La búsqueda del máximo rendimiento de la LC: Un lecho de columna bien repleto

Cuando los cromatógrafos buscan el máximo rendimiento de separación en sus sistemas de cromatografía líquida (CL), un factor clave es el uso de columnas de CL con una densidad de lecho de columna óptimamente empaquetada. Las columnas de núcleo sólido fabricadas con un estricto control de calidad para su densidad de lecho empacado permiten una eficiencia, estabilidad mecánica y rendimiento máximos, independientemente de lo difíciles que sean las condiciones de su método.

La evolución de las columnas de relleno

La introducción del sistema ACQUITY UPLC en 2004 mostró las ventajas en velocidad, sensibilidad y resolución que podían obtenerse utilizando columnas empaquetadas con partículas más pequeñas, de menos de 2 µm, en un instrumento de baja dispersión.

Muchos proveedores de columnas de LC ofrecen ahora columnas con tamaños de partícula más pequeños para mejorar el rendimiento de la separación. Las columnas empaquetadas con tamaños de partícula de 2,x µm se han hecho populares para muchos flujos de trabajo diferentes. Este tamaño de partícula proporciona una mayor eficiencia de la columna en comparación con las columnas tradicionales empaquetadas con partículas de >3 µm, a la vez que genera contrapresiones que no superan los límites de presión de la mayoría de los sistemas HPLC/UHPLC.

La introducción de columnas de 2,x µm empaquetadas con partículas de núcleo sólido supone un avance más en la tecnología de partículas para proporcionar aún más eficiencia a la columna. Las partículas de núcleo sólido aumentan la eficiencia de la columna al reducir la difusión longitudinal dentro de la columna analítica, lo que disminuye la anchura de los picos y, en última instancia, se traduce en una mayor eficiencia. Las columnas de núcleo sólido también presentan menores contrapresiones en comparación con las columnas equivalentes empaquetadas con partículas totalmente porosas de tamaño similar; esto se debe a la capacidad de empaquetar estas partículas de forma "menos densa" o a una mayor porosidad intersticial.

Advertencia: No todas las columnas empaquetadas son iguales

El objetivo de todos los proveedores de columnas es fabricar columnas reproducibles, que tengan la mayor eficiencia de columna, con las menores contrapresiones de columna y una estabilidad mecánica sólida como una roca. Sin embargo, las diferencias en los métodos de producción de columnas de LC pueden afectar significativamente al rendimiento de la columna. La figura 1, una ilustración de dos columnas empaquetadas simuladas, destaca una columna que ha sido empaquetada de forma óptima y otra columna que ha sido empaquetada de forma deficiente. La diferencia clave entre las columnas radica en la formación del lecho empacado; las variaciones en la densidad del lecho empacado tienen un impacto significativo en el rendimiento de la columna, tanto en lo que se refiere a su eficiencia como a su vida útil.

Aguas: Expertos en la fabricación de columnas de relleno

La verdadera medida de la excelencia para Waters es proporcionar sistemáticamente columnas de LC que tengan una densidad de lecho empacado óptima y ofrezcan la mayor eficiencia de la columna manteniendo una estabilidad mecánica superior.

La tabla 1 muestra una comparación de la eficiencia de la columna (placas USP), el factor de cola y la contrapresión de las columnas CORTECS 2,7 µm C18 de Waters frente al competidor A: columnas C18 de núcleo sólido de 2,7 µm. En este estudio se compararon dos configuraciones de columna diferentes, 2,1 x 50 mm y 4,6 x 50 mm.

Los resultados de la tabla 1 muestran una media de un ~24% más de eficiencia de la columna CORTECS C18 frente a las columnas de núcleo sólido del competidor A: C18 de 2,7 µm, tanto para la columna de 2,1 x 50 mm como para la de 4,6 x 50 mm. Los factores de cola son equivalentes entre las cuatro columnas; la contrapresión es equivalente para la columna de 2,1 x 50 mm, pero la columna del competidor A: C18 de 2,7 µm y 4,6 x 50 mm mostró un ~20% más de contrapresión frente a la columna CORTECS de 4,6 x 50 mm. Aunque la eficiencia por sí sola no es un indicador de una columna bien empaquetada, la estabilidad del lecho empaquetado sí lo es.

