עיצוב טור Chromatography מותאם אישית עבור משימות אנליטיות מיוחדות

Chromatography נשאר אחד הטכניקות האנליטיות החזקות והמגווןיות ביותר בכימיה המודרנית, המאפשרת הפרדה, זיהוי וזיהוי של תערובת מורכבות. בעוד עמודות זמינות מסחרית הן מספיקות עבור ניתוחים שגרתיים, משימות אנליטיות מיוחדות - כגון הסתברות אימפולסיבית ברמת העקביות, הפרדה chiral, או ניתוח של עמודות ביו-מולקולריות גבוהות יותר - לעתים קרובות דורשות ייחודיות להתאמה אישית של דרישות עיצוביות, כלומר, כל אחד, תכונות טיפוליות ספציפיות, כולל אופטימיזציה של חומר של יישום, אך ורקמות, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, תכונות טיפוליות ספציפיות של חומר טיפוליות, או ניתוח של פרמטרים מתקדמים יותר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, או ניתוח של פרמטרים מתקדמים יותר של חומר טיפוליות של פרמטרים של פרמטרים של חומר טיפוליות, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם ביצועים מתקדמים יותר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם ניתוח של תבניות חישוביתות פונקציונליות של תבניות חישוב של תבניות טיפוליות של תבניות טיפוליות של תבניות טיפוליות, עם ביצועים

הבנת הדרישות לעמודי מכס

הצעד הראשון בעיצוב טור צ'רומטוגרפיה מותאם אישית הוא להגדיר בבירור את הבעיה האנליטית.זה כרוך הערכה מעמיקה של מאטריקס הדגימה, יעד אנאליט, ומטרות ביצועים.

(FLT:0) ,Sampleקומפוזיציה ומורכבות מורכבות FLT:1 - תערובת בינארית פשוטה דורשת הרבה פחות פתרון כוח מאשר תמצית ביולוגית גולמי המכיל מאות תרכובות. עבור דגימות מורכבות, עמודה ארוכה יותר עם שלב יציב מאוד עשוי להיות נחוץ כדי להשיג הפרדה בסיס.
(FLT:0) ,Target Pirytes ותכונותיהם ההרחבה:1) - משקל מולקולרי, קוטבי, מטען ויציבות משפיעים על הבחירה של כימיה שלב נייח ותנאי שלב ניידים שלהם.לדוגמה, תרכובות הידרופוביות חזקות עשויים לדרוש עמודה הפוכה עם עומס פחמן גבוה, בעוד שמשככי כאבים קוטבים עשויים להיות מתאימים יותר להפרדה HILIC או נורמלית.
(FLT:0) רזולוציה ורגישות של רזולוציה ו-IIFLT:1הה - כאשר מרכיבים של עקבות חייבים להיות מוגדרים במריצה דומיננטית, רזולוציה גבוהה היא רבת-תכליתית.
(FLT:0) אנליזת מגבלות זמן של סימול 1:1 - מעבדות בעלות גבוהה יכולות להקריב כמה רזולוציה למהירות באמצעות עמודות קצרות יותר עם גדלים חלקיקים קטנים יותר (sub-2 μm) המופעלים בלחץ גבוה, בתנאי שהמכשיר יכול לעמוד בפני לחץ אחורי.
(FLT:0) שיטת תאימות תאימות להתאמה: 1) העמודה חייבת לא לטבול תרכובות שמפריעות לגלאי.עבור חומרת ספקטרום המוני (MS), חומרה אולטרה-נמוכה במיוחד בשלבי תנוחה מטוהרים נדרשים לעתים קרובות.

על ידי מיפוי יסודי של דרישות אלה מוקדם בתהליך העיצוב, הסבירות של עמודה מותאם אישית מוצלחת השתפרה מאוד. מסמך ספציפי מפורט הכולל פתרון מטרה (Rs), גורם יכולת (k), וסלקטיביות (α) ינחה החלטות לאחר מכן.

שיקולים עיצוביים

תגית: Hardware

בחירת חומר עמודה נשלטת על ידי תאימות כימית, סובלנות לחץ, ואת האופי של ה- אנאליס. האפשרויות הנפוצות ביותר הן:

(FLT:0) פלדה סטרינלית 1 - מציע כוח מכני מעולה וסובלנות בלחץ גבוה (עד 1500 בר עם עמודות מודרניות UHPLC).
<חזק>Glass או borosilicate - אינרציה כימית ושקופה, מה שהופך אותם אידיאליים עבור התבוננות חזותית של שלמות מיטה ארוזה.גבולות לחץ הם נמוך (בדרך כלל 100 בר), הגבלת השימוש ב- LC בלחץ נמוך ועבודה טרום-parative.
(FLT:0)PEEK (polyeintherketone)BuildFLT) 1 - ביו-אי-תואמים, לא יותר מאשר רוב ה-Satents, ומתאים ללחץ עד 400 בר.PEEK הוא פופולרי במיוחד ביו-chromatography כי הוא אינו מפרסומות או peptides. זה גם לא מוליכים חשמלית, אשר מסייע בעת שימוש בזיהוי אלקטרו-כימי.
(FLT:0) ,FLT 1 (בקיצור:0) , או מבולגת מתכות מכוסות: חלק מהמוכרים מציעים עמודות פלדה אל-חלד עם אי-פינר פולימר (למשל, PTFE או PEEK) כדי לשלב כוח עם אינרציה כימית.

