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Veränderung der Peakfläche Archive - Dr. Stavros Kromidas

Probleme erst gegen Ende der Sequenz – mögliche Ursachen

Von A Fehlersuche, Monatstipp, Peakverbreiterung, pH-Wert der Probe (bzw. des Probenlösungsmittels), Veränderung der Peakfläche, Veränderung der Retentionszeit, Veränderung des Chromatogramms

Der Fall

Zu Beginn einer längeren Sequenz läuft alles bestens. Gegen Sequenz-Ende jedoch tauchen verstärkt Probleme auf, z. B. Geisterpeaks, Veränderung der Peakform und/oder der Peakfläche und nicht zuletzt Verschiebung der Retentionszeit. Welche Ursachen kommen in Frage?

Die Lösung

Es handelt sich hierbei wohl um Ursachen, die zeitabhängig sind.

Nachfolgend eine Auswahl von Symptomen und möglichen Ursachen:

Temperatur zum Ersten: Druck-, evtl. auch Peakfläche-Schwankungen

  • Es finden manchmal aufgrund einer niedrigen Temperatur im Probengeber Nachfällungen statt, die erst später einsetzen und zu folgenden Problemen führen können: Verstopfung der Injektionsnadel, Niederschlag am Siebchen direkt am Säulenkopf usw. Vorgehen, um ein kommendes Problem rechtzeitig zu erkennen, ob also Gefahr für Niederschlag besteht (Tipp von Jens Braun, BioChem): Probelösung einfach kalt machen und anschließend zentrifugieren

Temperatur zum Zweiten: Bessere Peakform, Zunahme der Peakfläche

  • Wenn die Standard-/SST-lösung organischer als der Eluent/Anfangsgradient ist, entsteht Fronting, mitunter bei sehr frühen Peaks auch „Buckel“. Wenn nun aus jener Lösung im Laufe der Sequenz häufig injiziert wird, kann das organische Lösungsmittel u.U. verdampfen, Ergebnis: Aufkonzentrierung der Probe im Vial, die Peakfläche nimmt zu und dadurch, dass nun die Probelösung womöglich „Eluent-ähnlicher“ geworden ist, ergibt sich eine Verbesserung der Peakform

Temperatur zum Dritten: Zunahme der Peakfläche und/oder größerer Variationskoeffizient

  • Eine häufige Praxis: Damit bei einer Verwendung von vorgeschlitzten Septen kein Lösungsmittel aus dem Vial entweichen kann, wird die Temperatur des Probengebers gesenkt. Die Peakflächen nehmen mit der Zeit evtl. zu, eine mögliche Ursache wäre: Die Ansaug- (aspiration time) – aber auch die Injektionsgeschwindigkeit! – wurde der sich geänderten Viskosität nicht angepasst. Injektionen von viskosen Probelösungen bei relativer großer Ansauggeschwindigkeit führen ferner zu großen Variationskoeffizienten (unreproduzierbare Peakflächen)

Geisterpeaks, die erst später erscheinen

  • In Tetrahydrofuran von HPLC-Qualität sind erwartungsgemäß keine Stabilisatoren enthalten. Wenn nun die THF-Flasche etwas älter und auch keine Stickstoff-Atmosphäre vorhanden ist und die Flasche weder mit Alufolie umwickelt ist noch im dunklen Schrank/Kühlschrank aufbewahrt wird, können Peroxide entstehen. Diese sammeln sich am Säulenkopf und eluieren erst später gegen Ende eines Gradientenlaufs

Verschiebung der Retentionszeit verbunden mit Veränderung, meist Verschlechterung, der Peakform  

  • Durch eine etwas „schiefe“ Bewegung des Kolbens in der Pumpe kann Eluent in die Flüssigkeit der Hinterkolbenspülung gelangen. Überprüfung: Die Flüssigkeit vermehrt sich auf wundersamen Weisen, auch ein einfacher sensorischer Test offenbart das Problem. Durch eine derartige, zwar geringe jedoch stete Veränderung der Eluentenzusammensetzung ergibt sich eine schleichende Retentionszeitverschiebung
  • Bei bestimmten nicht-silanisierten Vials kann der pH-Wert einer wässrigen Probelösung innerhalb einer Stunde u.U. sich um mehr als eine pH-Einheit ändern
  • Bestandteile der Probe verändern im Laufe der Zeit das Füllmaterial der Säule, die Wechselwirkungen ändern sich ebenso, z. B. Schwermetallionen belegen die Kieselgelmatrix, Matrixbestandteile wie Stärke, Fette, Dextrane, Fette, Propylenglykol usw. die Oberfläche der stationären Phase – die Probleme erscheinen erst mit der Zeit …

Das Fazit

Vor der Adaption einer Methode in der Routine ist es im Falle von vorgesehenen langen Sequenzen ratsam, die Stabilität chromatographischer Größen wie Retentionszeit und Peakfläche über die Zeit gezielt zu testen. Oft werden bei der Methodenentwicklung keine langen Sequenzen verwendet, mögliche Probleme bleiben somit am Anfang im Verborgenen.

