Verbesserung der Leistung von Mikro-LC-Säulen
Mikro-LC-Säulen bieten aufgrund ihres kleineren Innendurchmessers die Möglichkeit, die Empfindlichkeit zu verbessern oder niedrigere Flussraten zu verwenden. Der Nachteil eines reduzierten Säulendurchmessers besteht darin, dass zur Maximierung der Effizienz die Quellen der Bandenverbreiterung minimiert werden müssen und die Probenvorbereitung für die Erhöhung der Säulenlebensdauer sehr wichtig ist.
Probenvorbereitung
- Die Verwendung einer Trap-Säule sorgt für sauberere Proben für die Injektion auf die analytische Säule und verbessert die Lebensdauer der Säule.
- Der Einsatz von Probenvorbereitungstechniken wie Festphasenextraktion (Strata-X® SPE-Produkte) oder Zubehör (Phenex™ Spritzenfilter) zur Minimierung der Injektion unerwünschter Verunreinigungen auf Ihr System und Ihre Säule kann ebenfalls die Lebensdauer der Säule verlängern.
Trap-Konfiguration
Die Phasenselektivität und die Fliessrichtung der mobilen Phase auf und von der Trap-Säule beeinflussen beide die Effizienz und Lebensdauer der Säule. Die Wahl einer geeigneten stationären Phase für Ihre Trap-Säule trägt zur Verbesserung der Trennung bei. Die Fliessrichtung während Ihrer Trap- and Elute-Methode kann hingegen die Säulenlebensdauer durch die Minimierung von Partikelablagerungen bei Verwendung in Vorwärtsrichtung verbessern.
Vorwärts-Elution
Die Probe wird auf die Trap-Säule in Vorwärtsrichtung injiziert. Während diese noch über das Schaltventil mit dem Abfall verbunden ist, können Sie hier auf Wunsch einen Waschschritt durchführen. Sobald Sie das Trapventil schalten, wird die Probe von der Trap-Säule auf die analytische Säule transferiert. Bei der Vorwärtselution muss die Probe den ganzen Weg durch die Trap-Säule zurücklegen, um auf die analytische Säule zu gelangen. Die stationäre Phase in dieser Trap-Säule wirkt sich somit stärker auf die Trennung aus als im Rückwärtselutionsmodus. Das bedeutet auch, dass alle unlöslichen Stoffe auf der Trap-Säule zurück bleiben und somit Ihre Mikro-LC-Säule viel besser geschützt ist.
Rückwärts-Elution
Bei der Rückwärtselution wird die Probe auf die gleiche Weise beladen und gewaschen. Wenn Sie nun aber das Ventil umschalten, wird die mobile Phase in umgekehrter Richtung durch die Trap-Säule gepumpt. Die Probe wird in der gleichen Richtung, in der sie beladen wurde, wieder aus der Trap eluieren. Dadurch verliert das Packungsmaterial in Bezug auf die Gesamtselektivität an Bedeutung, da der Fliessweg kürzer ist. Es bedeutet aber auch, dass unlösliche Stoffe möglicherweise von der Trap auf Ihre Mikro-LC-Säule zurückgespült werden. Bei der Rückwärtselution können Sie auch eine Trap-Säule mit einem größeren ID verwenden. Diese kann mit einer höheren Flussrate beladen werden, so dass sie bei zeitkritischen Applikationen von der Beschleunigung des Beladungsschritts profitieren.
- Für 1 mm ID-Säulen beträgt die typische Flussrate 1-75 µL/min
- Typische Probenmenge 1-10 µg
Was steckt hinter dem Namen? - Entziffern Sie den Code der Dibenzodioxine und Dibenzofurane
Dioxine und Furane sind giftige Verbindungen, die in der Umwelt persistent sind, aber wie entstehen sie und wie überwachen wir die Vielfalt der mit diesen Verbindungen verbundenen Analoga? Im Zusammenhang mit Umweltanalysen beziehen sich "Dioxine" und "Furane" speziell auf polychlorierte Dibenzodioxine (PCDD-Verbindungen) und polychlorierte Dibenzofurane (PCDF-Verbindungen). 
Diese Verbindungen sind persistente organische Schadstoffe (POP-Verbindungen), die eine Affinität zu einem Transkriptionsfaktor-Protein namens Aryl-Kohlenwasserstoff-Rezeptor haben.
Wir meinen dabei nicht die Substanzen und Lösungsmittel Dioxan, Dioxin, Furan oder Tetrahydrofuran (THF), wenn wir von einer typischen Analyse von "Dioxin und Furan" sprechen, nur um jegliche Missverständnisse auszuräumen. Diskussionen über POPs unter Umweltchemikern können für Neueinsteiger wie ein Geheimclub erscheinen, wenn man die Bandbreite des vermuteten Hintergrundwissens und das Bewusstsein für den "Geheimcode" bedenkt, mit dem diese Verbindungen bezeichnet werden. Ich werde die Bedeutung von "Dioxin- und Furan"-Tests vorstellen, indem ich auf die Herkunft und Nomenklatur von Dioxin- und Furan-POPs eingehe.