בנוסף לשחיקה עצמה, מטיבים, הצלחות, ולוחיות ההפצה חייבות להיבחר בקפידה. Zero-dead-volume (ZDV) מחברים חיוניים לשמירה על צורת שיא. pt porosity יש לבחור לשמור על חומר האריזה תוך כדי לאפשר זרימה בלתי מאובחנת - גדלים טיפוסיים נע בין 0.5 מיקרומטר עבור חלקיקים תת-2-2 מיקרומטר 2-5 מיקרומטר עבור חלקיקים גדולים יותר.

מידות וגאומטריה

הקוטר הפנימי (ID) והאורך של העמודה משפיעים ישירות על החלטה, זמן ניתוח ויכולת טעינה מדגם.

(FLT:0)LengthigthigthearFLT:1 - החלטה היא פרופורציה השורש של אורך העמודה (N=L / H) doubling את אורך העלייה ספירת הצלחת על ידי כ-40%, אבל גם כפול לחץ לאחור ולנהל זמן.עבור הפרדה קשה, עמודה ארוכה יותר (למשל 250 מ"מ) מועדפת; עבור בדיקות מהירות, עמודה קצרה יותר (למשל, 30 מ"מ) היא יותר מתאימה יותר.
(FLT:0 internal traveralventFLT:1) - עמודות Narrow-bore (1.0-2.1 מ"מ מזהה) להפחית את צריכת המפת ולשפר את הרגישות ההמונית כאשר הם יחד עם זיהוי MS, אבל הם רגישים יותר לנפח נוסף של אלומיניום ודורשים מבוא מדגם זהיר.
(FLT:0) חלקיקים בגודל Particle FLT:1 - חלקיקים קטנים יותר (1.7-3 μm) מספקים יעילות גבוהה יותר (lower HETP) ומאפשרים מהירויות ליניאריות מהירות יותר, אך הם מייצרים יותר מדכאים אחוריים. עקומת ואן דימסטר ממחישה את קצב זרימת אופטימלי לגודל חלקיקים מסוים; עמודות מותאם אישית ניתן לתכנן כדי לפעול באופטימום עבור יישום ספציפי.

גיאומטריה בעמודה Custom כוללת גם צורות מיוחדות כגון מחסניות דחוסות באופן קרני, אשר מטפלות באפקטים של קיר, או עמודות מונוליטיות (לא ארוזות עם חלקיקים) המציעות לחץ גב נמוך ונחיתות גבוהה.

שלב בחירת

בחירת הכימיה של שלב הישיבות המתאימה היא ככל הנראה ההיבט הקריטי ביותר של עיצוב עמודה מותאם אישית. אפשרויות כוללות:

(FLT:0) ,C8, או C4 שלבות מחוברים (RP) ניתן לעשות עם אחליקה (סוג B או חלקיקים היברידיים) כדי להפחית אינטראקציות סילנוול ולהעלות לתרכובות בסיסיות.
(FLT:0) החלפת אמצעי התקשורת (IEX) MediacioFLT:1 - Cation או חילופי ion על הפרדה מינים טעונים כגון חומצות אמינו, פפטידים, או נוקלוטידים.
(FLT:0Size-exclusion (SEC) ,RIR-1) חלקיקים פוריים עם גדלים פואר מוגדרים להפרדה בין מאקרומולקולטים על ידי נפח הידרודינמיקה.
(FLT:0Chiral Stationaryשלבs (CSPsigs)FLT:1 - היפרדות אנגנטימר דורש ligands מיוחדים מאוד כגון נגזרות פוליsaccharide, cyclodextrins, או chiral Crown ethers.עמודות מכס מאפשרות שלב הטעינה וחיבור כימיה כדי להיות מותאם עבור גזע נתון.
(FLT:0) Mixed-mode ו- Special StagessveFLT:1) - שילוב RP, IEX ואינטראקציות הידרופילראליות לתוך חלקיק אחד (למשל, עבור 2D-LC) אפשרי עם ייצור מותאם אישית.

