Estratégias frente a escassez de Acetonitrila

Transcrição

1 Estratégias frente a escassez de Acetonitrila Dra. Daniela Daniel Especialista de Produto HPLC/Biotech Shimadzu do Brasil

2 Acetonitrila Líquido incolor de fórmula química CH 3 CN Solvente orgânico mais utilizado em HPLC Subproduto da produção de acrilonitrila Escassez (outubro 2008) Elevação de preço

3 Reflexão Revisão de metodologias Redução no consumo de solventes Uso eficaz dos sistemas LC existentes Uso de solventes alternativos Green Chemistry

4 Por que Acetonitrila? Baixa Absorção na região do UV

5 Por que Acetonitrila? Baixa Viscosidade

6 Abordagens Você pode mudar as condições analíticas? Não Cuidados diários Reciclar fase móvel Sistema gradiente Sim O uso de Acetonitrila é essencial para a separação? Não Metanol Sim Você pode modificar seu equipamento ou comprar outro? Não Usar coluna menor Sim Semi-micro micro

8 Mudanças diárias Lavagem da coluna com metanol Verifique a compatibilidade da coluna Reduzir a quantidade de solvente gasto Condicionamento da coluna Pós-análise Sistema gradiente e Automação

9 Reciclagem de solvente Princípio O eluente é reutilizado como fase móvel Apenas o eluente limpo é reutilizado Vantagens Não há mudança de condições analíticas (coluna, fase móvel, etc.) Para amostras simples é simples e mais eficaz Aplicação Apenas em eluições isocráticas

10 Reciclagem de solvente Kit para reciclagem do solvente (opcional) Detectores UV-VIS SPD-20A/20AV SPD-10Avp/10AVvp LC-2010 Kit para reciclagem do solvente - SPD-20A/20AV Parâmetros de Operação Linha base e tempo de espera LCsolution ou painel do detector

11 Reciclagem de solvente Possibilidade de contaminação da fase móvel Contaminantes não detectados podem ser reciclados Contramedida Monitoramento em λs diferentes

13 Uso de Metanol Diferenças na seletividade Confirmar ordem de eluição propriedades químicas diferentes Diferenças na força de eluição Resolução R = 1 4 α 1 α k' k' + 1 ( ) N N = média de N 1 e N 2; k = média de k 1 e k fenol 2. ácido benzóico 3. ácido p-toluico cafeina 60% metanol 25% metanol 60% acetonitrila 10% acetonitrila Diferente seletividade Diferente força de eluição

14 Uso de Metanol - considerações Absorção no UV-Vis Vis Viscosidade

15 Abordagens Você pode mudar as condições analíticas? Não Cuidados diários Reciclar fase móvel Sistema gradiente Sim O uso de Acetonitrila é essencial para a separação? Não Metanol Sim Você pode modificar seu equipamento ou comprar outro? Não Troca de coluna Sim Semi-micro micro

16 Coluna Redução no comprimento t R menor N menor Redução no diâmetro interno Não há grandes modificações no método Adaptação do sistema HPLC - detector Redução no tamanho de partícula do empacotamento t R menor Aumento da pressão

17 Mudança de Coluna Picos: 1) Acetofenona 2) Propiofenona 3) Butilfenona 4) Valenofenona 5) Hexafenona 6) Heptafenona 7) Octanofenona

18 Mudança de Coluna Dispersão Tamanho de partícula x pressão

19 Abordagens Você pode mudar as condições analíticas? Não Cuidados diários Reciclar fase móvel Sistema gradiente Sim O uso de Acetonitrila é essencial para a separação? Não Metanol Sim Você pode modificar seu equipamento ou comprar outro? Não Troca de coluna Sim Semi-micro micro

20 Condições Semi-micro micro Economia de solvente Coluna com i.d. menor menor (sem mudança do material de empacotamento) Modificação das condições analíticas: vazão vazão Modificação do equipamento: Ø tubulações, célula do detector e mixer

21 Abordagens Você pode mudar as condições analíticas? Não Cuidados diários Reciclar fase móvel Sistema gradiente Sim O uso de Acetonitrila é essencial para a separação? Não Metanol Sim Você pode modificar seu equipamento ou comprar outro? Não Troca de coluna Sim

