Bereiche, die das gleiche chromatographische Profil innerhalb jeweilsChromatogramm, die von den roten Kästen angegeben. In diesen Boxen, in denen UV-Vis und MS zeigte wenig Reaktion auf diese Verbindungen, gab es eine starke Reaktion der DPPH Detektor. Vier Komponenten, die dem DPPH Reagenz reagiert nicht entweder durch den UV-Vis oder MS Detektoren und drei der Komponenten, die dem DPPH Reagenz reagiert hat keine UV-Vis oder MS Reaktion überhaupt. Die Molekülmasse der Komponenten, die an die MS reagiert, sind in Tabelle 1 aufgezeichnet. Die Komponente, die bei 10 min eluierte hatte einen starken DPPH Reaktion ohne Antwort von der UV-VIS-Detektor und einer nur sehr geringen Antwort von der MS-Detektor .

Die Kopplung einer hinteren Säule in PSF Modus die Möglichkeit gab mehrere Detektoren im Multiplexbetrieb, wobei alle Detektoren unabhängig von HPLC-Detektor Anforderungen gleichzeitig in einer einzigen Injektion und Trennung dieses Komplexes samp ausführenle. Der Multiport-Endstück der Achter Spalte bietet den zusätzlichen Vorteil der Bereitstellung von Möglichkeiten zum Multiplexen Nachweisverfahren, wodurch detaillierte Probeninformationen und absolute Zuverlässigkeit bei der Zuordnung der Komponenten zwischen jedem Erfassungsmodus. Multiplex-Nachweis mit PSF Spalten vorgesehen eine große Menge an Probeninformationen, drei Detektoren gleichzeitig innerhalb der Laufzeit für einen einzelnen Detektor benötigt betrieben. Die exakte Übereinstimmung der Retentionszeit des Peaks in jedem Erfassungsmodus möglich war. Zwei der verwendeten Detektoren waren destruktiven Detektoren.

Die Multiplexfähigkeiten einer PSF Spalte ist jedoch durch die zur Verfügung HPLC instrumental Komponenten und Nachweisinstrumenten beschränkt. Die Technik erfordert mehrere Nachweisverfahren und die notwendigen Erweiterungen für jedes spezifische Nachweismodus, dh Pumpen, Reaktionsspulen, Heizungen usw. Der Hauptvorteil der Multiplexerfassung mit PSF Spalte die Reduction der Analysezeit um bis zu vierfach (bei 4-Detektoren verwendet werden), die Probe-Variabilität minimiert zwischen den Analysen für jede einzelne Erfassungsmodus. Ferner Zuordnen der Komponentenbeziehungen innerhalb des von einem Detektor zu einem anderen erfassten Abtastsignals ist viel einfacher und weniger fehleranfällig als wenn jeder Detektor wurden getrennt verwendet. Dies vermeidet Fehlanpassung in Komponentenzuordnungen, die oft ein Problem bei der Analyse von komplexen Proben.

Es ist wichtig zu betonen, dass die Quantifizierung auf Basis der Detektor auf der radialen zentralen Austrittsöffnung befindet, die seit Trenneffizienz ist hier die höchsten, daher sind Peaktailing Wirkungen minimal und Quantifizierung ist damit die präziseste werden. Die Durchfluss Segmentierung hat sich gezeigt, robust durch Analysen zu sein, aber auch so ist es eine gute Laborpraxis regelmäßig Standardisierung zu halten. Daher in jedem quantitative Arbeit ist es wichtig, Standards gegebenenfalls ausgeführt. Wenn ein Detektor verwendet, reinely als Mittel zum Verständnis der Probenkomplexität durch visuelle Darstellung von Probenbestandteilen, kann die Quantifizierung nicht erforderlich, da hier für die antioxidative Reaktion Nachweisprotokoll der Fall.

Wir haben hier ein Beispiel der Dreifachdetektion, UV, MS und Antioxidationsmittel reagiert Erkennung demonstriert. Multiplex-Detektionssystemen mit AFT Spalten können in fast jeder Situation, wo ein Analytiker erfordert mehrdimensionalen Probeninformationen verwendet werden und dies beinhaltet mehrere Erkennungsprotokolle. Verwendung AFT Spalten wird erheblich vereinfacht und beschleunigt den Prozess der Proben Charakterisierungen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
HPLC instrument Multiple detectors of choice for multiplexed detection. Detectors of choice may require additional instrumentation, e.g., pump.
Parallel Segmented Flow HPLC column Thermo Fisher Scientific Not Defined Soon to be commercialized
Methanol Any brand HPLC Grade
PEEK tubing Any brand Various lengths and i.d.
Column stoppers Any brand For blocking unused peripheral ports.
PEEK tube cutter Any brand
Analytical Scale Balance Any brand
Stop watch Any brand
Eluent collection vessels Any brand 1-2 ml sample vials can be used as eluent collection vessels

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Camenzuli, M., Ritchie, H. J., Ladine, J. R., Shalliker, R. A. The design of a new concept chromatography column. Analyst. 136, (24), 5127-5130 (2011).
  2. Camenzuli, M., Ritchie, H. J., Ladine, J. R., Shalliker, R. A. Enhanced separation performance using a new column technology: Parallel segmented outlet flow. J. Chromatogr, A. 1232, 47-51 (2012).
  3. Camenzuli, M., Ritchie, H. J., Ladine, J. R., Shalliker, R. A. Active flow management in preparative chromatographic separations: A preliminary investigation into enhanced separation using a curtain flow inlet fitting and segmented flow outlet. 35, (3), 410-415 (2012).
  4. Camenzuli, M., Ritchie, H. J., Shalliker, R. A. Gradient elution chromatography with segmented parallel flow column technology: A study on 4.6mm analytical scale columns. J. Chromatogr., A. 1270, 204-211 (2012).
  5. Camenzuli, M., Ritchie, H. J., Shalliker, R. A. Improving HPLC separation performance using parallel segmented flow chromatography. Microchem. J. 111, 3-7 (2013).
  6. Shalliker, R. A., Ritchie, H. Segmented flow and curtain flow chromatography: Overcoming the wall effect and heterogeneous bed structures. J. Chromatogr, A. 1335, 122-135 (2014).
  7. Camenzuli, M., Ritchie, H. J., Shalliker, R. A. Evaluating active flow technology HPLC columns as a platform for multiplexed detection. Microchem. J. 110, 473-479 (2013).
  8. Camenzuli, M., et al. Parallel segmented outlet flow high performance liquid chromatography with multiplexed detection. Anal. Chim. Acta. 803, 154-159 (2013).
  9. Shalliker, R. A., Camenzuli, M., Pereira, L., Ritchie, H. J. Parallel segmented flow chromatography columns: Conventional analytical scale column formats presenting as a 'virtual' narrow bore column. J. Chromatogr., A. 1262, 64-69 (2012).
  10. Soliven, A., et al. Improving the performance of narrow-bore HPLC columns using active flow technology. Microchem. J. 116, 230-234 (2014).
  11. Camenzuli, M., Ritchie, H. J., Dennis, G. R., Shalliker, R. A. Parallel segmented flow chromatography columns with multiplexed detection: An illustration using antioxidant screening of natural products. Microchem. J. 110, 726-730 (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats