Wiese, Steffen:

A general strategy for performing temperature programming in high performance liquid chromatography

Duisburg, Essen (2011), 167 Bl.
Dissertation / Fach: Chemie
Fakultät für Chemie
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2012
Abstract:
In der Flüssigchromatographie (LC) bietet die Anwendung höherer Temperaturen oder der Temperaturprogrammierung verschiedene Vorteile. Trennungen können beschleunigt, die Effizienz kann erhöht und die Selektivität sowie die Elutionsstärke der mobilen Phase kann beeinflusst werden. Dennoch wird die Methodenentwicklung in der Hochtemperatur-LC nicht systematisch durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit ist untersucht worden, ob das empirische linear elution strength (LES) Retentionsmodell aus der temperaturprogrammierten Gaschromatographie (GC) auf die temperaturprogrammierte LC übertragen werden kann. Dazu wurde das LES Modell verwendet, um Retentionszeiten von ausgewählten Steroiden und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen in Abhängigkeit eines Temperaturgradienten zu simulieren. Die Retentionszeiten der Analyten konnten mit einem mittleren relativen Fehler von weniger als 2% präzise vorhergesagt werden. Gleichzeitig wurden die Einflüsse der Säulenchemie, des Säuleninnendurchmessers und die Zusammensetzung isokratischer mobiler Phasen untersucht. Durch die anschließende Erweiterung des LES Modells konnten auch komplexe mehrstufige Temperaturgradienten präzise simuliert werden. Die Retentionszeiten von Sulfonamiden konnten mit einem mittleren relativen Fehler von 2,2% vorhergesagt werden. In der GC kann das LES Modell auch zur Simulation von isothermen Trennungen auf Basis von Temperaturgradienten verwendet werden. Dieser Ansatz konnte jedoch nicht auf die LC übertragen werden. Da die Simulation von isothermen Retentionszeiten erforderlich ist, wurden verschiedene Auftragungen des Logarithmus des Retentionsfaktors in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht. Die Auftragung des Logarithmus des Retentionsfaktors gegen die Temperatur führt zu vertrauenswürdigen Vorhersagen. Um die Genauigkeit der Simulationen weiter zu verbessern, wurde ein zusätzlicher analytabhängiger Modellparameter temperaturabhängig berechnet. Dadurch konnte der relative Fehler der Vorhersage von mehrstufigen Temperaturgradienten um 1,5% gesenkt werden. Gleichzeitig wurde eine neue Kombination von Basismessungen vorgestellt mit der es möglich ist, isotherme Trennungen auf Basis von vier Temperaturgradienten vorherzusagen. Weiterhin wurden Empfehlungen formuliert, um den Anwender während der Methodenentwicklung in der Hochtemperatur-LC zu unterstützen. Abschließend wurden das linear solvent strength und das linear elution strength Retentionsmodell kombiniert, um simultane Lösungsmittel- und Temperaturgradienten zu simulieren. Der mittlere relative Fehler dieser Vorhersagen betrug 0,6%. Auf Grundlage dieser Arbeit ist es nun möglich, Temperaturgradienten als Parameter einer systematischen Methodenentwicklung in der Hochtemperatur-Flüssigchromatographie zu berücksichtigen.