22 Cromatografia Cromatografia Cromatografia Cromatografia Cromatografia Cromatografia Cromatografia Cromatografia Líquida Líquida Líquida Líquida Líquida Líquida Líquida Líquida Ultra Ultra Ultra Ultra Ultra Ultra Ultra Ultra Rápida Rápida Rápida Rápida Rápida Rápida Rápida Rápida Maior Maior Maior Maior Maior Maior Maior Maior produtividade produtividade produtividade produtividade produtividade produtividade produtividade produtividade e maior maior maior maior maior maior maior maior separação separação separação separação separação separação separação separação

23 Objetivos da Diminuir o tempo de análise Melhorar a análise estrutural por LC-MS Melhorar o desenvolvimento de métodos analíticos Reduzir o custo por corrida (economia de solvente 1/5-1/10)

24 Abordagens para a Ponto-chave chave: Enquanto a resolução é mantida, o comprimento da coluna é diminuído e a velocidade do fluxo é aumentada Duas abordagens: Tamanho da partícula e temperatura

25 Tamanho de partícula e separação Separação rápida com resolução usando partículas menores Separação de parabenos A 0.2 ml/min (vazão convencional) Coluna No. Pratos Teóricos * Coluna A 3,590 Coluna B 5,080 Coluna C 6,810 A 0.7 ml/min (vazão elevada) Coluna No. Pratos Teóricos * Coluna A 2,320 (down) Coluna B 4,500 (even) Coluna C 8,010 (up)

26 Desenvolvimento da Coluna Redução do tempo de análise partículas de 2,5 µm ou menores Alta velocidade Shim-pack XR-ODS (2,2 µm) Facilidade operacional Sistemas de HPLC partículas de 2,0 µm ou maiores

27 Temperatura elevada Pressão da coluna/relação com a temperatura Redução da pressão Curva de van Deemter A eficiência da coluna não é reduzida a taxas de fluxo mais elevadas

28 Efeito da elevação da temperatura Melhor eficiência de coluna: Aumento de N e redução da pressão Fase móvel: água/acetonitrila (3/7, v/v) Detecção: 245 nm. Picos: 1: acetofenona 2: propilfenona 3: butilfenona 4: pentilfenona 5: hexanofenona 6: heptanofenona 7: octanofenona

29 Proposta Shimadzu Alta velocidade e elevada separação recursos existentes Resolução: Shim-pack XR-ODS Performance básica: Repetibilidade e supressão de efeito de memória Minimizar custos extra: Software LCsolution

30 Aperfeiçoamentos SIL-20AHT/20ACHT - Pressão máxima superior a: 35MPa -Tubulação com diâmetro interno de 0,1mm (conexão com a coluna) - Opção de Upgrade para SIL-20A/20AC (SUS housing kit: P/N ) SPD-20A - Equipado com semi-micro cell de 2.5 µl (padrão 12 µl) Firmware - Firmware (ver.1.10 ou posterior) para CBM-20A/20Alite e LC20AD/20AB

31 - Prominence Consumo de acetonitrila:10.5ml Picos: 1:acetofenona, 2:propilfenona, 3:butilfenona, 4:valenofenona, 5:hexanofenona, 6:heptanofenona, 7:octanofenona. Consumo de acetonitrila:2.3ml Fase móvel: água/acetonitrila (3/7, v/v) Temperatura : 40

32 - Prominence Consumo de acetonitrila:12.8ml Picos: 1) Cefadroxila, 2) Cefaprina, 3) Cefacloro, 4) Cefalexina, 5) Cefradina, 6) Cefotaxima 7) Cefazolina, 8) Cefuroxima, 9) Cefoperazona, 10) Cefloxitina, 11) Cefamandol A, 12) Cefalotina, 13) Cefamandol B Consumo de acetonitrila:1.7ml Fase móvel: (A) água/ácido fórmico (B) acetonitrila. Eluição gradiente Temperatura: 40 Vazão:1.0mL/min

33 Minimizar o ciclo de análise Prominence emprega um injetor rápido Coluna: Shim-pack XR-ODS (3mm mm, 2.2µm), Fase móvel: Água/Acetonitrila (4/6 a 2/8 em 0.4 min, gradiente), Vazão: 3mL/min, Temperatura: 80 C, Detecção: 245 nm, Volume injetado: 4µL 4 (conc.: 800 nmol).