PCDD-"Dioxin"-Schadstoffe sind historisch bekannt als Nebenprodukte der Herstellung von Herbiziden wie 2,4,5-T (2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure) und 2,4-D (2,4-Dichlorphenoxyessigsäure), die zusammen Agent Orange bilden.
Diese Herbizide haben selbst ein Toxizitätsprofil, aber die Dioxin-Nebenprodukte sind weitaus toxischer. Dioxin-Nebenprodukte wurden anfänglich während der Herstellung oder Verwendung dieser Herbizide nicht überwacht, da die hohe Toxizität der polychlorierten Dibenzodioxine in der Vergangenheit nicht bekannt war. Die historisch relevante großflächige Verwendung und Industrieunfälle mit diesen Herbiziden haben zu einer persistenten Umweltkontamination mit Dioxinen geführt.
Ein kritisches Zwischenprodukt bei der Synthese von polychlorierten Phenylherbiziden ist ein polychloriertes Phenolat, das anfällig für Nebenreaktionen ist, bei denen PCDD-Verbindungen entstehen. Polychlorierte Phenole selbst sind Pestizide, die PCDD-Verbindungen erzeugen können. Heute werden sowohl PCDD- als auch PCDF-Schadstoffe auch als Nebenprodukte bei der unvollständigen Verbrennung von Müll überwacht, entweder im eigenen Haushalt oder in grösseren, für die Deponierung bestimmten Müllmengen. 
Die Isotopenanalyse kann verwendet werden, um die Analyseergebnisse von Dioxinen mit der Quelle oder dem Ort zu korrelieren, an dem PCDD oder PCDF entstanden sind. PCDF-"Furan"-Schadstoffe können aus einer Vielzahl von oxidativen Reaktionen aus polychlorierte Biphenylverbindungen (PCB) resultieren. PCB-Verbindungen selbst sind toxisch und werden häufig als dielektrische Verbindungen in elektrischen Kondensatoren verwendet, was zu ihrer Verbreitung in Deponien führt.
"Ich versuche, mein 1238 von meinem 2378 zu trennen!"
Wir können aus dieser Aussage einen Sinn machen, indem wir zunächst die Positionen um unsere Dibenzo-Verbindungen herum nummerieren, an die Chloratome gebunden werden können. Beachten Sie, dass die tertiären Kohlenstoffe nicht nummeriert sind. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie über polychlorierte Dibenzodioxine (PCDD) und polychlorierte Dibenzofurane (PCDF) diskutieren. Die nächste Überlegung ist die Vorsilbe, die die Anzahl der Chloratome angibt, die an die Dibenzo-Verbindung gebunden sind. Umweltmethoden beziehen sich in der Regel auf PCDD- und PCDF-Verbindungen mit vier oder mehr Chlorsubstituenten, für die die Präfixe und Abkürzungen in Tabelle 1 aufgeführt sind. Die "octa-chlorierten" Analoga erfordern keine Nummerierung, da alle Positionen mit einem Chlorsubstituenten belegt sind.
| Anzahl der Cl-Substituenten | Beispiele |
|---|---|
| (4) Tetra – T |  Beispiele: dioxin (PCDD) Name: 2,3,7,8-TCDD |
| (5) Penta – Pe |  Beispiele: dioxin (PCDD) Name: 1,2,3,7,8-PeCDD |
| (6) Hexa – Hx |  Beispiele: furan (PCDF) Name: 1,2,3,4,6,8-HxCDF |
| (7) Hepta – Hp |  Beispiele: dioxin (PCDD) Name: 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD |
| (8) Octa – O |  Beispiele: furan (PCDF) Name: OCDF |
PCDD- und PCDF-Verbindungen werden häufig mit der in Tabelle 1 gezeigten Nomenklatur bezeichnet. Bei Routineanalysen kommt es gelegentlich vor, dass diese Verbindungen einfach durch die Position der Chlorsubstituenten bezeichnet werden, wie z.B. "trennen Sie das 1238 von dem 2378". Stellen Sie klar, dass sich der Kontext speziell entweder auf PCDD-Verbindungen oder PCDF-Verbindungen bezieht, insbesondere wenn Sie mit Mitgliedern anderer Laboratorien oder Organisationen sprechen.
Wir möchten den analytischen Chemikern und Laboranten danken, die Umweltproben auf PCDD- und PCDF-Verbindungen sowie die damit verbundenen Herbizid- und PCB-Verbindungen überwachen. Hoffentlich haben wir die Zweideutigkeiten, die die "Dioxin- und Furan"-Analyse für Neueinsteiger mit sich bringen könnten, ausgeräumt.
Heaton, A.: 1996, ‘Pesticides’, in: Heaton, A. (ed.), The Chemical Industry, Blackie Academic & Professional, London, pp. 238-43.
Crosby DG, Moilanen KW, Wong AS. Environmental Generation and Degradation of Dibenzodioxins and Dibenzofurans. Environ Health Perspect. 1973;5:259-266. doi:10.1289/ehp.7305259
Warum sind meine Wiederfindungsraten höher als 100%?
