Cambios en la forma de los picos al aumentar el volumen de inyección

Cambios en la forma de los picos al aumentar el volumen de inyección

Cambios en la forma de los picos al aumentar el volumen de inyección

Cambios en la forma de los picos al aumentar el volumen de inyección

Como se analiza en esta serie, los cambios en la forma de los picos son un problema común en los análisis de HPLC. Idealmente, los picos deberían ser simétricos, con forma gaussiana [D. R. Stoll, LC-GC N. Am. 39 (2021), pp. 353–362]. La simetría de un pico se puede cuantificar calculando el factor de asimetría USP (T), como se ilustra en la figura 1. Un factor de asimetría de 1 indica una simetría perfecta, mientras que los valores inferiores a 1 se denominan asimetría frontal y, los valores superiores a 1, asimetría de cola. Muchos métodos requieren que los factores de asimetría de todos los picos estén dentro de un intervalo especificado. Los factores de asimetría que se desvían significativamente de 1 pueden disminuir la resolución de los picos que eluyen cerca, lo que dificulta la integración [D. R. Stoll, LC-GC N. Am. 39 (2021), pp. 353–362]. Además, cuando la simetría de los picos es deficiente, el pico suele ser más ancho de lo que debería ser, lo que reduce la altura de los picos. En aplicaciones que implican la detección y cuantificación de analitos presentes a bajas concentraciones, esto puede disminuir la precisión de los resultados, así como los límites de cuantificación y detección.

Figura 1. Cálculo del factor de asimetría USP; W0,05 es la anchura de pico medida al 5 % de la altura del pico, y f es la anchura de la parte frontal del pico.

Un paso importante al desarrollar métodos para cuantificar analitos que están presentes a bajas concentraciones es optimizar el volumen de inyección. Idealmente, las alturas y las áreas de los picos aumentan linealmente con el volumen de inyección para una composición de muestra fija, hasta que comienza a producirse una sobrecarga de masa, volumen o detector [U. D. Neue, HPLC Columns: Theory, Technology, and Practice, Wiley-VCH, New York, 1997, pp. 355-356]. En el ejemplo que se muestra en la figura 2A, se separó una mezcla de seis analitos a una concentración de 0,2 µg/mL cada uno, utilizando un gradiente de acetonitrilo del 5 % al 95 %. El volumen de inyección era de 2 µL y se utilizó una columna de 2,1 x 50 mm, por lo que el volumen de inyección era el 1,1 % del volumen de la columna. Dado que la orientación general es que el volumen de inyección debe ser del 1-10 % del volumen de la columna [Waters Knowledge Base 48961], parecía haber margen para aumentar el volumen de inyección para aumentar la relación señal-ruido. Cuando se aumentó el volumen de inyección a 4 µL, se obtuvo el cromatograma que se muestra en la figura 2B. Aunque las áreas de los seis picos aumentaron por un factor de dos, como se esperaba, los dos primeros picos no aumentaron en alto, sino que se ensancharon con una asimetría frontal pronunciada.

Figura 2. Cromatogramas que comparan la separación obtenida mediante una inyección de 2 µL (A) y una inyección de 4 µL (B) de una muestra preparada en acetonitrilo/agua 50/50 v/v frente a una inyección de 4 µL de una muestra preparada en acetonitrilo/agua 10/90 v/v (C). 

Factor de asimetría USP

Pico

A

B

C

1

0,84

0,71

1,07

2

1,27

0,72

1,29

3

0,93

1,09

1,33

4

1,03

1,22

1,41

5

1,3

1,35

1,26

6

1,15

1,25

1,32

Como se comentó en las dos primeras partes, hay varias causas posibles de cambios en la simetría de los picos, incluidos problemas con el sistema HPLC, la fase móvil, la muestra y la columna [J. W. Dolan and L. R. Snyder, Troubleshooting LC Systems, Springer Science+Business Media, New York, 1989, pp. 385-420]. Como se ha comentado anteriormente, un buen punto de partida para la resolución de problemas es analizar detenidamente los cromatogramas para observar si el cambio en la forma de los picos se observa en todos los picos o solo en algunos de ellos. Cuando solo algunos de los picos de un cromatograma muestran asimetría frontal, como en la figura 2B, las posibles causas incluyen la coelución de un compuesto que interfiere, la sobrecarga de masa y el uso de un eluyente de muestra demasiado fuerte. Debido a que el problema se observó después de aumentar el volumen de inyección y las concentraciones de analito son bajas, la última causa parece ser la más probable. El eluyente de muestra utilizado para los cromatogramas que se muestran en las figuras 2A y 2B fue acetonitrilo/agua 50/50 v/v, elegido porque algunos de los analitos tienen una solubilidad limitada en agua. Dado que el gradiente comienza con una concentración de acetonitrilo de solo el 5 %, el eluyente de la muestra es considerablemente más fuerte que la fase móvil inicial. Debido a que los primeros analitos en eluir son los menos hidrófobos, se ven más afectados por el eluyente fuerte de la muestra. Para probar esta hipótesis, se preparó una serie de muestras con las mismas concentraciones de analito, pero con diferentes proporciones de acetonitrilo/agua. Los resultados del factor de asimetría para los dos primeros picos se muestran en la figura 3. Los factores de asimetría para ambos analitos disminuyen a medida que aumenta la concentración de acetonitrilo, lo que demuestra que el uso de un eluyente de muestra fuerte es la causa de la asimetría frontal de picos que se observan en la figura 2B. Para evitar este problema y garantizar que se disolvieran los analitos más hidrófobos, se eligió una concentración de acetonitrilo del 10 %. En la figura 2C se muestra el cromatograma resultante de la inyección de 4 µL de una muestra disuelta en acetonitrilo/agua 10/90 v/v. Ahora, todos los picos muestran el doble de la altura esperada en comparación con la inyección de 2 µL, con una buena simetría de los picos. Al optimizar el volumen de inyección, siempre se debe tener en cuenta la concentración del eluyente de la muestra en relación con la composición de la fase móvil inicial.

Figura 3. Gráfico del factor de asimetría USP frente al % de acetonitrilo en el eluyente de la muestra para los dos primeros picos utilizando una inyección de 4 µL.

En este Manual

Solucionar problemas de forma de pico en HPLC

Cambios en la forma de los picos de una columna utilizada anteriormente

Cambios en la forma de los picos al aumentar el volumen de inyección

Agradecimientos

 

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