Лабораторное и аналитическое оборудование
Мы сертифицированы ИСО 9001
Тел. +7 (495) 964 47 48
Факс +7 (495) 964 47 39
GILSON

Оптимизация метода ТФЭ

Оптимизация метода ТФЭ с помощью систем Gilson ASPEC

Системы Gilson GX-241 ASPEC, GX-271 ASPEC, GX-274 ASPEC с картриджами ТФЭ, штативами серии DEC и в комплекте со шприцевыми насосами серии Verity позволяют выполнять все стадии твердофазной экстракции. Представленные системы Gilson разработаны для автоматизации и оптимизации процессов ТФЭ, они помогают достичь максимальной эффективности и воспроизводимости в подготовке образцов. Дополнительно доступна функция автоинжекции с применением модуля прямого доступа.

Оптимизация – совершенствование метода ТФЭ с выявлением баланса между параметрами: степень извлечения, чистота (беспримесность), время и себестоимость. При оптимизации учитывайте указанные ниже рекомендации:

Оптимальный объем – минимально необходимый объем для элюирования аналита или промывки образца от примесей. Чем меньше объем, тем ниже себестоимость этапа и тем меньше времени требуется на его выполнение.

Оптимальная скорость потока – максимальная скорость потока, при которой не снижается степень извлечения. Экстремальные скорости потоков не позволяют сэкономить время выполнения метода, если количество ступеней при экстракции увеличивается, а объем извлекаемого аналита не меняется.

Оптимизация метода ТФЭ с помощью автоматического фракционирования

Системы Gilson ASPEC выполняют автоматизированное перемещение картриджей ТФЭ над пробирками для сбора образцов. Перемещение осуществляется пошагово между фиксированными позициями (см. рис. ниже). Данная функция позволяет собирать и анализировать растворы на этапах загрузки, промывки и элюирования, что помогает изучить параметры образца (объем проскока, степень извлечения и примеси). В дополнение, изменения на этапах промывки и элюирования могут быть оценены и оптимизированы без ручного вмешательства. Автоматизация позволяет легко и быстро оценивать и оптимизировать каждый этап метода, что существенно снижает затраты средств и времени в сравнении с ручным способом выполнения метода ТФЭ.

Системы Gilson ASPEC

Стратегия разработки и оптимизации метода

При изначальной отработке метода на системе ASPEC со стандартными параметрами обратите внимание на наличие проблем (низкая степень извлечения, наличие примесей, остаточные вещества). Рекомендуется регулировать только один параметр в течение эксперимента для оптимального анализа результатов. Ниже приведен алгоритм действий, который помогает учитывать все факторы при оптимизации методов ТФЭ.

Стратегия разработки и оптимизации метода

Оптимизация связи Аналит-Сорбент

Кондиционирование – Положительное давление

На этапе кондиционирования нельзя допускать высыхания колонки, положительное давление в картридже препятствует этому процессу. Подбирайте давление исходя из свойств вашего кондиционера и размера картриджа.

Оптимизация элюирования аналита

Кондиционирование – Скорость потока

На данном этапе скорость потока не является критичным параметром, относительно большие скорости могут применяться, но имейте в виду, что экстремально большие скорости потоков могут нарушать структуру сорбента (создавать каналы).

Загрузка - Объем

Проскок – момент, при котором сорбент становится насыщенным, и не может удержать большее количество вещества. Не следует работать с объемами, превышающими объем проскока. При изначальной отработке метода рекомендуется подобрать образцы с массой аналита меньше половины емкости картриджа. Если образец обладает большой вязкостью, он должен забираться в пробник со скоростью потока не более 3 мл/мин для обеспечения воспроизводимости результатов.

Загрузка – Скорость потока

Скорость потока – критичный параметр. На данном этапе происходит массоперенос между жидкостным образцом и сорбентом. Необходимо подобрать достаточно малую скорость потока для выполнения массопереноса. Скорость потока при загрузке образца в картридж не должна превышать 6 мл/мин, рекомендуемая скорость для обеспечения максимальной степени извлечения и воспроизводимости – 3 мл/мин. 

Загрузка – Положительное давление

Положительное давление обеспечивает равномерный поток жидкости через картридж ТФЭ и введение образца в полном объеме в сорбент. Процесс протекает во всех картриджах одинаково.

Оптимизация элюирования аналита

Элюирование - Объем

Объем элюирования – объем, необходимый для элюирования аналита из ТФЭ картриджа. Этот объем должен быть минимальным, чтобы избежать разбавления аналита.

