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Reinheitsgrade von HPLC-Lösemitteln

Lösungsmittel (auch: Laufmittel, Eluenten) für die analytische HPLC

Um perfekte Ergebnisse bei der HPLC-Trennung zu erhalten, empfiehlt sich die Verwendung von Hochleistungslösungsmitteln. Der Einsatz von Lösemiteln (auch: Laufmittel, Eluent oder Lösungsmittel genannt) ist in der modernen HPLC üblich - dabei gilt es jedoch, den passenden Reinheitsgrad auszuwählen; dieser ist u.a. abhängig von der Anwendung.

Reinheitsgrade von HPLC-Lösungsmitteln

Für die moderne HPLC werden zunehmend hochreine Lösungsmittel als mobile Phasen benötigt. Dem Konsumenten stehen dabei drei verschiedene Reinheitsstufen für die Anwendungen zur Verfügung: HPLC grade, Gradient grade und LC-MS grade. Doch worin liegt für die Chromatographie der Unterschied zwischen den verschiedenen Qualitäten und zu Lösungsmitteln p.a., die ebenfalls eine hohe Reinheit aufweisen? Und wieso ist es sinnvoll, ein Lösungsmittel mit einer Qualität gemäß der durchzuführenden Applikation einzusetzen?

Allen Qualitäten eines Lösungsmittels ist gemein, dass sie von dem gleichen Rohstoff abstammen und nominell eine hohe Reinheit mit nur geringen Spuren an Fremdsubstanzen aufweisen (99.8-99.9 %, je nach Produkt). Doch genau diese minimalen Rückstände können in der Chromatographie je nach Detektionsart durchaus Probleme bereiten, so dass in diesem Fall „rein“ nicht mit „rein“ gleichzusetzen ist.

Im Folgenden werden die Unterschiede zwischen den drei Kategorien an Lösungsmittel-Qualitäten und der Sinn der Verwendung einer entsprechenden Qualität dargestellt.

Lösungsmittel HPLC grade

HPLC grade beschreibt die Qualität von Lösungsmitteln, die v.a. für die isokratische Trennung unter Anwendung von UV- oder Fluoreszenzdetektoren konzipiert sind. Diese Lösungsmittel zeichnen sich durch eine hohe Reinheit mit hoher UV-Durchlässigkeit bei allen relevanten Wellenlängen, niedriger Eigenfluoreszenz sowie geringem Abdampfrückstand und geringer Acidität und Alkalität aus.

Die Lösungsmittel werden speziellen Reinigungsschritten unterzogen, um mögliche interferierende Substanzen zu entfernen. Dadurch werden Störpeaks durch Verunreinigungen minimiert und ein geringes chromatographisches Grundrauschen ermöglicht. Nach ihrer Reinigung werden sie spezifisch auf ihre Eignung für die UV- und Fluoreszenz-Detektion in der HPLC getestet. Durch die Qualitätskontrolle ist gewährleistet, dass Sie immer die gleiche Qualität an Lösungsmittel erhalten und die Reproduzierbarkeit Ihrer HPLC-Analytik sichergestellt ist.

Lösungsmittel Gradient grade

Für die chromatographische Trennung von Substanzen wird in der HPLC neben der isokratischen häufig auch die Gradientenelution eingesetzt. Bei dieser verändert sich innerhalb eines Laufes die Zusammensetzung der mobilen Phase, so nimmt z. B. im Falle der Reversed Phase-Chromatographie der Organik-Anteil zu. Dies kann bei Lösungsmitteln, die nicht speziell für die Gradiententrennung hergestellt wurden, zu einem teils deutlichen Anstieg der Basislinie bei der UV-Detektion führen und die Sensitivität der Methode empfindlich beeinträchtigen.

Für eine optimale Chromatographie auch unter den Bedingungen eines Gradienten werden daher Gradient grade Lösungsmittel weiter aufgereinigt.
Neben ihrer Eignung für die UV- und Fluoreszenzdetektion werden sie auch spezifisch auf ihre Eignung für die Gradiententrennung hin überprüft, so dass auch bei Gradient grade Lösungsmitteln eine chargenkonsistente Qualität gewährleistet ist.

Die folgende Abbildung veranschaulicht an einem Gradientenprofil, welche guten Ergebnisse mit Acetonitril Gradient grade erzielt werden können. Es ist nur eine geringe Drift der Basislinie zu verzeichnen.

Fig. 1: Drift der Basislinie bei Verwendung von Gradient grade Lösungsmitteln

Lösungsmittel LC-MS grade

Mit dem Einzug der (Ultra-)Hochdruckflüssigkeitschromatographie (U)HPLC-Massenspektrometrie (MS) in die Labore ergaben sich aufgrund der hohen Nachweisempfindlichkeit und der Art der Analyse neue Anforderungen an die verwendeten Lösungsmittel.

So ist das Augenmerk bei der Anwendung in der Massenspektrometrie vor allem auf eine hohe Ionisationseffizienz bei gleichzeitig geringem Ionenhintergrund gerichtet. Dazu werden die Lösungsmittel entsprechend aufgereinigt. Wichtig hierbei sind vor allem die Entfernung von Spurenelementen, organischen Stoffen und (Metall-)Ionen. Diese können zu einem erhöhten Grundrauschen und einer Adduktbildung mit den zu analysierenden Substanzen führen, was die Nachweisempfindlichkeit deutlich herabsetzen kann.

Zur Qualitätskontrolle werden die Lösungsmittel gegen Reserpin (m/z 609.49) als Standard getestet. Die folgende Abbildung zeigt exemplarisch den Scan im positiven und negativen ESI bzw. APCI-Modus. Über den getesteten Massenbereich ist ein nur geringes Grundrauschen sowie keine durch Verunreinigungen verursachten Signale zu verzeichnen.

Fig. 2: Grundrauschen bei LC-MS-Messungen mit LC-MS grade Lösungsmitteln.