Pruebas de estabilidad del lecho de la columna empaquetada

Los avances en los sistemas de LC requieren que las columnas funcionen a las elevadas presiones que pueden generar los modernos sistemas de UHPLC. Los cambios bruscos de presión en la columna debidos al ciclo de inyección del sistema de LC pueden hacer que el lecho empacado de una columna se desplace ligeramente y falle prematuramente.

Para probar la estabilidad del lecho empacado de las columnas LC de Waters, se utiliza una prueba de estabilidad acelerada del lecho empacado para garantizar la estabilidad mecánica, simulando los ciclos de inyección del sistema en una columna durante la vida útil de las columnas. Para esta prueba, las columnas se someten a pulsos de presión repetidos que simulan los extremos de los ciclos de inyección de un sistema de LC. La eficiencia de la columna y la forma de los picos se miden de forma intermitente a lo largo de la prueba para seguir cualquier cambio y evaluar la calidad del lecho empacado.

La figura 2 muestra los resultados de la prueba de estabilidad del lecho empacado del competidor A: columnas de núcleo sólido de C18, 2,7 µm 2,1 x 50 mm y 4,6 x 50 mm en comparación con las columnas de C18, 2,7 µm de CORTECS de dimensiones equivalentes. Como se puede ver en los resultados, hay una pérdida significativa de eficiencia a lo largo de los ciclos de inyección en las columnas de núcleo sólido C18 de 2,7 µm de la competencia, lo que indica un lecho mal empaquetado.

• Eficiencias iniciales de la columna más bajas para el Competidor A: columnas de núcleo sólido C18 de 2,7 µm
• Complete Column failure at < 200 pressure cycles for both the Competitor A: C18 2.7 µm solid-core columns
• 50% loss in column efficiency at < 100 pressure cycles for both the Competitor A: C18 2.7 µm solid-core columns

Tras las pruebas de estabilidad del lecho empacado, se abrieron e inspeccionaron las entradas de ambas columnas de 2,1 x 50 mm. La figura 3 muestra un vacío significativo en la entrada del lecho empacado para el competidor A: columna de núcleo sólido C18 de 2,7 µm, lo que muestra claramente un lecho empacado inestable. La columna CORTECS C18 de 2,7 µm no mostró ningún vacío.

Garantizar el máximo rendimiento y los mejores resultados del método con una columna con un empaquetado óptimo

La calidad de su columna puede tener serias repercusiones en los resultados de sus métodos y en el rendimiento de la LC. Cuando se trata de elegir un proveedor de columnas de LC, no todos los proveedores son iguales, y no todos los proveedores fabrican las mismas columnas de alto rendimiento. Gastar un poco más en una columna de mayor calidad puede reportar beneficios a largo plazo, lo que se traduce en más análisis/columna, un rendimiento constante/menos problemas, y la posibilidad de llevar su sistema de LC a sus límites de funcionamiento, maximizando la productividad de su laboratorio.

La experiencia de Waters en el empaquetado de columnas, específicamente en la producción de columnas de alta eficiencia con densidades de lecho óptimas, garantiza que las columnas están diseñadas para durar y no se desmoronan bajo la presión que un sistema de UHPLC/HPLC puede ejercer sobre ellas. Las columnas CORTECS de 2,7 µm están diseñadas específicamente para aumentar la eficiencia, proporcionar menores contrapresiones en la columna y son mecánicamente estables para soportar las condiciones más duras de sus métodos.

Más información sobre las columnas CORTECS

Recursos adicionales:

• Descargue nuestra infografía de CORTECS: La verdad sobre el núcleo sólido
• Revise las notas de aplicación:
  • Análisis de degradación forzada de omeprazol utilizando columnas CORTECS de 2,7 μm
  • Estabilidad del rendimiento de las columnas CORTECS de 2,7 μm tras repetidas inyecciones de plasma precipitado