D’HPLC-Analys duerch eng zouverlässeg Proufvirbereedung verbesseren
D’Héichleeschtungsflëssegkeetschromatographie (HPLC) bleift eng vun de wichtegsten analyteschen Technike fir d’Identifikatioun an d’Quantifizéierung vu Verbindungen a komplexe Matricen. Vun der pharmazeutescher Qualitéitskontroll iwwer d’Ëmweltiwwerwaachung bis zur Liewensmëttelanalys ginn HPLC-Methode wéinst hirer Sensibilitéit, Selektivitéit a Reproduzéierbarkeet geschat. D’Zouverlässegkeet vun de chromatographeschen Date hänkt awer staark vun engem entscheedende Schrëtt of: der HPLC-Proufvirbereedung.
D’Fuerschung an d’Routineverfare fir d’Proufvirbereedung weisen, datt d’Extraktioun an d’Proufvirbereedung mat Ultraschallënnerstëtzung d’Effizienz, d’Genauegkeet an d’Geschwindegkeet vun der HPLC-Analys däitlech verbesseren. Duerch den Asaz vun Ultraschallenergie, fir Matricen opzebriechen an den Transfert vun Analyten a Léisungsmëttel ze verbesseren, kënne Laboratoirë méi héich Réckgewënnungen, méi kuerz Extraktiounszäiten a méi reproduzéierbar analytesch Resultater erreechen.
Firwat d’Proufvirbereedung bei der HPLC wichteg ass
A villen analyteschen Aarbechtsofleef enthält d’Proufmatrix – wéi Planzematerial, biologescht Geweebe, Buedem oder Waasser – komplex Mëschunge vu Verbindungen, déi d’chromatographesch Trennung stéiere kënnen. Eng effizient Proufvirbereedung ass dofir néideg, fir Analyten ze isoléieren, stéierend Substanzen ze entfernen an d’Zilverbindunge virun der Injektioun an den HPLC-System ze konzentréieren.
Traditionell Extraktiounstechniken ëmfaassen dacks laangwiereg Prozeduren, grouss Volume vun organesche Léisungsmëttelen a verschidde Schrëtt fir d’Oprengegung. Dës Methode kënne Variabilitéit verursaachen, d’Betribskäschten erhéijen an d’Gesamtanalyszäit verlängeren.
D’Proufvirbereedung mat Ultraschall bitt eng effikass Alternativ. D’Beschallung mat Ultraschall féiert héichfrequent akustesch Energie an e flëssegt Medium an, wouduerch mikroskopesch Kavitatiounsblosen entstinn. Wann dës Blosen zesummefalen, erzeuge si lokal Schéierkräften a Mikromëschungseffekter, déi fest Matricen opbriechen an de Stofftransport beschleunegen. Dëse Prozess verbessert d’Extraktiounseffizienz ganz däitlech.
UIP400MTP Ultraschallapparat fir en héije Proufduerchsaz mat Réiergestell fir Autosampler-Fläschen
Wëssenschaftlech Beweiser: D’Beschallung mat Ultraschall verbessert d’analytesch Leeschtung
Verschidde Studie mat wëssenschaftlecher Begutachtung hunn d’Virdeeler vun der Ultraschallextraktioun an HPLC-Aarbechtsofleef nogewisen.
Zum Beispill gouf bei enger Method, déi fir d’Iwwerwaachung vu Pestizidreschter a Waasserprouwen entwéckelt gouf, d’Beschallung mat Ultraschall a Kombinatioun mat enger LC–MS/MS-Analys agesat, fir d’Konzentratioune vum Pestizid Carbaryl ze bestëmmen. Bei dëser Approche goufe Waasserprouwe virun der chromatographescher Analys ënner Ultraschallbehandlung mat Acetonitril extrahéiert. D’Method huet eng staark analytesch Leeschtung erreecht, dorënner Réckgewënnungen tëscht 89,53% an 101,72%, wat d’Genauegkeet an d’Zouverlässegkeet vum Verfare fir d’Proufvirbereedung mat Ultraschall bestätegt.
