Gradient elution of ionic compounds

Technické články | 2021 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Iontová chromatografie
Zaměření
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Ionová chromatografie je nadále klíčovou technikou pro separaci a kvantifikaci anorganických a organických iontů v prostředích od pitné vody až po komplexní biologické vzorky. Gradientní eluce zásadně rozšiřuje možnosti klasického izokratického režimu tím, že zvyšuje počet rozlišených špiček (peak capacity) a současně komprimuje pozdní eluce, čímž zkracuje dobu analýzy a zlepšuje rozlišení složitých směsí.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem článku je představit principy a různé podoby gradientních elucí v iontové chromatografii – včetně koncentrace, složení, kapacity a pH gradientů – a demonstrovat jejich využití pro separaci anorganických aniontů, kationtů, biopolymerů (aminokyseliny, sacharidy, oligonukleotidy) i terapeutických protilátek.

Použitá metodika a instrumentace


Soustava pro gradientní iontovou chromatografii obvykle sestávala z isokratické pumpy doplněné o nízkotlaký gradientní modul, elektrolitického generátoru eluenta (EG) pro KOH a MSA, vysokokapacitní membránový potlačovač (suppressor), termostatovaného separačního sloupce a detektorů:
  • Sprušena vodivost (suppressed conductivity)
  • Integrovaná pulzně amperometrická detekce (IPAD)
  • UV/VIS detekce
  • Nebulizační detektory: ELS, CAD
  • Hmotnostní spektrometrie (MS)

Demonstrované kolony: Dionex IonPac AS11, AS19, CS18, CS19, AminoPac PA10, CarboPac PA200, DNAPac PA200, GlycanPac AXR-1, Acclaim Mixed-Mode WAX-1/WCX-1, Acclaim Trinity P1/P2, MAbPac SCX-10.

Hlavní výsledky a diskuse


Studie ukazuje široké spektrum aplikací:
  • Koncentrační gradienty KOH (0,5–60 mmol/L) pro separaci standardních aniontů, organických kyselin v nápojích i složitých směsí s nízkou detekční mezí (< µg/L).
  • Přídavek organického modifieru (MeOH) pro zlepšení rozlišení monokarboxylových kyselin v analýze ovocných šťáv a piva.
  • Gradienty NaOH/NaOAc pro neobarvené aminokyseliny, fosforylované aminokyseliny a oligosacharidy detekované pulzně-amperometricky.
  • Solné gradienty (NaCl, NaClO4) v Tris pH 8 pro rozlišení oligonukleotidů ssDNA.
  • Koncentrační gradienty MSA pro simultánní separaci anorganických kationtů a organických aminů.
  • pH gradienty (MES–CAPSO) pro analýzu nábojových variant monoklonálních protilátek se stabilními a lineárními profily pH.
  • Mixed-mode kolony pro současnou analýzu aniontů a kationtů, neutralních a polárních sloučenin; trimodální kolony Acclaim Trinity rozšiřují aplikace na farmaceutické protijony a API v jedné analýze.

Přínosy a praktické využití metody


Gradientní eluce v kombinaci s moderní instrumentací a potlačovači umožňuje vysoce citlivé (< ng/L) a rychlé (< 10 min) separace komplexních vzorků s širokým rozsahem retencí. Elektrolitický generátor eluenta zaručuje bezkarbonátové, reprodukovatelné podmínky. Mixed-mode sloupce dovoľují simultánní analýzu aniontů, kationtů i nepolárních látek bez potřeby derivačních kroků.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další vývoj směřuje k:
  • Trimodálním a UHPLC podporujícím sloupcům s menšími částicemi pro rychlejší, vysokorozlišení analýzy.
  • Integrovaným high-throughput platformám s automatizací vzorkování.
  • Rozvoji nových pH gradientních buffrů pro co nejlineárnější profil.
  • Hybridním integracím s HR-MS pro nativní charakterizaci glykokonjugátů a proteinových variant.

Závěr


Gradientní iontová chromatografie se díky moderním generátorům eluenta, vysokokapacitním suppressorům a specializovaným sloupcům stala univerzálním nástrojem pro analýzu široké škály anorganických, organických i biomolekulárních iontů s vysokou citlivostí, rozlišením a flexibilitou.

Reference


  • Small H., Stevens T.S., Bauman W.C.: Novel ion exchange chromatographic method using conductimetric detection. Anal. Chem. 1975, 47, 1801–1809.
  • Rocklin R.D., Pohl C.A., Schibler J.A.: Gradient elution in ion chromatography. J. Chromatogr. 1987, 411, 107–119.
  • Liu Y. et al.: On-line large capacity high purity acid and base generation devices in ion chromatography. Pittcon 1998.
  • Farnan D., Moreno G.T.: Multiproduct high-resolution monoclonal antibody charge variant separations by pH gradient IEC. Anal. Chem. 2009, 81, 8846–8857.
  • Vlasak J., Ionescu R.: Heterogeneity of monoclonal antibodies revealed by charge-sensitive methods. Curr. Pharm. Biotechn. 2008, 9, 468–481.
  • Weiss J.: Handbook of Ion Chromatography, 4th ed., Wiley-VCH 2016.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

BASICS OF ION CHROMATOGRAPHY
BASICS OF ION CHROMATOGRAPHY
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
The Past, Present and Future of Ion Chromatography
The Past, Present and Future of Ion Chromatography
2019|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Beverages Applications Notebook - Carbonated Beverages
Beverages Applications Notebook - Carbonated Beverages
2012|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Beverages Applications Notebook - Alcoholic Beverages
Beverages Applications Notebook - Alcoholic Beverages
2012|Thermo Fisher Scientific|Příručky