34 Shimadzu Prominence XR Alta Velocidade & Alta Resolução Tolerância a pressão até 66 MPa (9,570 psi) Otimizado para menor dispersão Tubulação, selo de agulha, auto-injetor Ampla aplicação Uso de longas colunas Análises ultra rápidas com MeOH como fase móvel Alta resolução com colunas Shim-pack XR-ODS II Partículas com 2,2 um de diâmetro e 8 nm de poro XR

35 XR XR HPLC Picos: 1: Acetofenona 2: Propiofenona 3: Butilfenona 4: Valerofenona 5: Hexanofenona 6: Heptanofenona 7: Octanofenona Aumento de velocidade XR XR Melhora a performance da separação

36 Con ven tio nal Semi- mic ro : Programa de transferência de método Method Transfer Program Método convencional: 50 minutos Parameter Input Sheet This program supports the parameter setup operations required when transferring from a conventional LC to Prominence. Enter the parameters from the conventional LC into the blank boxes below and click [Optimize] to display the estimated optimal chromatographic conditions and instrument environment for an ultrafast LC using a Shim-pack XR Series column. The suitability of the chromatographic conditions produced by this program is not guaranteed. The estimated parameters may be incorrect due to differences in the column characteristics. Evaluate the suitability of the displayed chromatographic conditions before using them. A value must be entered in each box with a thick border. When these values are entered, the button at the right changes to [Optimize]. Click this button to display the parameters. Ready must be filled in. Chromatographic Conditions Column : Shim-pack VP-ODS 4.6 mm i.d. 150 mm long 4.6 µ m Mobile phase A: 20 mmol/l (Sodium) Phosphate <ph 2.5> Init. Conc.; 80 % B: Acetonitrile Init. Conc.; 20 % Gradient program No. Time A Conc. B Conc. 1: min % % 2: min % % 3: min % % 4: min % % 5: min % % 6: min % % 7: min % % 8: min % % 9: min % % Flow rate : 1 ml/min Temperature : 40 C Detection Wavelength: 254 nm Response: 1000 ms 2 Sample volume : 10 µ L Instrument Environment Peak Information Mixer volume : 1.7 ml Minimum elution time : 5 min Cell volume : Conventional Analysis time : min Transfer Conditions : 2 30 Maintain separation 2: Reduce analysis time Resolution tolerance ; % 3: Designate column dimensions and flow rate mm i.d. mm long ml/min Método : 9 minutos

37 -MS Identificação e Caracterização

38 LCMS-2020 Troca de Polaridade em Alta Velocidade Varredura em Alta Velocidade Sensibilidade Sensibilidade superior em análises ultra-rápidas

39 Varredura em alta velocidade Velocidade de varredura (15,000 u/s) é conseguida sem comprometer a sensibilidade ou a resolução m/z 414: L-α-Narcotina m/z 256: Difenildramina m/z 267: Desipramina m/z 278: Amitriptilina

40 Rápida troca de polaridade Troca de polaridade 15 ms possibilita a análise em no modo positivo/negativo m/z 321: Cloranfenicol m/z 344: Dibucaína m/z 329: Furosemida m/z 231: Isopropilantipilina

41 Sensibilidade Inovações conferiam ao LCMS-2020 Sensibilidade, Repetibilidade e Linearidade superiores (x1,000) (1.00)

42 Detecção de catequinas Picos 1: galocatequina, 2: epigalocatequina, 3: catequina, 4: epicatequina, 5: galato de epigalocatequina 6: galato de galocatequina 7: galato de epicatequina 8: galato de catequina 9, 10: catequinas metiladas epicatequina

43 Análise de Carbamatos 1.aldicarbo sulfoxido 2.aldicarbo sulfona 3.oxamila 4.metomila 5.metiocarbo sulfoxido 6.3-OH Carbofurano, 7.metiocarbo sulfona 8.aldicarbo 9.bendiocarbo 10.carbofurano 11.carbarilo 12.tiodicarbo 13.etiofencarbo 14.XMC 15.pirimicarbo 16.isoprocarbo 17.trietacarbo 18.fenobcarbo 19.metiocarbo 20.benfruracarbo

45 Cursos HPLC