Den Ultraschallextraktiounsschrëtt huet en effizienten Transfert vun Analyten aus der wässerlecher Matrix an dat organescht Léisungsmëttel erméiglecht, de Léisungsmëttelverbrauch reduzéiert an de Besoin un ëmfaassenden Oprengegungsverfaren eliminéiert. Déi validéiert analytesch Method huet eng exzellent Linearitéit, Präzisioun a Quantifizéierungsgrenze gewisen, wat d’Effikassitéit vun der Beschallung mat Ultraschall a moderne chromatographeschen Aarbechtsofleef ënnersträicht. (cf. Roudani et al., 2018)
Eng aner Etüd huet d’Matrix-Festphasendispersioun mat Ultraschallënnerstëtzung (UA-MSPD) fir d’Bestëmmung vun Oleuropein an Oliveblieder mat HPLC-Analys agefouert. Bei dëser Technik goufe Planzepolver a Sorbentmaterial gemëscht an duerno wärend dem Elutiounsschrëtt Ultraschallwellen ausgesat. Den Ultraschall huet d’Desorptioun vun den Analyte vun der Sorbentuewerfläch verstäerkt a gläichzäiteg d’Extraktioun aus der Proufmatrix verbessert. (cf. Rashidipour an Heydari, 2018)
Dat optiméiert Ultraschallverfaren huet däitlech analytesch Verbesserunge bruecht, dorënner:
- Linear Kalibratiounskurve mat R² = 0,9979
- Detektiounsgrenze vu bis zu nëmmen 0,03 µg mL⁻¹
- Réckgewënnungsraten tëscht 90,2% an 96,7%
Dës Resultater bestätegen, datt d’Extraktioun mat Ultraschallënnerstëtzung net nëmmen d’Proufvirbereedung beschleunegt, mee och d’Extraktiounsausbeut am Verglach mat klasseschen Technike vun der Matrix-Festphasendispersioun erhéicht.
Ultraschallgerät mat Sond UP200St fir d’HPLC-Proufvirbereedung
Wichteg Virdeeler vun der Ultraschall-Proufvirbereedung fir HPLC
Déi ëmmer méi verbreet Notzung vun der Ultraschallextraktioun an analytesche Laboratoirë gëtt duerch verschidde moossbar Virdeeler ugedriwwen.
- Méi héich Extraktiounseffizienz
Akustesch Kavitatioun brécht fest Matricen op a verbessert d’Andrénge vum Léisungsmëttel. Dëst verbessert d’Fräisetzung vun den Analyten an erhéicht d’Réckgewënnungsraten, besonnesch fir Verbindungen a Spuerekonzentratiounen a komplexe Prouwen. - Méi kuerz Proufvirbereedungszäit
Mat Ultraschallextraktioun kann d’Proufvirbereedung dacks bannent Sekonnen oder Minutten ofgeschloss ginn. Zum Beispill gouf mat optiméierten Ultraschallextraktiounsparameteren an der UA-MSPD eng effizient Réckgewënnung vun den Analyten no ongeféier 30 Sekonnen Ultraschallbehandlung erreecht, wat weist, wéi staark analytesch Aarbechtsofleef beschleunegt kënne ginn. - Méi niddrege Léisungsmëttelverbrauch
Well Ultraschall de Stofftransport verbessert, si meeschtens méi kleng Léisungsmëttelvolummen néideg. E reduzéierte Léisungsmëttelverbrauch verbessert d’Nohaltegkeet vum Laboratoire a senkt d’Betribskäschten. - Verbessert Reproduzéierbarkeet
Eng gläichméisseg Verdeelung vun der Ultraschallenergie suergt fir e gläichaartegen Opschloss an eng gläichaarteg Extraktioun vun de Prouwen iwwer d’Replikater ewech, wat zu enger besserer Präzisioun vun den analytesche Miessunge féiert. - Kompatibilitéit mat moderne chromatographesche Methoden
D’Ultraschallextraktioun léisst sech einfach an HPLC-, UHPLC- an LC-MS-Systemer integréieren an eegent sech domat fir analytesch Ëmfeld mat héijem Proufduerchsaz.
HPLC-Chromatogramm vu phenolesche Verbindungen aus engem Extrakt aus Annona muricata-Blieder, dee mam Ultraschallgerät UP400S duerch Ultraschall isoléiert gouf.
(Etüd a Grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)
Praktesch Ultraschallléisunge fir d’HPLC-Proufvirbereedung
Fir Laboratoiren, déi Ultraschallextraktioun asetzen, bidden Hielscher Ultraschallgeräter eng präzis Kontroll vu Parametere wéi Amplitud, Zäit a Pulsmodus. Dofir eegne sech Hielscher Laborultraschallgeräter besonnesch fir analytesch Laboratoiren.
