Solução de problemas de formato de pico em HPLC

Solução de problemas de formato de pico em HPLC

Alterações no formato de pico durante o teste de um grupo de amostras

Alterações no formato de pico durante o teste de um grupo de amostras

Um problema comum nas análises de HPLC é uma alteração no formato de pico. O ideal é que os picos sejam simétricos, com uma forma gaussiana [D. R. Stoll, LC-GC N. Am. 39 (2021), pp. 353–362]. A simetria de um pico pode ser quantificada por meio do cálculo do fator de cauda (T) conforme a USP, como ilustrado na Figura 1. Um fator de cauda de 1 indica simetria perfeita, enquanto valores menores que 1 são denominados frontais, e valores maiores que 1 são denominados de cauda. Muitos métodos estabelecem um requisito de que os fatores de cauda para todos os picos sejam menores que um limite especificado. Fatores de cauda mais altos podem diminuir a resolução de picos que eluem próximos uns dos outros e tornar a integração mais difícil [D. R. Stoll, LC-GC N. Am. 39 (2021), pp. 353–362].

Figura 1. Cálculo do fator de cauda conforme a USP a partir da largura total do pico medida a 5% da altura do pico (W0,05) e da largura do segmento frontal do pico a 5% da altura do pico (f).

Quando um método estabelecido é utilizado para analisar um lote de amostras, ocasionalmente, o formato de pico pode mudar ao longo de uma série de injeções. Isso pode fazer com que os fatores de cauda não atendam ao requisito. Existem várias causas possíveis para esse problema, incluindo problemas com o sistema HPLC, a fase móvel, a amostra e a coluna [J. W. Dolan and L. R. Snyder, Troubleshooting LC Systems, Springer Science+Business Media, New York, 1989, pp. 385-420]. Ao solucionar problemas, um bom ponto de partida é analisar cuidadosamente os cromatogramas para observar se a alteração no formato de pico é vista em todos os picos ou apenas em alguns deles. Nesse último caso, observe as propriedades dos analitos cujos picos foram alterados e verifique como eles diferem daqueles dos analitos cujos picos não foram alterados. Os analitos problemáticos são básicos ou ácidos, enquanto os outros não são? Se forem, a causa poderá ser uma mudança na carga de superfície da fase estacionária ou uma mudança no pH da fase móvel. Se os analitos mostrando a alteração no formato de pico forem básicos enquanto os outros não forem, uma causa raiz provável nos métodos de fase reversa é a perda de grupos de capeamento a partir da fase estacionária, o que aumenta a concentração de grupos silanol. Grupos silanol ionizados na partícula de base são uma causa comum de cauda de pico para analitos básicos [D. V. McCalley, Chem. Comm. 59 (2023), pp. 7887-7899].

No caso em que todos os picos de um cromatograma mostram alterações semelhantes no seu formato, uma causa possível pode ser o deslizamento da tubulação que conecta a coluna ao sistema HPLC. Isso pode acontecer ao utilizar conexões de PEEK de aperto com os dedos. Outra causa possível é a presença de um vazio na coluna, que pode ocorrer quando uma coluna é exposta a mudanças rápidas de pressão ou é utilizada sob condições de pH e/ou temperatura que resultam em hidrólise das partículas de suporte da fase estacionária. Isso é comum quando colunas à base de sílica são utilizadas com fases móveis básicas (pH > 7), especialmente a temperaturas elevadas (> 30 °C) [J. J. Kirkland, M. A. van Straten, H. A. Claessens, J. Chromatogr. A 691 (1995), pp. 3–19., H. A. Claessens, M. A. van Straten, J. J. Kirkland, J. Chromatogr. A 728 (1996), pp. 259-270]. Uma terceira causa possível é o acúmulo de constituintes da matriz da amostra no sistema HPLC e/ou na coluna. Muitas amostras têm componentes que podem precipitar ou adsorver fortemente nas superfícies do sistema e da coluna, como proteínas, lipídios, polissacarídeos e tensoativos. Quando esses componentes se acumulam nas superfícies do sistema e/ou da coluna, eles podem interromper a distribuição de fluxo, resultando em alterações no formato para todos os picos.

Analise os cromatogramas mostrados na Figura 2. O cromatograma inicial mostra 5 picos com bons fatores de cauda, variando de 1,01 a 1,09. Após 200 injeções de amostras, o cromatograma agora exibe que todos os 5 picos apresentam um aumento nos fatores de cauda, variando de 1,61 a 1,97. A contrapressão da coluna mostrava apenas um pequeno aumento (3,5%) ao longo das 200 injeções.

Figura 2. Cromatogramas comparando a primeira e a 200ª separação de 5 analitos. Os fatores de cauda conforme a USP são mostrados acima dos picos. Após substituir a pré-coluna, o cromatograma marcado como injeção 215 foi obtido.

Os analitos são todos neutros sob as condições de separação; então, uma mudança na concentração do grupo silanol na superfície da fase estacionária não pode ser a causa dos picos de cauda. A fase móvel continha apenas água e acetonitrila, e a temperatura da coluna era de 40 °C; então, não é provável que seja um vazio na coluna. E o acúmulo de componentes da matriz da amostra na coluna? As amostras continham proteínas, bem como gorduras e açúcares. A coluna utilizada para este exemplo tinha uma pré-coluna integral removível. Quando a pré-coluna foi substituída por uma nova, os fatores de cauda para todos os cinco componentes foram restaurados para valores próximos a 1, conforme mostrado no cromatograma inferior. Isso confirma que a causa da cauda de pico foi o acúmulo de componentes da matriz da amostra na pré-coluna. Ao trabalhar com amostras que contêm componentes da matriz que podem precipitar ou adsorver fortemente na coluna, a utilização de uma pré-coluna pode ser uma forma relativamente acessível de maximizar a vida útil de uma coluna. Conforme mostrado neste exemplo, também é uma ferramenta útil para identificar a causa raiz de problemas de formato de pico.

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