Элюирование – Скорость потока

При элюировании происходит массоперенос между раствором и сорбентом; необходимо подбирать достаточно малую скорость потока для выполнения массопереноса. Скорость потока необходимо определить согласно спецификации технологического процесса ТФЭ, или же подбирая различные скорости потоков и сравнивая показатели степени извлечения аналита. Скорость не должна превышать 6 мл/мин.

Элюирование – Положительное давление

Регулируя давление воздуха в картридже можно корректировать время, необходимое для оптимизации степени извлечения аналита. Предпочтительно иметь больше времени для выполнения этапа элюирования.

Высушивание колонки

Высушивание колонки может применяться в методе ТФЭ при последовательном использовании несмешиваемых растворов или при возможном влиянии рядов промывных растворов на элюирование извлекаемого аналита. Необходимо использовать достаточно много времени, чтобы обеспечить правильное высушивание. Оптимальное время высушивания необходимо определить, подбирая наиболее короткий из возможных периодов времени, который позволяет достичь максимальной степени извлечения.

Минимизация примесей

Промывка – Скорость потока

На данном этапе наблюдается умеренная зависимость процесса от скорости потока; однако, при слишком больших скоростях примеси могут быть недостаточно удалены, следовательно, чем меньше скорость потока, тем лучше диффузия промывного раствора с примесями.

Промывка – Объем

Недостаточный объем промывки влияет на наличие примесей при элюировании. При обнаружении примесей в элюенте объем промывки необходимо увеличить.

Промывка – Раствор

На этапе промывки можно экспериментировать с различными растворами. Главное правило - раствор должен быть достаточно сильным для удаления примесей, но не влиять на извлекаемый аналит. Пример: если при элюировании используется 40% раствор, используйте 5-10% раствор при промывке.

Высушивание колонки

Высушивание колонки может требоваться между двумя этапами промывки при последовательном использовании несмешиваемых растворов.

Минимизация наличия остаточных веществ

Системы ТФЭ Gilson спроектированы с учетом минимизации наличия остаточных веществ в системе. Единственная жидкость, которая вступает в контакт со шприцом шприцевого насоса – раствор из резервуара, который обычно является раствором промывки пробника. Жидкости, находящиеся на рабочем столе системы Liquid Handler, вступают в контакт только с пробником и трансферной трубкой. Пробник и трансферная трубка эффективно очищаются с помощью специальных промывочных модулей. Параметры могут быть оптимизированы под задачу устранения остаточных веществ, и дополнительные растворы могут быть использованы.

При обнаружении остаточных веществ необходимо принять следующие меры:

  • Увеличить скорость потока при промывке пробника для более эффективной очистки
  • Увеличить объем промывки пробника
  • Осуществлять промывку пробника в несколько шагов и в разных промывочных модулях
  • Заменить раствор промывки пробника
  • Использовать промывочные модули в комплекте с перистальтическим насосом

Оптимизация производительности

Производительность оптимизируется только после отработки параметров степени извлечения и минимизации остаточных веществ.

Определение целей

Обычно время выполнения метода ВЭЖХ превышает время подготовки образца. Если система Gilson ТФЭ работает в связке с системой ВЭЖХ, то уменьшение времени подготовки образца не предоставит никакого преимущества.

Обращаем Ваше внимание на систему Gilson GX-274 ASPEC, которая имеет 4 рабочих канала, что увеличивает производительность.

Объемы растворов

Оптимизируйте процесс ТФЭ, используя минимально возможные объемы растворов для метода.

Скорости потоков

Используйте максимально возможные скорости потоков на этапах, где это не критично. Пример: забор пробы раствора-кондиционера и промывка пробника.

Необязательные этапы

Не обязательно выполнять промывку пробника после каждого этапа. Оцените Вашу автоматизированную процедуру ТФЭ и избавьтесь от необязательных этапов, например от промывки пробника между последовательными процедурами кондиционирования сорбента.

Механизм экстракции

Одна из возможных опций – использовать картриджи меньшего объема и с меньшей массой сорбента. Это позволит работать с меньшими объемами образцов и растворов. В дополнение, использование сорбентов с более эффективной упаковкой позволит работать с большими скоростями потоков и выполнять меньше шагов на этапе промывки.

Степень извлечения и остаточные вещества

Если некоторые из приведенных решений были применены, убедитесь, что степень извлечения компонента соответствует показателям до оптимизации, и не наблюдается остаточных веществ.