Fluss, Peakhöhe und Peakfläche

Von C - Einführungen, Überblicke, Routine-Tipps, Wartung, allgemeine Hinweise, Chromatogramm, Detektor, HPLC-Tipps, LC-MS-Kopplung, Veränderung der Peakfläche, Veränderung des Chromatogramms

Der Fall Wenn der Fluss sich ändert, ändert sich auch die Peakform – mal stärker, mal schwächer. So weit so gut. Was machen nun die Peakhöhe und die Peakfläche? Ändern sie sich ebenso und wenn ja, ist dies merklich? Was wären schließlich die Konsequenzen? Die Lösung Es muss grundsätzlich zwischen Konzentrations- und Massen-empfindlichen Detektoren unterschieden werden: Der UV- (UV-Vis, DAD) und der Fluoreszenzdetektor beispielsweise sind Konzentrations-empfindliche Detektoren, der Massendetektor bei der LC/MS- bzw. LC/MS/MS-Kopplung ein Massen-empfindlicher Detektor. D.h. im ersten Fall ist das Signal von der Konzentration, im Zweiten von der Masse der Analyten abhängig. Bei einem Konzentrations-empfindlichen Detektor verändert…

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„Slit“, „Bandwidth“ und Referenzwellenlänge beim Diodenarray – Einstellungen und Effekte

Von C - Einführungen, Überblicke, Routine-Tipps, Wartung, allgemeine Hinweise, Detektor, Einstellparameter, HPLC-Tipps, Nachweisgrenze

Der Fall Die oben genannten Einstellparameter beeinflussen die Integration – und somit die Peakfläche – aber auch die Streuung der Werte bei Wiederholmessungen, siehe dazu diesen HPLC-Tipp. Hier wollen wir uns mit den Effekten bei großen/kleinen Werten beschäftigen, welche Vor-Nachteile ergeben sich nun? Die Lösung Es folgen zunächst kurze Erläuterungen für Eeinsteiger-KollegInnen (Hinweis: In den Gerätehandbüchern finden sich in der Regel ausführliche Erklärungen mit Illustrationen und Beispielen): Bandbreite („Bandwidth“): Dieser Wert ist ein Maß für die Anzahl der Dioden, die zur Mittelung benutzt werden, um das Signal bei einer bestimmten Wellenlänge wider zu geben Spalt („Slit“): Der Spalt durch den das…

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Unterschiede in den HPLC-Anlagen – die Peakfläche

Von A Fehlersuche, Chromatogramm, Fluss, HPLC-Tipps, Methodentransfer, Veränderung der Peakfläche, Veränderung des Chromatogramms

Der Fall Dass Geräte von unterschiedlichen Herstellern große Unterschiede aufweisen können, ist eine HPLC-Binsenweisheit. Der Unterschied kann im Verweilvolumen bei Gradientenanlagen liegen (Hochdruck vs. Niederdruck), in der Richtigkeit bei der Wellenlängeneinstellung (z. B. +/- 2 nm vs. +/- 4 nm), im Material der Nadel im Probengeber (z. B. Stahl vs. Keramik) und damit verbunden evtl. Memoryeffekte, in der unterschiedlichen Geometrie der Mischkammer oder der Detektorzelle bei u. U. identischem Volumen und, und…Diese Unterschiede sowie die Folgen sind erfahrenen AnwenderInnen bekannt: Unterschiede in der Retentionszeit, in der Peakfläche und in der Peakform. Im hiesigen Peak möchte ich gerne auf zwei Sachen…

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Das kann mit der Probe in der Säule passieren

Von A Fehlersuche, Geisterpeaks & negative Peaks, HPLC-Tipps, Probe

Der Fall Kieselgel ist ein sehr guter Feststoffkatalysator, er wird vielfach in der chemischen Industrie eingesetzt. In der RP-Chromatographie nun, wo ja Kieselgel die mit Abstand wichtigste Matrix darstellt, führt seine Umsetzung mit Silanen aufgrund von sterischen Effekten zu einem Umsetzungsgrad von lediglich ca. 50-70%. Das bedeutet, dass RP-stationäre Phasen eine „nackte“ Kieselgeloberfläche von immerhin ca. 30-50% aufweisen können. Die katalytische Wirkung von Kieselgel kann dazu führen, dass manch eine Substanz in der Säule chemisch verändert wird. Das Ergebnis: Peaks, die im Chromatogramm erscheinen, könnten Substanzen sein, die in der Säule durch die katalytische Wirkung des Kieselgels entstanden sind und…

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Einfluss von Einstellparametern auf die Trennung

Von A Fehlersuche, Einstellparameter, HPLC-Tipps, Integration, kleine Peaks, Methodentransfer, Nachweisgrenze, Veränderung der Peakfläche

Der Fall Im diesem Tipp ging es um den Einfluss von Einstellparametern auf die Peakform und damit auch auf die Auflösung. So „verschwinden“ schmale, früh eluierende Peaks bei zu groß eingestellten Werten für die Zeitkonstante (z. B. 0,7-1 s) bzw. zu kleinen Datenraten (z. B. 1-2 Hz). Nun mache ich in Seminaren und Workshops die Erfahrung, dass auch erfahrene Anwender die Brisanz der Einstellparameter unterschätzen. Deswegen greife ich hier das Thema erneut auf und gehe kurz auf den Einfluss der Bandbreite (engl. „bandwidth“) bei einem Dioden Array Detektor auf das chromatographische Ergebnis ein. Die Lösung Abb. 1 Zum Einfluss der…

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Unterschiedliche Peakflächen beim Methodentransfer

Von A Fehlersuche, HPLC-Tipps, Integration, Methodenentwicklung, -Transfer und -Optimierung, Methodentransfer, Variationskoeffizient (Vk)

Der Fall In diesem Peak haben wir uns mit physikalisch/chemischen Ursachen beschäftigt, die beim Methodentransfer zu unterschiedlichen Flächen (und somit zu unterschiedlichen Gehalten) führen  – trotz technisch einwandfreier Hardware. Hier geht es um Probleme bei der Anwendung der Methode, einmal durch unterschiedliche Zahlenwerte innerhalb der Spezifikationsanforderungen und einmal durch Unterschiede bei den Einstellparametern, sowohl was die Datenaufnahme als auch die Integration betrifft. 1. Spezifikationsanforderungen Betrachten wir als Beispiel folgende Anforderungen in einer Prüfvorschrift: „ pH-Wert des Eluenten 4,5 +/- 0,1 pH-Einheiten, Tailingfaktor des Hauptpeaks kleiner/gleich 1,3, Auflösung R zwischen Hauptpeak und Verunreinigung größer/gleich 1,5“. Im Extremfall – aber immer noch innerhalb…

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Unterschiedliche Peakflächen beim Methodentransfer

Von A Fehlersuche, Auto-Sampler, Einstellparameter, HPLC-Tipps, Integration, kleine Peaks, Methodentransfer, Nachweisgrenze, Probengeber, Veränderung der Peakfläche

Der Fall Unterschiedliche Peakflächen – und somit unterschiedliche Gehalte – sind leider Gottes nichts Ungewöhnliches beim Methodentransfer. Wir unterstellen, dass durch Gerätequalifizierung in den betreffenden Labors technische Fehler, die zur Änderung der Peakfläche führen könnten, ausgeschlossen werden können: Fluss, Wellenlänge, Injektionsvolumen sind in Ordnung. Der Einfachheit halber gehen wir weiterhin von baugleicher HPLC-Hardware aus. Nun, es gibt für das hier besprochene Problem eine Reihe von Ursachen, an die man zunächst nicht ohne weiteres denken würde. Hier werden wir uns mit eher physikalisch/chemischen Ursachen beschäftigen, in diesem Tipp geht es dann um Probleme bei der Anwendung der Methode (Auslegung von Spezifikationen…

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Die „Kleinen“ im Sommer

Von A Fehlersuche, ACN, Behältnisse, Dichtungen, HPLC-Tipps, Uncategorized, Veränderung der Peakfläche

Probleme mit dem Behältnis Probleme mit der Peakfläche  Probleme mit dem Behältnis Proteine – aber auch andere Moleküle – können an Polyethylen-Oberflächen adsorbiert werden, deswegen sollten Polypropylen- oder Glasgefäße verwendet werden. Es sollte jedoch Borosilikatglas möglichst vermieden werden, auch hier ist eine Physisorption durch Adhäsionskräfte denkbar. In jedem Fall empfiehlt sich entweder eine gründliche Behandlung der Glasoberfläche mit HCL/HNO3 und/oder deren Silylierung z. B. mit Trichlormethylsilan. Oder das Beste: Sie kaufen sich gleich inertisierte Glas-Behältnisse In einer Studie wurde das Wachstum von Mikroorganismen in Abhängigkeit vom Aufbewahrungsgefäß untersucht. Mikrobiologische Tests haben gezeigt, dass bereits nach einer Woche 1/4 bis 1/3…

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Der pH-Wert in Probelösungen bestehend aus Methanol/Wasser

Von A Fehlersuche, HPLC-Tipps, Lösungsmittel, pH-Wert der Probe (bzw. des Probenlösungsmittels), Probenlösungsmittel, Veränderung der Retentionszeit

Der Fall Hier haben wir uns über das Driften des pH-Wertes ins Alkalische nach der Zugabe von einem organischen Lösungsmittel in einen sauer/wässrigen Eluenten unterhalten. Eine derartige Verschiebung findet natürlich auch in Probelösungen statt. Diese Verschiebung wird allerdings nicht immer als eine der möglichen Ursachen für Peakformveränderungen, sowie Reproduzierbarkeitsprobleme mit der Retentionszeit und der Peakfläche erkannt. Deswegen wollen wir diese Thematik noch einmal aufgreifen, im hiesigen HPLC-Tipp geht es um die Frage: „Mit welchen pH-Werten bzw. pH-Wert-Verschiebungen in Probelösungen muss ich wann rechnen?“ Die Lösung Halten wir zunächst folgendes fest: Methanol ist ein protisches Lösungsmittel, das sowohl als Protonen-Donator als…

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