Bei der Analytextraktion mit SPE erwarten wir eine Wiederfindung von 100%. Wenn die Wiederfindung geringer ist, deutet dies darauf hin, dass es ein Problem mit der Rückgewinnung des Analyten aus dem Sorbens gibt. Aber worin liegen einige der Gründe, warum die Wiederfindung möglicherweise größer ist als erwartet (oder über 100%)?
Häufige Probleme- Koeluierende Interferenzen
- Verunreinigungen aus dem ausgewählten Lösungsmittel oder den ausgewählten Sorbentien
- Kompromittierter interner Standard, wodurch Ihr Bezugspunkt ungenau wird
- Ungenaue Berechnungen der Wiederfindung
Koeluierende Interferenzen: Diese sind typischerweise in der Matrix vorhanden und das Ziel des SPE-Schrittes ist es, sie zu entfernen. Wenn die Wiederfindung mehr als 100% beträgt, besteht der erste Schritt darin, den Eluenten mit einer orthogonalen Analysetechnik zu überprüfen, um festzustellen, ob die erhöhte Wiederfindung das Ergebnis einer Koelution ist. Wenn eine Koelution identifiziert wird, gibt es einige mögliche Lösungen diese zu beheben.
- Modifizieren Sie die Waschschritte der SPE-Methode, um die Verunreinigung beim Waschen selektiv zu entfernen.
- Wählen Sie ein alternatives SPE-Sorbens, das diese Verunreinigungen besser entfernt. Dies ist einfacher, wenn der Analyt / die Verunreinigung selektiv ionisiert werden kann, da ein Ionenaustauscher-Sorbens sehr oft sauberere Extrakte als entweder Umkehr- oder Normalphasenlösungen liefert.
- Passen Sie Ihre Analysemethode so an, dass die zwei Peaks analytisch aufgelöst werden, damit es nicht mehr nötig ist, diese Verunreinigung während des SPE-Schritts zu entfernen.
- Analysieren Sie eine Plasmablindprobe, um die vorhandenen Verunreinigungen festzustellen. Verwenden Sie diese Blindprobe in den Berechnungen, um sie von Ihrer Wiederfindung abzuziehen.
Verunreinigungen aus dem Lösungsmittel oder Sorbens: TDabei handelt es sich in der Regel um Verunreinigungen in den Materialien, die in ihren Eigenschaften der zu analysierenden Verbindung ähnlich sind und infolgedessen während der SPE und der anschließenden Analyse mit ihr koeluieren. Sie können die obigen Schritte befolgen, um koeluierende Verunreinigungen zu entfernen. Alternativ, da es sich nicht um eine in Ihrer Matrix vorhandene Verunreinigung handelt, können Sie die im Sorbens vorhandenen Verunreinigungen mittels Blindprobeanalysen ermitteln und diese während der Berechnung von Ihrem Hauptpeak subtrahieren. Wenn Sie Ihr Sorbens vor der Zugabe Ihrer Probe mit dem Elutionslösungsmittel äquilibrieren, sollte dies potenzielle Verunreinigungen vor der Probenzugabe aus dem Sorbens herausspülen. Bei Verunreinigungen, die aus dem Lösungsmittel eingebracht werden, sollte dies in der Regel durch Wechseln des Lösungsmittels gelöst werden.
Kompromittierter interner Standard: wenn Ihr interner Standard keine 100%ige Wiederfindung zeigt, werden Ihre nachfolgenden Berechnungen ungenau sein. Es ist immer eine gute Praxis, einen internen Standard zu verwenden, der den Eigenschaften Ihrer Zielverbindung ähnelt, da dies den konsistenteren Bezugspunkt für Ihre Methode darstellt. Wenn Bedenken bestehen, dass Ihr interner Standard mit Ihrer Methode keine gute Wiederfindung vom SPE-Material zeigt, können Sie zur Berechnung der absoluten Wiederfindung einen externen Standard verwenden, der dem Elutionslösungsmittel zugesetzt wird.
Wiederfindungsberechnungen sind ungenau: dieser Schritt ist wichtig, um festzustellen, wo die Fehler auftreten.
- Berechnungsfehler - überprüfen Sie alle Berechnungen und berücksichtigen Sie alle Verdünnungsfaktoren.
- Integrationsfehler - reintegrieren Sie alle Peakflächen und verwenden Sie manuelle Berechnungen zur Bestätigung.
- Fehler in der Analysemethode - stellen Sie sicher, dass die verwendete Analysemethode eine korrekte Integration und Berechnung ermöglicht. Stellen Sie sicher, dass keine starken Lösungsmittel für die Injektion verwendet werden, und führen Sie eine Kalibrierung über eine Reihe von Verdünnungen durch, um die Linearität zu gewährleisten. Beheben Sie Fehler in Ihrer Analysemethode, um alle Faktoren zu bestimmen, die zu einer schlechten Reproduzierbarkeit führen können.
- Stellen Sie sicher, dass die ausgewählten Detektionen angemessen sind und korrekt funktionieren.
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