Wielt dat am beschte passend Laborultraschallgerät fir Är HPLC-Prouwen
| Ultraschallgerätmodell | Virdeeler fir HPLC | Bescht Asazméiglechkeeten an der HPLC-Proufvirbereedung |
| VialTweeter Ultraschallgerät fir méi Réier |
• Gläichzäiteg Ultraschallbehandlung vu bis zu 10 versigelte Prouffläschere mat identescher Ultraschallenergie • Steril: Keng Kräizkontaminatioun, well d’Prouwe verschloss bleiwen • Héich reproduzéierbar Extraktiounsbedéngungen iwwer d’Chargen ewech • Effizient Kavitatioun fir analytesch Prouwe mat klenge Volummen |
• Virbereedung vun Ëmwelt-, Liewensmëttel- oder pharmazeutesche Prouwe mat héijem Proufduerchsaz • Extraktioun vun Analyten a Spuerekonzentratioune virun der HPLC-, UHPLC- oder LC-MS-Analys • Standardiséiert Aarbechtsofleef, déi eng identesch Behandlung vu méi Prouwen erfuerderen |
| Ultraschallgerät fir Mikroplacken UIP400MTP |
• Kontaktlos Ultraschallbehandlung vu ganze Mikroplacken (Formater mat 96 oder 384 Vertéiwungen) • Gläichméisseg Verdeelung vun der Ultraschallenergie iwwer all Vertéiwungen • Erméiglecht d’Automatiséierung an d’Integratioun vu Robotik an analytesch Aarbechtsofleef • Héije Proufduerchsaz mat präziser Kontroll vun der Amplitud an der Ultraschallbehandlungszäit |
• UHPLC-Screening-Aarbechtsofleef mat héijem Proufduerchsaz • Bibliothéike vu pharmazeutesche Verbindungen a Proufvirbereedung fir d’Metabolomik • Extraktioun op Placke fir LC-MS- oder UHPLC-Analysofleef |
| Laborultraschallgeräter mat Mikrospëtzt (direkt Ultraschallbehandlung) |
• Maximal Ultraschallintensitéit fir en effizienten Opschloss vun der Matrix • Ganz séier Extraktioun vun Analyten aus festen, viskosen oder heterogene Prouwen • Verstellbar Amplitud- a Pulsparametere fir optiméiert Extraktiounsbedéngungen • Héich Kavitatiounsenergie verbessert d’Réckgewënnung vun den Analyten an d’Extraktiounsausbezuelung |
• Extraktioun aus usprochsvolle Matricë wéi Planzegeweebe, Liewensmëttelprouwen oder Polymeren • Homogeniséierung virun der SPE, der Filtratioun oder der Flësseg–Flësseg-Extraktioun • Methodenentwécklung fir d’HPLC-Proufvirbereedung mat Ultraschall |
| CupHorn (“Bad mat héijer Intensitéit” fir Becherglieser a Réier) |
• Indirekt Ultraschallbehandlung verhënnert d’Kontaminatioun vun der Sond • Gläichméissegt Ultraschallfeld fir méi Réier gläichzäiteg • Ideal fir steril, geféierlech oder liichtflüchteg Prouwen, déi versigelt musse bleiwen • Vereinfacht d’Handhabung a behält dobäi eng héich Kavitatiounsenergie bäi |
• Parallel Extraktioun vu méi HPLC-Prouwen a versigelten Zentrifugeréier • Virbereedung vu biologeschen, pharmazeuteschen oder Ëmweltprouwen • Aarbechtsleef, bei deenen eng kontaminatiounsfräi indirekt Ultraschallbehandlung erfuerderlech ass |
Wëssenschaftlech Relevanz fir d’analytesch Chimie
Well sech d’analytesch Chimie a Richtung vu méi séieren a méi nohaltege Laborpraktiken entwéckelt, ass d’Prouwevirbereedung mat Ultraschall zu enger leistungsstaarker Technologie ginn, déi dës Entwécklung erméiglecht. D’Ultraschallbehandlung ënnerstëtzt d’Entwécklung vu séieren analytesche Methode mat manner Léisungsmëttelverbrauch, verbesserter Extraktiounseffizienz a robuste Validéierungsparameteren.
Déi ëmmer méi ëmfaassend Literatur iwwer d’Ultraschallextraktioun weist, datt d’Ultraschall-ënnerstëtzt HPLC-Prouwevirbereedung méi wéi nëmmen eng praktesch Erliichterung ass – si ass eng wëssenschaftlech validéiert Approche, déi d’analytesch Leeschtung verbessert. Duerch d’Kombinatioun vun Ultraschallextraktioun a moderne chromatographeschen Technike kënne Laboratoiren Analyten a Spuerekonzentratiounen an ëmmer méi komplexe Prouwematricen zouverlässeg noweisen.