חלקיקים מורפולוגיה גם משנה. חלקיקים ספירות מספקים יותר מדי אריזה אחידה ומדכאות נמוכה יותר מאשר חלקיקים לא סדירים. חלקיקים פורים מציעים שטח פני השטח גבוה, בעוד חלקיקים שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח (core-shell) להשיג יעילות גבוהה עם לחץ גב תחתון מאשר חלקיקים תת-2 מיקרומטר מלא, מה שהופך אותם לבחירה פופולרית עבור עמודות מותאמות אישית שבו מהירות ורזולוציה נדרשים שניהם.

רמת זרימה, לחץ ומבצעית Constraints

כל עמודה אישית חייבת להיות מיועדת לפעול בתוך הגבולות המעשיים של מערכות משאבה קיימות.היחסים בין קצב זרימה, גודל חלקיקים, ומדכאת גב מתוארת על ידי משוואה דארסי או משוואה Kozeny-Carman: שיקולים מרכזיים:

(FLT:0)Maximum הפעלת לחץ לחץ הפעלה של HPLC 1 - משאבות HPLC סטנדרטיות להתמודד עד 400 בר; מערכות UHPLC יכולות להגיע ל 1300 בר. A טור מותאם אישית ארוז עם 1.8 חלקיקים מיקרומטר באורך 250 מ"מ עשוי לעלות על 800 בר, אשר עשוי להיות לא תואם עם משאבות ישנות יותר.
(FLT:0) יציבות TemperatureFLT:1 - טמפרטורות אלובורד יכול להפחית את קצב הלבנות בשלב הנייד ואת לחץ אחורי נמוך יותר, אבל החומרה העמודה ומיטת ארוזה חייב להיות מסוגל לעמוד על אופניים תרמיים.יש יישומים מותאמים אישית דורשים עמודות מופרשות או תנורי אוויר מאולץ.
<חזק>Flow rate טווח - מאוד גבוה קצבי זרימה (למשל,>5 mL /min בעמודה מזהה 4.6 מ"מ) יכול לגרום דחיסה או חסימת כיסוי; שיעורי זרימה נמוכים (<0.1 mL /min) עלול לגרום דיוק נמוך עקב רעש משאבה.עמודות המכס צריך להיות מתוכנן עם קצב זרימה יעד שמתאים לתנאי אנליטית טיפוסיים.

מומלץ להפעיל בדיקות התאמת מערכת (למשל, זריקת תערובת סטנדרטית של מבחן) לפני ביצוע עיצוב מותאם אישית כדי להבטיח כי החומרה המוצעת יכולה לספק את הביצועים הצפויים.

תכנון משימות אנליטיות ספציפיות

ניתוח אימפולסיבית של Trace-Level In Pharmaceuticals

קביעת זיהומים genotoxic ברמות pm או pb דורש מאוד גבוה רזולוציה ורגישות. עמודה מותאם אישית למטרה זו עשוי להיות 150 מ"מ × 2.1 מ"מ מזהה, 1.7 מיקרומטר הליבה C18 עמודה המופעלת על שערי זרימה נמוכה (0.2-0.3 mL /מין) כדי למקסם את התגובה MS ולהפחית רעש בסיס.

הפרדה של biomolecules גדולים (Proteins, Antibodies)

biomacromolecules דורש חומרה ביולוגית לא מתאימה (PEEK או titanium frits) ואת השלבים רחב-pore Stationary (300 ⁇ ) כדי להימנע מהדרה ולהפחית התנגדות דיפוזיה. עמודה מותאם אישית עבור נוגדנים מונוקלאליים (mAb) ניתוח עשוי להשתמש עמודה 50 מ"מ × 4.6 מ"מ ארוז עם 5 מיקרומטר, 300 ⁇ , לא שטחית או חלקיקים ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הפרדה צ'יראלית

עמודות שייר מותנות נדרשים לעתים קרובות לפיתוח שיטת בתעשיית התרופות.השלב המתוכנני (למשל, ⁇ amylose (3,5-dimethylphenylcarbamate) המצופה על silica) חייב להיות נבחר על בסיס זוג enantiomer.עמודות Custom ניתן ארוז עם טעינה מסוימת (ol/g) כדי להשיג את הסלקטיביות הנדרשת ללא תוספת של לחץ בדרך כלל.

צילום: High- Throughput Screen

בגילוי סמים, מהירות היא קריטית.עמודה אישית עבור LC-MS גבוה יכול להיות עמודה 30 מ"מ × 2.1 מ"מ מלא עם 1.9 חלקיקים μm לחלוטין ⁇ חלקיקים, המאפשר הפרדה תת- דקות. עם זאת, עמודות כאלה דורשות מערכות UHPLC המסוגלות לספק ⁇ s מהירים ומדכאות גבוהות (עד 1200).