Duerch Ultraschallbehandlung verbessert HPLC-Aarbechtsleef
Mat de kontinuéierleche Fortschrëtter bei analyteschen Instrumenter an Technologië fir d’Prouwevirbereedung wäert d’Ultraschallextraktioun warscheinlech eng nach méi grouss Roll a chromatographesche Laboratoirë spillen. Hir Fäegkeet, Aarbechtsleef ze vereinfachen, d’Datequalitéit ze verbesseren an d’Ëmweltbelaaschtung ze reduzéieren, entsprécht gutt den Ufuerderunge vun der moderner analytescher Wëssenschaft, déi sech weiderentwéckelen.
Fir analytesch Chemiker an Industrielaboratoiren, déi hir HPLC-Prouwevirbereedung optiméiere wëllen, bitt d’Ultraschallextraktioun eng bewäert, skaléierbar a wëssenschaftlech robust Léisung. Duerch d’Integratioun vun der Ultraschallbehandlung a Routineprotokoller fir d’Prouwevirbereedung kënne Laboratoirë souwuel d’Effizienz wéi och d’Zouverlässegkeet vun der chromatographescher Analys däitlech verbesseren.
Design, Fabrikatioun a Berodung – Qualitéit aus Däitschland
D’Ultraschallapparater vun Hielscher si fir hir héchst Qualitéits- an Designstandarde bekannt. Robustheet an einfach Bedéngung erméiglechen déi reiwungslos Integratioun vun eisen Ultraschallapparater an industriell Anlagen. D’Ultraschallapparater vun Hielscher gi problemlos mat haarde Bedéngungen an usprochsvollen Ëmfelder eens.
Hielscher Ultrasonics ass en ISO-zertifizéiert Betrib a leet besonnesche Wäert op Héichleeschtungsultraschallapparater mat modernster Technologie a Benotzerfrëndlechkeet. Selbstverständlech sinn d’Ultraschallapparater vun Hielscher CE-konform an erfëllen d’Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.
Literatur / Referenzen
- M. Rashidipour and R. Heydari (2018): Ultrasonic-Assisted Matrix Solid-Phase Dispersion and High-Performance Liquid Chromatography as an Improved Methodology for Determination of Oleuropein from Olive Leaves. Analytical and Bioanalytical Chemistry Research 52, 2018. 307-316.
- Roudani, A.; Rachid, Mamouni; Nabil, Saffaj; Laknifli, A.; Gharby, Said; Noureddine, El Baraka; Bakka, Abdelhamid; Abdellah, Faouzi (2018): Method validation in the determination of Carbaryl pesticide in water samples using sonication and liquid chromatography-tandem mass spectrometry. JMES 8 (7), 2017. 2409-2420.
- Bimakr M., Ganjloo A., Zarringhalami S., Ansarian E. (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 2017 Nov 30;26(6):1481-1490.
Heefeg gestallte Froen
Wat ass HPLC?
D’Héichleeschtungsflëssegkeetschromatographie (HPLC) ass eng analytesch Trenntechnik, déi benotzt gëtt, fir Bestanddeeler an enger Mëschung z’identifizéieren, ze quantifizéieren an ze rengegen. Bei der HPLC transportéiert eng flësseg mobil Phas opgeléisten Analyten ënner héijem Drock duerch eng Sail, déi mat enger stationärer Phas gefëllt ass. Ënnerscheeder an de Wiesselwierkungen tëscht den Analyten, der stationärer Phas an der mobiller Phas féieren dozou, datt d’Verbindunge getrennt ginn, wärend se duerch d’Sail wanderen. Detektere wéi UV-Vis-, Fluoreszenz- oder Massespektrometriedetektere moossen déi getrennte Verbindungen an erméiglechen domat eng präzis qualitativ a quantitativ Analys.
Wéi eng Aarte vu Flëssegkeetschromatographie ginn et?
D’Flëssegkeetschromatographie kann nom Trennmechanismus tëscht dem Analyt, der stationärer Phas an der mobiller Phas klasséiert ginn. Déi heefegst Aarte sinn d’Chromatographie mat ëmgekéierter Phas, bei där eng onpolar stationär Phas Verbindungen op Basis vun hydrophobe Wiesselwierkungen trennt; d’Normalphasechromatographie, déi eng polar stationär Phas benotzt a Verbindungen no hirer Polaritéit trennt; d’Ionenaustauschchromatographie, bei där elektresch geluede stationär Phasen Analyten op Basis vun ionesche Wiesselwierkungen trennen; an d’Gréisstenausschlosschromatographie, déi Moleküllen no hirer hydrodynamescher Gréisst an hirem Molekulargewiicht trennt. Weider spezialiséiert Methoden ëmfaassen d’Affinitéitschromatographie an d’hydrophil Interaktiounschromatographie (HILIC), déi op spezifesch molekular Wiesselwierkungen oder polar Verbindungen ausgeriicht sinn.
Wéi eng Prouwefläsche gi fir HPLC benotzt?
Bei HPLC-Analysë gi meeschtens kleng Fläschen aus Glas oder Polymer benotzt, déi dofir entwéckelt sinn, preparéiert Prouwe virun der Injektioun an de chromatografesche System opzehuelen. Dat heefegst Format ass d’2-mL-Fläsch fir den Autosampler, déi mat de meeschten HPLC-Autosampler kompatibel ass. Dës Fläsche bestinn normalerweis aus Borosilikatglas, fir cheemesch Bestännegkeet an eng minimal Wiesselwierkung mat Léisungsmëttelen an Analyten ze garantéieren. Jee no Prouftyp kënnen d’Fläschen Asätz fir Prouwe mat klengem Volumen, Schrauf- oder Krimpverschlëss a Septen aus Materialie wéi PTFE/Silikon enthalen, fir d’Integritéit vun de Prouwen ze erhalen.
Wat si Fläsche fir Autosampler?
Fläsche fir Autosampler si spezialiséiert Proufbehälter, déi fir automatiséiert Injektiounssystemer an HPLC- an UHPLC-Instrumenter entwéckelt sinn. Si enthalen déi preparéiert Proufléisung a ginn an de Proufträger vum Autosampler am Instrument gesat, wou de System automatesch en definéiert Volumen fir d’Injektioun an d’chromatografesch Sail entnimmt. Fläsche fir Autosampler gi mat prezise Moossen hiergestallt, fir d’Kompatibilitéit mat robotesche Proufentnamnolen ze garantéieren an d’Verdonstung, d’Kontaminatioun oder d’Adsorptioun vun de Prouwen ze miniméieren. Hir Konstruktioun erméiglecht reproduzéierbar Analysë mat héijem Proufduerchsaz a moderne chromatografesche Laboratoiren.
Wat sinn d’Schrëtt bei der HPLC?
Den typeschen Aarbechtsoflaf vun der Héichleeschtungsflëssegkeetschromatografie (HPLC) besteet aus e puer Schrëtt, déi openeefollegen an eng zouverlässeg Trennung an Detektioun vun den Analyte garantéieren.
- Als Éischt gëtt d’Prouf preparéiert, fir den Analyt opzeléisen, Partikelen ze entfernen an dacks Zilverbindungen aus der Proufmatrix ze extrahéieren oder ze konzentréieren. Dëse Schrëtt kann d’Filtratioun, d’Verdënnung oder Extraktiounstechnike wéi d’Ultraschallextraktioun, d’Festphasenextraktioun oder d’Flësseg–Flësseg-Extraktioun ëmfaassen.
- Duerno gëtt déi preparéiert Prouf an eng HPLC-Fläsch gefëllt an an den Autosampler gesat. Den Autosampler injizéiert e prezist Volumen vun der Prouf an déi fléissend mobil Phas.
- Am Schrëtt vun der Zouféierung vun der mobiller Phas gëtt déi injizéiert Prouf dann duerch eng Héichdrockpompel duerch de System transportéiert. Déi mobil Phas transportéiert d’Analyte mat engem kontrolléierten Duerchfloss duerch d’chromatografesch Sail.
- An der chromatografescher Sail fënnt d’Trennung statt. D’Sail enthält eng stationär Phas, typescherweis eng Packung vu Partikele mat definéierte cheemeschen Eegenschaften. Wärend d’Analyten duerch d’Sail wanderen, triede si ënnerschiddlech mat der stationärer an der mobiller Phas a Wiesselwierkung, wouduerch si zu ënnerschiddlechen Zäiten eluéiert ginn.
- No der Trennung passéieren d’Verbindungen en Detekter, zum Beispill en UV-Vis-, Fluoreszenz- oder Massespektrometriedetekter. Den Detekter moosst d’Presenz an d’Konzentratioun vun de Verbindungen, déi eluéiert ginn, a wandelt d’Signal an elektronesch Daten ëm.
- Zum Schluss ginn d’Datenerfaassung an d’Analys mat enger Chromatografiesoftware duerchgefouert. De System erstellt e Chromatogramm, an deem d’Peaken eenzele Verbindungen entspriechen. D’Retentiounszäite vun de Peaken hëllefen, d’Analyten z’identifizéieren, wärend d’Flächen oder d’Héichte vun de Peaken et erlaben, hir Konzentratioun quantitativ ze bestëmmen.
Hielscher Ultrasonics stellt Héichleeschtungs-Ultraschallhomogenisatoren hier, vu Laborgréisst bis Industriegréisst.