ייצור ובדיקה

שיטות אריזה

הפחתת עמודה אישית המספקת הפרדה עקבית, גבוהה ויעילה דורש טכניקות אריזה מתקדמות.S Slurry אריזה הוא תקן הזהב עבור עמודות בקנה מידה אנליטי, במיוחד אלה עם חלקיקים קטנים.החלקיקים מושעה בסוהר מתאים (למשל, acetonrile או methanol) ולאחר מכן מוכנס לתוך העמודה בלחץ גבוה באמצעות מאגר אריזה.

עבור עמודות טרום-פורטיביות גדולות יותר, דחיסה אקסקסיאלית או דחיסה אקסקלית דינמי (DAC) משמש לעתים קרובות כדי לשמור על יציבות המיטה מתחת לשיעורי זרימה גבוהים.אריזות יבשות אפשרי עבור חומרים קוטר חלקיקים גדולים (>20 מיקרומטר) המשמש ב- chromatography פלאש, אבל לעתים רחוקות זה מניב את היעילות הנדרשת לניתוח ברזולוציה גבוהה.

בקרת איכות

כל עמודה אישית צריכה להיבדק בקפידה לפני השימוש במבחנים סטנדרטיים כוללים:

(ב) [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]
(ב) ,0) סימטריה (כפי) ,FIRLT:1) - צריך להיות בין 0.8 ל-1.5 עבור עמודות ארוזות היטב.ערכים מתחת ל 0.8 מצביעים לפניהם; מעל 1.5 מצביעים על זנב.
(FLT:0) סלקטיביות (α) ורזולוציה (RsentiFLT) 1:1 - נמדד באמצעות תערובת של שני מרכיבים או יותר המשתרעים על טווח ההפרדה המיועד.לדוגמה, עמודה לאחור ניתן לבדוק עם uracil (סימן ריק), פנול, וללוטין.
(ב) [ה]היחסים הליניאריים (FLT:0] , לעומת זרימה של לינאריות (IronityFIRFIRLT:1 ; A ליניארים מציין מיטה ארוזה יציבה; סטייות עשויות להציע התמוטטות מיטה או כריתת מים.
<חזק>ההפצה של אפשרות> - לפחות 5 זריקות של פתרון סטנדרטי צריכות להראות RSD < 1% עבור זמן שמירה ו <2% עבור אזור שיא.

אם העמודה אינה מתאימה, התאמות ללחץ האריזה, הרכבה או חומרה ניתן לבצע לפני הייצור הסופי.יצרנים רבים מספקים תעודה של ניתוח עבור עמודות מותאם אישית, מתעד את כל המדדים הרלוונטיים לביצועים.

המונחים: law

לאחר בדיקות, עמודה אישית חייבת להיות מותנית עם השלב הנייד המיועד לפני שהוצב לשירות שגרתי.זה כרוך בשטף העמודה עם לפחות 10 כרכים של שלב נייד בקצב זרימת היעד וטמפרטורה. עבור שלבים מסוימים (למשל, chiral או ion-exchange), צעדים נוספים כגון הוגנות עם bu או טעינה של דלפק נגד עשוי להיות נדרש.

יש לבצע אימות עם השיטה האנליטית בפועל כדי לאשר כי העמודה עונה על כל מטרות ההפרדה.אם ההחלטה אוסלקטיביות אינה מספיקה, העיצוב יכול להיות מעודן באופן זה, התאמת גודל חלקיקים, כימיה שלב או ממדים בעמודה.

מסקנה

עיצוב עמודות chromatography מותאם אישית היא דרך חזקה להתמודד עם אתגרים אנליטיים שלא ניתן לפתור עם מוצרים מחוץ ל--- Shelf. על ידי בחירת החומרים הנכונים, ממדים, ושלבים נייחים, ועל ידי אימות ביצועים עם בדיקות קפדניות, אנליסטים יכולים להשיג רזולוציה גבוהה, רגישות, ומהירות עבור יישומים מיוחדים.למרות עמודות דורשות קבועות יותר פיתוח והשקעה גבוהה יותר בהשוואה ל- סטנדרטים, תשלום משמעותי, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו שיטות מחקר סטנדרטיות, כמו גם נתונים סטנדרטיים, ממשיכה באופן מלא, כמו שיטות מתקדמות, כמו גם תכונות מתקדמות.

לקריאה נוספת על בחירת העמודה ועיצוב, ראה:0Chromatography Online מדריך לטור עיצוב עמודה FLT:1 . עבור טיפים מעשיים על שיטות אריזה, את FLT:2Restec LibraryFLT 3 מציע ייעוץ מפורט. a מקיפה של כימיה שלב נייח ניתן למצוא במאמר טכני FLT:4Sigma-Alrichma-Alrich על עמודה HPFLC:5LC: