Fex 161122 - emcm 2.0 re-design organisatie van traditioneel naar value str...
Vertalen van bestaande chromatografiemethodes naar hedendaagse standaarden inzake mobiele fase en kolomdimensies
1. Vertalen van bestaande
chromatografiemethodes naar
hedendaagse standaarden
inzake mobiele fase en
kolomdimensies.
Vincent Van Hoecke
KAHO Sint-Lieven - Technologiecampus Gent
Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie
Opleiding Bachelor in deChemie
KAHO Sint-Lieven - Technologiecampus Gent
Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie
Opleiding Bachelor in de Chemie
2. STAGEGEGEVENS
Stageperiode: 11 februari 2013 tot 14 juni 2013
Stageplaats: Taminco
Pantserschipstraat 207, 9000 Gent
Tel.: +32 9 254 14 11 Fax.: +32 9 254 14 10
e-mail: annelies.callewaert@taminco.com
Stagebegeleiding: Mevrouw Annelies Callewaert
Stagementor: Mevrouw Caroline Van Assche
3. SAMENVATTING
Titel: Vertalen van bestaande chromatografiemethodes naar hedendaagse standaarden
inzake mobiele fase en kolomdimensies.
Trefwoorden: Chromatografie, mobiele fase, kolomdimensies, methodevertaling, solid core
Dit eindwerk is opgeslitst in 2 delen namelijk een deel vloeistofchromatografie en een deel
gaschromatografie. Voor beide onderdelen wordt een bestaande methode geoptimaliseerd
door kolomdimensies en mobiele fases aan te passen en de methode hiervoor te vertalen. De
methodevertaling gebeurt steeds vanuit theoretischstandpunt en wordt vervolgens
experimenteel getest en waar nodig aangepast. Daarbij wordt gebruik gemaakt van
methodevertalingsoftware.
Voor vloeistofchromatografie wordt de methode voor de bepaling van onzuiverheden in
TETD geoptimaliseerd. De huidige methode gebruikt acetonitril als mobiele fase. In het
verleden is er een tekort aan acetontril geweest waardoor de prijs omhoog ging en de levering
niet meer gegarandeerd kon worden. Om deze problemen in de toekomst te vermijden dient
de methode vertaald te worden naar een alternatieve mobiele fase. De mogelijke alternatieven
zijn methanol en ethanol. In de optimalisatie van de methode is het wenselijk de analysetijd te
verkorten en het eluensverbruik te verminderen. De analysetijd kan verkort worden door
kortere kolommen te gebruiken aan een verhoogd debiet terwijl het eluens verbruik kan
verlaagd worden door de inwendige diameter van de kolom te verkleinen. De vertaling tussen
de verschillende kolommen zal steeds met acetonitril als mobiele fase gebeuren en vervolgens
worden de mobiele fasen vergeleken op de verschillende kolommen. De methodevertaling is
geslaagd met een uiteindelijke methode en verschillende alternatieven. De methode werd
vertaald naar een methode met een gehalveerde analysetijd en methanol als mobiele fase
waarbij het verbuik van de mobiele fase per analyse 12 keer lager is in kostprijs.
De methodevertaling voor het onderdeel gaschromatografie wordt verdeeld over 2 projecten.
De vertaling van de methoden tussen de verschillende mobiele fasen wordt uitgevoerd met
DIMLA. Hierbij wordt aan de hand van de theorie de methode vertaald en vervolgens wordt
het debiet aangepast. Ook wordt een analysemethode met de software vertaald ter controle.
Vervolgens wordt de methodevertaling tussen de verschillende kolomdimensies getest met
NMP. De vertalingen worden gemaakt met behulp van de methodevertalingsoftware. De
methodevertaling zorgt er voor dat de pieken bij dezelfde temperatuur van de kolom komen
waardoor het chromatogram behouden blijft. Alternatieve methoden met aanvaardbare
resoluties en kortere analysetijden werden gerealiseerd voor zowel DIMLA als NMP met
respectievelijk waterstofgas als draaggas en kleinere kolomdimensies. Stikstofgas bleek geen
waardig alternatief voor helium.
4. WOORD VOORAF
Deze stage en dit eindwerk werden mogelijk gemaakt dankzij de medewerking van Taminco.
Hiervoor wil ik mevrouw Annelies Callewaert bedanken die mij de mogelijkheid gaf om mijn
stage uit te voeren, mij een onderwerp aanbood en mij begeleidde tijdens mijn stage. Ook zou
ik mevrouw C. Van Assche willen bedanken voor de tijd en de moeite die ze heeft
doorgebracht aan het veelvuldig verbeteren van mijn eindwerk. Bij het realiseren van mijn
project kreeg ik de hulp van de analisten van het R&D-labo. Ria, Patricia, Evelien en in het
bijzonder Sabine, die mij iedere dag met raad en daad bij stonden. Hiervoor wil ik hen oprecht
bedanken. Voor de begeleiding van het onderdeel NMP wil ik Gilbert bedanken waarop ik
kon rekenen voor uitleg en hulp.
Verder zou ik alle laboranten in het labo van Taminco willen bedanken voor de goede sfeer en
de hulp waar nodig. Gedurende mijn stage heb ik steeds kunnen rekenen op de coöperatie van
iedereen aanwezig.
Ten slotte zou ik mijn familie en vrienden willen bedanken voor de steun en ontspanning
tijdens deze stage.
8. 8
1 VOORSTELLING STAGEPLAATS
De naam Taminco is een verkorting van The Amine Company. Deze naam is gekozen omdat
Taminco wereldwijd de enige specialist is in derivaten van alkylamines. Dit zijn enerzijds
tussenproducten die verkocht worden aan andere bedrijven,anderzijds maakt Taminco zelf een
breed gamma aan alledaagse producten gaande van pesticiden tot veevoederadditieven.
De oprichting van Taminco vond plaats in oktober 2003, wanneer het afsplitste van UCB.
Ondertussen heeft het bedrijf 7 productiesites, wereldwijd,waarvan 2 in Europa, de hoofdzetel
in Gent en in Duitsland. Verder zijn er nog 2 grote sites in Amerika en 3 kleinere sites in
China. Daarbij zijn er wereldwijd nog 19 kantoren verspreid, goed voor een totaal van 800
werknemers in 17 verschillende landen. In 2010 werd de prijs voor onderneming van het jaar
uitgereikt aan Taminco en in 2011 had het bedrijf een omzet van 1,1 miljard dollar en is sinds
dit jaar op de beurs.
De verschillende producties van Taminco kunnen worden onderverdeeld in3divisies namelijk
functionele amines, de specialiteit amines en de gewasbescherming.
Het labo in Taminco is onderverdeeld in 2 delen, namelijk de kwaliteitscontrole (QC) en de
research and development (R&D).Het QC-labo staat in voor de kwaliteitscontrole op
productiestalen. Dit gebeurt volcontinu in een 3 ploegen systeem. In het R&D-labo wordt
onderzoek gedaan naar nieuwe producten en worden nieuwe analysemethoden ontwikkeld of
bestaande methoden geoptimaliseerd. Hierbij wordt steeds aandacht besteed aan
kostenbesparing en milieuvriendelijkheid. Het R&D-labo beschikt over 4 HPLC-toestellen en
7 GC-toestellen uitgerust met moderne software en onderdelen.
9. 9
2 PROBLEEMSTELLING EN OPDRACHT
In Taminco wordenchromatografische technieken gebruikt voorde analysen van stalen van het
laboratorium van de onderzoeksafdeling en de kwaliteitscontrole. Als mobiele fase wordt
vooral acetonitril gebruikt voor vloeistofchromatografie en heliumvoor gaschromatografie.
Het doel van deze stage omvat alternatieve mobiele fasen te testen ter vervanging van
acetonitril en helium met als doel de resultaten te reproduceren.Vervolgens zullen de
methoden verder geoptimaliseerd worden door kolomdimensies aan te passen.
Wereldwijd is er een tekort aan acetonitril waardoor de prijs omhoog gaat, vooral voor LC-
kwaliteit. Daarbij leidt het gebruik van acetonitril tot giftige afvalstoffen. Alternatieve keuzes
voor eluens zijn methanol en ethanol. Als nadeel geeft methanol ook giftige afvalstoffen te
producerenen een hogere absobantie en kolomdruk te hebben. Als voordeelheeft methanol
veel goedkoper te zijn. Ethanol heeft het voordeel milieuvriendelijk te zijn enals nadeel een
veel hogere druk op de kolom te veroorzaken.
Door solid core kolommen te gebruiken worden retentietijden verkort waardoor resultaten
sneller bekomen worden en elke bepaling minder langduurtmetals gevolg dat er meer stalen
op dezelfde tijd kunnen onderzocht worden. Bij overzetting van de gebruikte methode van de
standaardkolom naar een solid core kolom zullen nog andere parameters aangepast worden
zoals het debiet en het gradiëntprogramma.Dit wordt theoretisch berekend en experimenteel
gevalideerd.
Bij de gaschromatografische analyse wordt tot op heden vooral helium gebruikt als mobiele
fase. Helium heeft als nadeel dat het een duur gas is en afhankelijk van de levering.
Goedkopere alternatieven zijn stikstof en waterstof als draaggas, deze draaggassen zijn
daarbij aan te maken met behulp van generatoren. Deze alternatieven zijn niet zonder nadelen
omdat stikstofgas als mobiele fase lange looptijden veroorzaakt en waterstofgas explosief is.
10. 10
3 THEORETISCHE ACHTERGROND
3.1 VLOEISTOFCHROMATOGRAFIE
3.1.1 Inleiding
HPLC staat voor High Performance Liquid Chromatography.Liquid Chromatography wijst op
een vast-vloeibaar scheiding, meer bepaald een vaste stationaire fase waarlangs een vloeibare
mobiele fase loopt binnenin een kolom.High performance wijst op de vooruitgang die
historisch gemaakt werd door de partikelgrootte drastisch te verkleinen waardoor
analysetijden vele malen korter werden.In figuur 1 wordt een vereenvoudigd schema
weergegeven van een HPLC.
Figuur 1 Schema HPLC
De mobiele fase wordt in vloeistofchromatografie het eluens genoemd en wordt opgeslagen in
solventreservoirs. Er kunnen meerdere solventreservoirs gebruikt worden die gemengd
kunnen worden in de pomp. Indien slechts 1 vloeistofsamenstelling als eluens tijdens de
scheiding gebruikt wordt, wordt er gesproken van een isocratische elutie. Indien de
samenstelling tijdens de scheiding verandert, wordt er gesproken van gradiëntelutie. Via de
pomp wordt het eluens langs het injectiekanaal gestuurd waar het te scheiden monster wordt
geïnjecteerd. Het eluens neemt het monster mee door de kolom.Verschillende componenten
blijven een verschillende tijd in de stationaire fase door een verschil in polariteit waardoor ze
op verschillende tijdstippen uit de kolom komen. Deze verschillende tijden worden
retentietijden genoemd. Door een verschil in retentietijd worden componenten gescheiden van
elkaar. Na de kolom worden de gescheiden componenten met het eluens verder naar de
detector gevoerd waar de componenten geregistreerd worden als een signaalverandering.
Binnen Taminco wordt gebruik gemaakt van UV-detectie bij verschillende golflengten, meer
bepaald een DAD (Diode Array Detector). Bij UV-detectie wordt gebruik gemaakt van een
diffractierooster die kan draaien om het licht in verschillende hoeken te weerkaatsen. Het
verschil in weerkaatsinghoek veroorzaakt licht van een verschillende golflengte. De absorptie
wordt gemeten door licht bij een bepaalde golflengte door de meetcel te sturen en te meten
hoeveel licht er niet wordt doorgelaten.
Een DAD kan bij meerdere golflengten tegelijk de absorptie van de componenten meten. Het
diffractierooster van een DAD bevindt zich achter de meetcel in tegenstelling tot bij de
conventionele UV-detectie waar het diffractierooster zich voor de meetcel bevindt. Het
diffractierooster verdeeld het licht in lichtbundels onder verschillende hoeken. Achter het
diffractierooster bevindt zich een sequentie van fotodiodes die de verschillende lichtbundels
tegelijk kunnen verwerken.Na de meetcel wordt het eluens met de monstercomponenten
verder afgevoerd naar een afvalvaatje. De geregistreerde signaalveranderingen worden
elektronisch doorgestuurd naar de dataverwerking waar de signaalveranderingen vertaald
worden als pieken in een chromatogram.
11. 11
3.1.2 Vergelijking mobiele fasen LC
Voor de huidige analysemethode wordt acetonitril gebruikt als eluens. Acetonitril HPLC-
kwaliteit is 3 tot 4 maal duurder in vergelijking met methanol HPLC-kwaliteit.De absorptie
van acetonitril HPLC-kwaliteit is in vergelijking met methanol voor lage golflengten (200nm-
250nm) vele malen lager en beter geschikt. Vanaf 250nm is dit verschil echter
verwaarloosbaar (weergegeven in figuur 2).
De druk op de kolom bij gelijke eluenssnelheid is lager wanneer acetonitril/water wordt
gebruikt dan wanneer methanol/water wordt gebruikt met zelfde procentuele samenstelling.
Acetonitril/water kan met een lagere procentuele samenstelling als methanol/water dezelfde
retentietijden behalen omdat acetonitril minder polair is dan methanol. Er gebeurt partitie van
de analyten tussen de stationaire fase en de mobiele fase. Apolaire componenten hebben meer
affiniteit met de stationaire fase waardoor meer apolair solvent nodig is.Dit heeft als gevolg
dat acetonitril een lagere retentiegeeft in vergelijking met methanol in dezelfde procentuele
samenstelling.
De solventsterkte van acetonitril is hoger dan de solventsterkte van methanol door het verschil
in polariteit.Verder kunnen acetonitril en methanol verschillende invloeden hebben op de
vorm van pieken en op de elutievolgorde afhankelijk van aanwezige componenten en de
interacties met de functionele groepen van acetonitril (CN) en methanol (OH). Methanol is
door zijn hydrofielegroep een uitgesproken protonacceptor en kan waterstofbruggen vormen
terwijl acetonitril veel gevoeliger is voor dipoolinteracties. Deze wijziging in elutievolgorde
als gevolg van specifieke interacties van de mobiele fase wordt de selectiviteit genoemd. De
selectiviteit verschilt ook voor verschillende kolommen onderling.
Figuur 2Absorptiespectra voor acetonitril en methanol en vergelijking met p.a.-kwaliteit en HPLC-kwaliteit
12. Een ander solvent dat als eluens gebruikt zou kunnen worden is ethanol.
quapolariteit tussen methanol
ethanol/water mengsel zal lager
om dezelfde retentietijden te bekomen.
interacties als methanol aangezien het dezelfde functionele
meer druk op de kolom dan methanol
hogere viscositeit (3keer hoger dan acetonitril en 2maal hoger dan methanol).
drukverschil kan beperkt worden
de kolom een temperatuursverhoging aan
ethanol niet giftig. Ethanol wordt beschouwd als een milieuvriendelijk alternatief.
3.1.3 Vergelijking HPLC kolommen
3.1.3.1 Zorbax SB-C18
Bij RPLC, Reversed Phase Liquid Chromatography
SB-C18. Het verschil met de conventionele HPLC
omgekeerd is. Bij reversed phase
voor StableBond, wat inhoud dat de stationaire fase gemaakt is
van sterisch beschermde C18-
Agilent, Zorbax wordt genoemd. De C18
koolstoffen. De Zorbaxsilicabescherming dient om de adso
tegen te gaan. In figuur 3 wordt de stationaire fase van de Zorbax S
R-groepen zijn de sterisch beschermende silicagroepen en de R
C18-ketens. Andere koolstofketens voor ande
standaardkolom waarmee gewerkt wordt in
Resolution 4,6 x 150mm, 3,5µm”.
lengte van 150mm. De partikelgrootte van de station
Zorbax StableBond kolom die getest word
3,5µm. Het verschil zit in de interne diameter. Een kleinere diameter zorg
kolomvolume waardoor een lager
als gevolg dat er minder eluens nodig is per analyse.
Figuur 3Stationaire fase Zorbax SB
Een ander solvent dat als eluens gebruikt zou kunnen worden is ethanol. Ethanol
methanol en acetonitril. De procentuele samenstelling van
lager liggen dan die van methanol en hoger dan die van
om dezelfde retentietijden te bekomen. Qua selectiviteit heeft ethanol ongeveer dezelfde
nol aangezien het dezelfde functionele groep bezit. Ethanol geeft veel
dan methanol en acetonitril. De oorzaak hiervan is een beduidend
hogere viscositeit (3keer hoger dan acetonitril en 2maal hoger dan methanol).
drukverschil kan beperkt worden door een hogere temperatuur te hanteren in de kolom, indien
de kolom een temperatuursverhoging aan kan. In tegenstelling tot methanol en acetontril is
ethanol niet giftig. Ethanol wordt beschouwd als een milieuvriendelijk alternatief.
Vergelijking HPLC kolommen
RPLC, Reversed Phase Liquid Chromatography, wordt gebruik gemaakt van de Z
. Het verschil met de conventionele HPLC-techniek, normal phase, is dat de polariteit
reversed phase is de vaste fase polair en de mobiele fase apolair
Bond, wat inhoud dat de stationaire fase gemaakt is door een chemische binding
-ketens aan een speciale silicaverbinding die door
Zorbax wordt genoemd. De C18-ketens zijn koolstofketens opgebouw
silicabescherming dient om de adsorptie van basische componenten
wordt de stationaire fase van de Zorbax SB-C18 weergegeven. D
risch beschermende silicagroepen en de R1-groepen zijn
Andere koolstofketens voor andere toepassingen zijn mogelijk. De
standaardkolom waarmee gewerkt wordt in de HPLC-toepassing is de “Zorbax SB
Resolution 4,6 x 150mm, 3,5µm”. De kolom heeft een interne diameter van 4,6mm en een
. De partikelgrootte van de stationaire fase bedraagt 3,5µm. De a
Zorbax StableBond kolom die getest wordt is de Zorbax SB-C18 Solvent Saver 3,0 x 150mm,
3,5µm. Het verschil zit in de interne diameter. Een kleinere diameter zorgt voor een kleiner
aardoor een lagerdebiet kan gebruikt worden voor dezelfde ret
minder eluens nodig is per analyse.
Stationaire fase Zorbax SB-C18
12
Ethanolbevindt zich
e procentuele samenstelling van een
hoger dan die van acetonitril
Qua selectiviteit heeft ethanol ongeveer dezelfde
Ethanol geeft veel
itril. De oorzaak hiervan is een beduidend
hogere viscositeit (3keer hoger dan acetonitril en 2maal hoger dan methanol). Het
eratuur te hanteren in de kolom, indien
In tegenstelling tot methanol en acetontril is
ethanol niet giftig. Ethanol wordt beschouwd als een milieuvriendelijk alternatief.
wordt gebruik gemaakt van de Zorbax
is dat de polariteit
de vaste fase polair en de mobiele fase apolair. SB staat
door een chemische binding
verbinding die door de fabrikant
ketens zijn koolstofketens opgebouwd uit 18
rptie van basische componenten
C18 weergegeven. De
in ons geval de
De
toepassing is de “Zorbax SB-C18 Rapid
e kolom heeft een interne diameter van 4,6mm en een
. De andere
C18 Solvent Saver 3,0 x 150mm,
t voor een kleiner
bruikt worden voor dezelfde retentietijdenmet
13. 13
3.1.3.2 Poroshell
De Poroshell-kolom is een solid core kolom van de fabrikant Agilent. DePoroshell-partikels
hebben een totale doorsnede van 2,7µm met een vaste kern van 1,7µm en een 0,5µm buitenste
poreuze laag met poriën van ongeveer 9nm (zie figuur 4). Andere solid core kolommen
kunnen licht afwijkende diameters hebben. Deze partikels hebben een uniformere verdelingin
deeltjesgrootte in vergelijking met volledige poreuze partikels. Hierdoor is de kolom
homogener verdeeld en vermindert de Eddiediffusie in de kolom. Omdat de kern van het
partikel vast is, ishet verschil in afgelegde weg tussen componenten onderlinglager dan bij
volledig poreuze partikels.Waardoor de piekverbreding vermindert.De partikels zijn ook
kleiner in vergelijking met andere HPLC-kolommen.Deze eigenschappen hebben een invloed
op de Van Deemtervergelijking.De positieve invloed van solid core kolommen ten opzichte
van andere HPLC-kolommen, op de A-, B- en de C-term van de Van Deemtervergelijking,
zorgen voor een verlaging van de schotelhoogte H. Dit heeft als gevolg dat er een betere
scheiding kan bekomen worden of met een hoger debiet kan gewerkt worden om dezelfde
scheiding te behalen in een kortere tijd.
Figuur 4 Solid core partikel
3.1.4 Van Deemtervergelijking
De Van Deemtervergelijking wordt weergegeven in vergelijking 1 waarbij de A-term staat
voor de Eddie diffusie, de B-term voor de longitudinale diffusie en de C-term
voorstofoverdracht tussen de vaste fase en de mobiele fase.
= + +
Vergelijking 1 Van Deemter vergelijking
Verder uitgewerkt krijgen we:
= 2 +
2
+ ′
′
(1 + )²
²
+ ′
²
Vergelijking 2 Uitgebreide Van Deemter vergelijking
Hierbij zijn Dm en Ds de diffusiecoëfficiënten van de componenten in de mobiele en
stationaire fase, df is de filmdikte van de stationaire fase en γ is de obstructiefactor.
14. 14
De A-term of de Eddie diffusie beschrijft de piekverbreding door de aanwezigheid van de
pakkingdeeltjes in de kolom. De aanwezige deeltjes verhinderen een rechte weg door de
kolom, elke molecule volgt een eigen weg langs deze deeltjes door de kolom. Het verschil in
de gevolgde weg tussen de deeltjes onderling, zorgt voor een verschil in verblijftijd in de
kolomwaaruit piekverbreding volgt. Eenhogere waarde van de partikelgrootte(dp) leidt toteen
hogere waarde voor A en dus tot piekverbreding. Het verschil in grootte tussen de
pakkingdeeltjes onderling speelt ook een rol (λ in de A-term). De A-term blijft constant bij
verschillende debieten van een eluens.
De B-term of longitudinale diffusie slaat op de diffusie van de componenten in het
eluens,meer bepaald de stromingsrichting van het eluens. De componenten hebben een vrije
beweging in een niet-specifieke richting onafhankelijk van hetdebiet. De invloed van de B-
term is in de praktijk verwaarloosbaar klein bij een optimale u.
De C-term bepaalt de stofoverdracht tussen de vaste fase en de mobiele fase. Deze term wordt
opgesplitst in Cm en Cs, respectievelijk de stofovergang in de mobiele en in de stationaire fase.
De C-term is onder andere afhankelijk van de partikelgrootte(dp) en is voor elke component
verschillend.
De snelheid waarmee de mobiele fase door de kolom loopt, wordt aangeduid met u welke
afhankelijk is van hetdebiet. Wanneer de component minder lang op de kolom blijft, zal de
piek minder breed zijn. De B-term is afhankelijk van de lineaire vloeistofsnelheid dat bepaald
wordt doot hetdebiet en de kolomlengte, de C-term is ook afhankelijk van het debiet via de
retentiefactor(k’) omdat de dode tijd (tm) kleiner wordt wanneer het debiet stijgt.Dit verband
wordt weergegeven in vergelijking 3.Zoals weergegeven in vergelijkingen 1 en 2 stijgt de C-
term indien k’ stijgt.
′ =
−
Vergelijking 3Retentiefactor k’
Wanneer de verschillende termen gecombineerd worden, kan de minimale schotelhoogte
bepaald worden. Dit wordt grafisch weergegeven in figuur 5 waarbij u wordt weergegeven in
functie van H.
Figuur 5Van Deemter vergelijking: u in functie van H
15. 15
Zoals in figuur 5 weergegeven wordt, is er een optimale u waarbij H het laagst is en de beste
scheiding wordt verkregen.H, ook wel HETP genoemd, is de afkorting voor “Height
Equivalent to Theoretical Plate” of de schotelhoogte per theoretische plaat. Hoe lager H, hoe
meer schotels per lengte-eenheid en met als gevolg dat er een betere efficiëntie wordt
verkregen. H is omgekeerd evenredig met het schotelgetal, weergegeven in vergelijking 4.
=
Vergelijking 4 Schotelgetal N
L staat voor de lengte van de kolom en N voor het schotelgetal (het aantal theoretische
platen), wat de uitdrukking is voor de efficiëntie van de scheiding. Daarbij staat de efficiëntie
in verhouding met de resolutie,weergegeven in vergelijking 5.
=
√
4
− 1
+ 1
Vergelijking 5 Master equation
De resolutie R is een maat voor het scheidend vermogen en staat rechtstreeks in verband met
het schotelgetal, weergegeven in vergelijking 6.
~√
Vergelijking 6 Verband resolutie en schotelgetal
Wanneer het schotelgetal verviervoudigd wordt, zal de resolutie verdubbelen. Indien de
vergelijking wordt doorgetrokken naar de partikelgrootte,kan er worden afgeleid
uitvergelijking 2 dat indien de partikelgrootte verandert, het effect twee maal zogroot is op de
schotelhoogte.
~2
Vergelijking 7 Verband schotelhoogte en partikelgrootte
Omgezet naar de efficiëntie, door combinatie van vergelijkingen 4, 6 en 7, blijkt dat een
halvering van de partikelgrootte ook equivalent is aan een verviervoudiging van de resolutie,
weergegeven in vergelijking 8.
√
1
2
~
Vergelijking 8 Verband partikelgrootte en resolutie
Hieruit blijkt dat de partikelgrootte rechtstreeks in verband staat met de resolutie. Indien de
partikelgrootte daalt, zal de resolutie stijgen. De partikelgrootte heeft ook een invloed op de
druk op de kolom. Een daling van partikelgrootte betekent een significante stijging van de
druk.
16. 16
3.2 GASCHROMATOGRAFIE
3.2.1 Inleiding
GC staat voor gaschromatografie en duidt op een vast-gas of vloeibaar-gas scheiding. De
scheiding gebeurt door een vaste of vloeibare (vloeistoffilm) stationaire fase waarlangs een
gasvormige mobiele fase loopt binnenin een kolom. In figuur 6 wordt een vereenvoudigd
schema weergegeven van een gaschromatograaf.
Figuur 6 Schema GC
De mobiele fase wordt in gaschromatografie draaggas genoemd. Omdat met gassen gewerkt
wordt, zijn zowel het injectiekanaal, de kolom en de detector hieraan aangepast. Het monster
wordt geïnjecteerd en vervolgens snel in de gasfase gebracht in een verwarmde injectiekamer.
De injectienaald komt in de injectiekamer via het septum. Een septum is een doorprikbaar
membraan gemaakt van siliconenrubber om de injectiekamer af te sluiten. Er kan op
verschillende manieren geïnjecteerd worden zoalsde directe injectie,de splitinjectie, de
splitlessinjectie en de on-columninjectie. In de verder beschreven methoden wordt telkens een
splitinjectie gebruikt. Het verdampte monster wordt gesplitst in een klein deel dat via het
draaggas meegesleurd wordt naar de kolom. De verhouding tussen het deel dat naar de kolom
gaat en het deel dat afgevoerd wordt, wordt de splitverhouding genoemd. De splitinjectie
wordt gebruikt als verdunning van het monster.
In de verder beschreven methoden wordt telkens een capillaire kolom gebruikt. Binnenin de
kolom is een film aan de wand aangebracht die als stationaire fase dient.Capillaire kolommen
kunnen lengtes hebben van 10 m tot 100 m.Een grotere lengte leidt tot een hoger schotelgetal
en met gevolg tot hogere resoluties. Als inwendige diameter worden diameters van 0,10mm
tot 0,53mm gebruikt. Een verkleining van kolom diameter verhoogt het schotelgetal en met
gevolg de resolutie maar verlaagt de retentiefactor door kortere retentietijden. De verlaging
van de retentiefactor is negatief voor de resolutie, maar dit effect wordt gecompenseerd door
de stijging in schotelgetal. De filmdikte van de stationaire fase varieert tussen 0,1µm en
5,0µm. Indien de filmdikte stijgt, stijgt de retentietijd en met gevolg de retentiefactor en de
resolutie.
Bij gaschromatografische scheidingen wordt met een temperatuursprogramma gewerkt, dit is
vergelijkbaar met een gradiëntprogramma dat gebruikt wordt bij vloeistofchromatografie. In
plaats van de verhouding van de mobiele fase aan te passen, wordt de temperatuur verhoogd
om hoogkokende componenten sneller van de kolom te sturen.
17. Als detector wordt in de verder beschreven methodes telkens een
gebruikt. Deze detector gebruikt het elektrisch geleidend vermogen van de vlam. Het
draaggas heeft een laag elektri
vlam verbrand worden en geïoniseerd worden. Hierdoor word
vermogen hoger en wordt de stroomverandering gemeten als een signaal
signaalveranderingen worden
signaalveranderingen vertaald worden als pieken in een chr
3.2.2 Vergelijking mobiele fasen
Als draaggassen worden binnen de gaschromatogarafie helium, waterstof en stikstof gebruikt.
Binnen hetR&D-labo wordt vooral helium gebruikt
hydrogenaties worden uitgevoerd. Indien
katalysator in het monster aanwezig is
analyses wat tot een verkeerde interpretatie kan leiden
gemaakt van waterstofgas als draaggas omdat
methoden reeds getest en gevalideerd zijn.
een kortere analysetijd zonder verlies aan resolutie.
vergelijking met helium als draaggas wordt met waterstof als draaggas een lagere druk en een
lagere gassnelheid gebruikt wat resulteert in een lager verbruik.
vergelijking met helium en kan
waardoor het steeds beschikbaar is en onafhankelijk van leveranciers.
als nadeel dat het explosief is.
Een ander alternatief draaggas is stikstofgas dat
een generator aangemaakt kan
verlengd worden omdat het optima
Dit verband wordt weergegeven
vloeistofchromatografie kolommen en gaschromatografie kolommen is dat vooral capilaire
kolommen gebruikt worden in plaats van gepakte kolommen. Aangezien er geen pakking in
de kolom is, is er geen Eddy diffusie.
Figuur 7 Van Deemtercurve voor stikstofgas, helium en waterstofgas
Als detector wordt in de verder beschreven methodes telkens een vlamionisatiedetector (FID)
Deze detector gebruikt het elektrisch geleidend vermogen van de vlam. Het
draaggas heeft een laag elektrisch geleidend vermogen, monstercomponenten zullen in de
en geïoniseerd worden. Hierdoor wordt het elektrisch geleidend
vermogen hoger en wordt de stroomverandering gemeten als een signaalverandering
elektronisch doorgestuurd naar de dataverwerking waar de
signaalveranderingen vertaald worden als pieken in een chromatogram.
Vergelijking mobiele fasen
Als draaggassen worden binnen de gaschromatogarafie helium, waterstof en stikstof gebruikt.
wordt vooral helium gebruikt omdat er bij de synthesereactie
hydrogenaties worden uitgevoerd. Indien waterstofgas als draaggas gebruikt wordt en er nog
katalysator in het monster aanwezig is, kan dit tot nieuwe hydrogenaties leiden tijdens de
wat tot een verkeerde interpretatie kan leiden. In het QC-labo wordt vooral
gas als draaggas omdat het routineanalyses zijn en de gebruikte
reeds getest en gevalideerd zijn.Met gelijke parameters geeft waterstof als draaggas
zonder verlies aan resolutie. Om dezelfde retentietijden te verkrijgen in
vergelijking met helium als draaggas wordt met waterstof als draaggas een lagere druk en een
lagere gassnelheid gebruikt wat resulteert in een lager verbruik.Waterstof is goedkoper in
vergelijking met helium en kan ter plaatste gemaakt worden met een waterstof
waardoor het steeds beschikbaar is en onafhankelijk van leveranciers. Waterstofgas heeft
.
Een ander alternatief draaggas is stikstofgas datveilig en goedkoop in aankoop
kan worden. Stikstof heeft als grote nadeel dat de analysetijden
optimaal debiet lager is in vergelijking met waterstof en helium.
weergegeven met de Van Deemtercurve in figuur 7. Het verschil tussen
vloeistofchromatografie kolommen en gaschromatografie kolommen is dat vooral capilaire
kolommen gebruikt worden in plaats van gepakte kolommen. Aangezien er geen pakking in
de kolom is, is er geen Eddy diffusie.
Van Deemtercurve voor stikstofgas, helium en waterstofgas
17
vlamionisatiedetector (FID)
Deze detector gebruikt het elektrisch geleidend vermogen van de vlam. Het
componenten zullen in de
t het elektrisch geleidend
verandering. Deze
elektronisch doorgestuurd naar de dataverwerking waar de
Als draaggassen worden binnen de gaschromatogarafie helium, waterstof en stikstof gebruikt.
bij de synthesereactie veel
waterstofgas als draaggas gebruikt wordt en er nog
kan dit tot nieuwe hydrogenaties leiden tijdens de
vooral gebruik
de gebruikte
Met gelijke parameters geeft waterstof als draaggas
dezelfde retentietijden te verkrijgen in
vergelijking met helium als draaggas wordt met waterstof als draaggas een lagere druk en een
Waterstof is goedkoper in
emaakt worden met een waterstofgenerator
Waterstofgas heeft wel
koop is en ook met
analysetijden
lager is in vergelijking met waterstof en helium.
Het verschil tussen
vloeistofchromatografie kolommen en gaschromatografie kolommen is dat vooral capilaire
kolommen gebruikt worden in plaats van gepakte kolommen. Aangezien er geen pakking in
19. 19
4 RESULTATEN VLOEISTOFCHROMATOGRAFIE
4.1 DOEL
Een standaardmethode voor de bepaling van onzuiverheden in TETD is gevalideerd met de
kolom Rapid Resolution met acetonitril als mobiele fase. Het doel van dit project is enerzijds
de analysetijd te verkorten en anderzijds een besparing van dekosten van heteluens door
minder te verbruiken en/of een beter alternatief eluens te gebruiken. Een alternatief eluens
gebruiken is wenselijk wegens een tekort in levering van acetonitril in het verleden.
Bovenstaande doelstellingen worden verwezenlijkt door alternatieve kolommen te gebruiken
en deze te testen opalternatieve mobiele fasen, namelijk methanol en ethanol.Hierbij wordt
rekening gehouden met behoud van de resolutie.
4.2 BEREIDING TETD EN STRUCTUREN VAN DE ONZUIVERHEDEN
In Taminco wordt TETD geproduceerd. TETD staat voor tetraethylthiuramdisulfide. TETD
wordt gesynthetiseerd met diethylamine en koolstofdisulfide. In de bekomen oplossing zijn
een groot aantal onzuiverheden aanwezig. Er kunnen sporen van TMTD
(tetramethylthiuramdisulfide) aanwezig zijn. Aangezien deproductie van TMTD in dezelfde
omgeving gebeurt als de productie van TETD, blijven er resten over die als verontreiniging
worden meegenomen. In tabel 1 worden de structuren weergegeven van de te analyseren
verontreinigingen.
Tabel 1 Onzuiverheden in TETD
Naam Structuur
Diethylamoniumdiethyldithiocarbamaat
(DEA-DEDTC)
Tetramethylthiuramdisulfide (TMTD)
Dimethyldiethylthiuramdisulfide
(DMDETD)
Tetraethylthiurammonosulfide (TETM)
H2N
N S-
S
N
S
S
S
S
N
N
S
S
S
S
N
N
S
S
S
N
20. 20
Naam Structuur
Tetraethylthiuramtrisulfide (TETTri)
Tetraethylthiuramtetrasulfide (TETTetra)
Tetraethylthiurampentasulfide (TETPenta)
Tetraethylthiuramhexasulfide (TETHexa)
Zwavel S
4.3 RAPID RESOLUTION KOLOM
4.3.1 Standaardmethode
De vloeistofchromatograaf LC204, weergegeven in figuur 8, is een Agilent HPLC1260 met
ontgasser (G1379B),een binaire pomp (G1312B),een autosampler(G4226A),een
temperatuurcontroller (G1330B),een kolomcompartiment (G1316A) en een DAD als detector
(G64212A).
N
S
S
S
S
S
N
N
S
S
S
S
S
S
N
N
S
S
S
S
S
S N
S
N
S
S
S
S
S
S
S
S
N
21. 21
Figuur 8 LC204 open en gesloten in het labo R&D
De beschreven methode word uitgevoerd op het toestel LC204. Het gebruikte staal is het
productiestaal 368.
De parameters van de analysemethode worden weergegeven in tabel 2.
Tabel 2Parameters standaardmethode
Kolom Zorbax SB-C18, 3,5 µm, 150 x 4,6 mm
Prekolom Zorbax SB-C18, 5 µm, 12,5 x 4,6 mm
Kolomtemperatuur 35 °C
Mobiele fase
Gradiëntprogramma t
H3PO4 0,01 mol/l Acetonitril
min
0 70% 30%
3 70% 30%
15 10% 90%
25 10% 90%
25,1 70% 30%
32 70% 30%
Debiet 1,0 ml/min
Injectie volume 5 µl
Detectie UV: 210 nm, 254 nm, 278 nm
22. De staalvoorbereiding bestaat erin de gedroogde filterkoek van TETD 1000 maal te
verdunnen. Van het productiestaal 368 wordt
TETDafgewogen tot op 0,1 mg nauwkeurigen verdund met 70
analysemonster wordt afgesloten en gedurende 1 minuut in het ultrasoonbad geplaatst.
Vervolgens wordt 5µl geïnjecteerd in het toestel LC204 met behulp van de autosampler
volgens de methode beschreven in tabel 2.
onzuiverheden in TETD, wordt weergegeven in figuur
Figuur 9 Chromatogram voor de kolom Rapid Resolution met acetonitril als mobiele fase
Uit het chromatogram worden
piek worden de retentietijd, de
procent (area%) gemeten. Deze waarden worden weergegeven in tabel 3. Hierbij wordt de
golflengte, waarbij de piek gemeten wordt
De maximum gemeten druk op de kolom bij deze metingen bedraagt 135 bar.
Tabel 3Metingen onzuiverheden in TETD op
tr
min
Naam
10,80 DEA-DEDTC
12,03 DMDETD
13,08 TETM
14,37 TETD
15,27 TETTri
16,46 TETTetra
17,17 TETPenta
18,64 TETHexa
22,97 S
De staalvoorbereiding bestaat erin de gedroogde filterkoek van TETD 1000 maal te
Van het productiestaal 368 wordt 0,07 g gedroogde filterkoek van
0,1 mg nauwkeurigen verdund met 70 g methanol. Het
analysemonster wordt afgesloten en gedurende 1 minuut in het ultrasoonbad geplaatst.
Vervolgens wordt 5µl geïnjecteerd in het toestel LC204 met behulp van de autosampler
volgens de methode beschreven in tabel 2.Het chromatogram, voor de bepaling van
wordt weergegeven in figuur 9.
kolom Rapid Resolution met acetonitril als mobiele fase
Uit het chromatogram worden, met behulp van de software, meetwaarden bep
de piekbreedte aan de basis, de resolutie en de piek
gemeten. Deze waarden worden weergegeven in tabel 3. Hierbij wordt de
waarbij de piek gemeten wordt, vermeld.
maximum gemeten druk op de kolom bij deze metingen bedraagt 135 bar.
Metingen onzuiverheden in TETD op de kolom Rapid Resolution met acetonitril als mobiele fase
Golflengte
nm
w
min
REZChrom Rberekend
210 0,11 82,08 82,07
254 0,11 12,48 12,44
254 0,12 1,09 1,09
254 0,11 11,21 11,19
254 0,12 0,74 0,74
254 0,12 4,98 4,99
254 0,11 8,82 8,81
254 0,13 2,59 2,59
254 0,27 21,64 21,61
22
De staalvoorbereiding bestaat erin de gedroogde filterkoek van TETD 1000 maal te
edroogde filterkoek van
Het
analysemonster wordt afgesloten en gedurende 1 minuut in het ultrasoonbad geplaatst.
Vervolgens wordt 5µl geïnjecteerd in het toestel LC204 met behulp van de autosampler
bepaling van de
bepaald. Voor elke
piekoppervlakte in
gemeten. Deze waarden worden weergegeven in tabel 3. Hierbij wordt de
cetonitril als mobiele fase
area%
0,03
0,06
0,11
99,31
0,08
0,05
0,02
0,01
0,05
23. 23
De resolutie wordt berekend ten opzichte van de voorgaande piek, niet altijd een benoemde
piek, door de software van EZChrom, met vergelijking 11:
=
2( − )
+
Vergelijking 11 Resolutie bepaling
Uit de berekeningen, weergegeven in tabel 3, blijkt dat EZChrom betrouwbare waarden
berekend voor de resolutie. Verder worden geen eigen berekeningen meer gemaakt voor de
resolutie maar er wordt op de software vertrouwd.
Aangezien de DEA-DEDTC-piek de enige piek is die bij 210 nm gemeten wordt, wordt bij
elke berekening van area%, de area% van de DEA-DEDTC-piek zelf berekend ten opzichte
van de pieken gemeten bij 254 nm. Dit gebeurt door de piekoppervlakte van de DEA-
DEDTC-piek te delen door de DMDETD-piek en te vermenigvuldigen met de area% van de
DMDETD-piek.
Om de reproduceerbaarheid te testen worden10 keer vers bereide TETD-
monstervoorbereidingen van staal 368geïnjecteerd. Vervolgens worden de oppervlakten van
de te onderzoeken pieken gedeeld door de verdunning van het TETD-monster.
Op deze metingen wordt het gemiddelde ( x ), de standaardafwijking (ŝ) en de relatieve
standaardafwijking (RSD) berekend en weergegeven in tabel 4.
De relatieve standaardafwijking wordt berekend aan de hand van vergelijking 12.
=
ŝ
x̄
× 100%
Vergelijking 12Berekening relatieve standaardafwijking
Tabel4 Validatie reproduceerbaarheid op de Rapid Resolution kolom met acetonitril als mobiele fase
Naam x̄
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
DMDETD 7469368 121724 1,63
TETM 13459396 295167 2,19
TETTri 9993366 702510 7,03
TETTetra 6448379 218018 3,38
TETPenta 2060368 151962 7,38
TETHexa 1187391 44095 3,71
S 5751387 135542 2,36
DEA-DEDTC 3961010 102393 2,59
De relatieve standaardafwijking (ook variatiecoëfficiënt genoemd) van TETTri en TETPenta
is beduidend hoger in vergelijking met de andere onzuiverheden. Dit kan verklaard worden
omdat deze componenten niet stabiel zijn en in functie van de tijd veranderen. TETD ligt
buiten het meetbereik waardoor de piek niet volledig juist is met als gevolg dat er geen
statistiek kan worden uitgevoerd op de TETD-piek.
24. 24
De relatieve standaardafwijkingen van de onzuiverheden in TETD zijn aanvaardbaar.Uit de
berekeningen van de onder- en bovengrens blijkt dat er geen uitschieters zijn.
De detectielimieten worden bepaald bijde golflengten van 210nm en 254nm. De bepaling van
de detectielimiet op de golflengte van 210nm gebeurt met Na-DEDTC als standaard. De
concentratie wordt met de molaire massa omgerekend naar DEA-DEDTC. De bepaling van de
detectielimieten,bijde golflengte van 254nm, gebeurt met TMTD als standaard. Als
detectielimiet wordt het signaal ten opzichte van de ruis bepaald. De detectielimiet (LOD)
voor de componenten is een signaalhoogte equivalent met 3maal de hoogte van de ruis.
Dekwantificatielimiet (LOQ) is 10maal de hoogte van de ruis. Vervolgens wordt de
concentratie van de limieten uitgedrukt in ppm. Er gebeurt een analoge staalvoorbereiding als
in 4.3.1 maar het monster wordt sterker verdund tot 10 000 000 maal met behulp van een
stockoplossing.
Tabel 5Bepaling detectielimiet op de Rapid Resolution kolom met acetonitril als mobiele fase
TMTD (254nm) DEA-DEDTC (210nm)
Concentratie LODin ppm 0,020 Concentratie LOD in ppm 0,0028
Concentratie LOQ in ppm 0,068 Concentratie LOQ in ppm 0,0093
De waarden,weergegeven in tabel 5, beschrijven de gevoeligheid van de detector, tot welke
concentratie van aanwezig monster een detecteerbare waarden geregistreerd wordt. Aangezien
bij de metingen van de onzuiverheden in TETD in de staalvoorbereiding de TETD-filterkoek
1000maal verdund wordt, zal de effectieve LOD op de filterkoek dan ook 1000maal hoger
zijn.
4.3.2 Vergelijking mobiele fasen op de Rapid Resolution kolom
4.3.2.1 Theoretische omzetting
Wanneer de keuze van elutiesolvent verandert, wordt ook het gradiëntprogramma aangepast.
Enerzijds door de solventsterkte van het eluens en anderzijds door het verschil in functionele
groep waardoor de retentietijden van bepaalde pieken kunnen veranderen. Een verschil in
solventsterkte kan theoretisch berekend worden aan de hand van vergelijking 13.
× = ×
Vergelijking13Omrekening volumefractie verschillende eluens
Hierbij staat SMeOH voor de solventsterkte van methanol welke 2,4 bedraagt en φMeOH voor de
volumefractie van methanol in water. De solventsterkte voor acetonitril bedraagt 3,1.
Aangezien in de standaardmethode een fosfaatbuffer van 0,01mol/l wordt gebruikt, kan deze
formule niet volledig correct worden ingevuld.
Aangezien 90% acetonitril gebruikt wordt in de standaardgradiënt,zou er 116% methanol
moeten gebruikt worden. Dit is uiteraard onmogelijk waardoor door experimenteel onderzoek
een nieuw gradiëntprogramma ontwikkeld moet worden.
25. 25
4.3.2.2 Gradiëntaanpassing
Er gebeurt een analoge staalvoorbereiding als in 4.3.1.1 en de analyse van het staal gebeurt
met de parameters beschreven in tabel 2.Bijtransfer van de mobiele fase van acetonitril naar
methanol of ethanol wordt enkel het gradiëntprogramma aangepast. De andere parameters
worden constant gehouden.
Bij omzetting van de gradiënt naar methanol of ethanol als mobiele fase, kan de
beginconcentratie berekend worden met vergelijking 13. Verder in het gradiëntprogrammavan
methanol kan de berekende concentratie van 116% niet behaald worden. Om dit te
compenseren wordt eerder in de gradiënt met een hogere concentratie gewerkt. Dit
gradiëntprogramma werd experimenteel bepaald en wordt weergegven in tabel 6.
Tabel 6Gradiëntprogramma’s kolom Rapid Resolution met methanol en ethanol als mobiele fase
Omgerekende gradiënt Aangepaste gradiënt Aangepaste gradiënt
t 0,01 mol/l
H3PO4
MeOH
t 0,01 mol/l
H3PO4
MeOH
t 0,01 mol/l
H3PO4
EtOH
min min min
0 61% 39% 0 61% 39% 0 70% 30%
3 61% 39% 3 61% 39% 3 70% 30%
15 0% >100% 5 30% 70% 28 20% 80%
25 0% >100% 12 22% 78% 35 20% 80%
25,1 61% 39% 18 0% 100% 35,1 70% 30%
32 61% 39% 25 0% 100% 40 70% 30%
25,1 61% 39%
32 61% 39%
4.3.2.3 Metingen
Het gebruikte staal is productiestaal 368. De maximum gemeten druk op de kolom bijhet
uitvoeren van de analysen met de aangepaste gradiënt met methanol bedraagt 195bar. De
hogere druk, ten opzichte van acetonitril als mobiele fase, is te verklaren omdat de viscositeit
van methanol hoger is dan de viscositeit van acetonitril. De maximum gemeten druk op de
kolom,bij het uitvoeren van de analysenmet de omgerekend gradiënt met ethanol, bedraagt
235bar. Deze druk is significant hoger in vergelijking met acetonitril en methanol als mobiele
fase. Dit is conform de theorie omdat ethanol een beduidend hogere viscositeit heeft.
In tabel 7 worden de verschillen weergegven tussen de verschillende mobiele fasen op vlak
van resoluties en area%, van een analyse van de bepaling van de onzuiverheden in TETD.
26. 26
Tabel 7Vergelijking resolutie en area% tussen acetonitril, methanol en ethanol als mobiele fase
Acetonitril Methanol Ethanol
Naam R Area% R Area% R Area%
DMDETD 12,62 0,06 9,67 0,05 19,93 0,05
TETM 1,22 0,11 4,52 0,11 11,70 0,10
TETD 11,57 98,83 5,60 99,41 11,61 99,55
TETTri 0,63 0,09 0,63 0,09 8,78 0,05
TETTetra 3,48 0,05 13,18 0,03 15,91 0,03
TETPenta 7,74 0,02 13,54 0,01 11,01 0,01
TETHexa 2,72 0,01 13,06 0,01 1,40 0,01
S 22,50 0,04 23,91 0,05 30,57 0,06
DEA-DEDTC 79,58 0,03 8,12 0,06 11,27 0,20
Uit tabel 7kan worden afgeleid dat ereen merkbaar verschil is in resolutie tussen de
verschillende mobiele fasen. Daarbij valt ook op te merken dat de DEA-DEDTCarea%
verdubbeld is bij methanol als mobiele fase. De hogere area% van de DEA-DEDTC-piek
wanneer methanol als mobiele fase wordt gebruikt, is tegenstrijdig aan de theorie dat de
achtergrondabsorptie van methanol hoger is in vergelijking met acetonitril. Er zou een lager
area% voor de DEA-DEDTC-piek verwacht worden wanneer methanol als mobiele fase
wordt gebruikt in plaats van acetonitril. De waarden voor ethanol als mobiele fase zijn sterk
afwijkend ten opzichte van de waarden voor acetonitril en methanol als mobiele fase voor de
TETTri-piek en vooral de DEA-DEDTC-piek.
Bijkomend worden de detectielimieten voor methanol als mobiele fase bepaald zoals
beschreven in 4.3.1 en weergegeven in tabel 8.
Tabel 8Bepaling detectielimiet op de Rapid Resolution kolom met methanol als mobiele fase
TMTD (254nm) DEA-DEDTC (210nm)
Concentratie LOD in ppm 0,016 Concentratie LOD in ppm 0,023
Concentratie LOQ in ppm 0,052 Concentratie LOQ in ppm 0,077
Uit tabel 8 blijkt dat de detectielimiet bij 254 nm vergelijkbaar is indien acetonitril als
mobiele fase gebruikt wordt. De detectielimiet bij 210 nm is ongeveer 10 keer hoger ten
opzichte van acetonitril als mobiele fase. Dit is in overeenstemming met de theorie dat
methanol een hogere absorptie heeft bij 210 nm.
Een bijkomende test was het nagaan van de stabiliteit van acetonitril ten opzichte van
methanol en ethanol, als oplosmiddel voor de monstervoorbereiding. Dit wordt getest door
eenzelfde monstervoorbereiding meerdere keren na elkaar te injecteren. De area% van de
resultaten worden vergeleken in tabel 9.
27. 27
Tabel 9Vergelijking area% acetonitril, methanol en ethanol als oplosmiddel
Area%
Naam ACN1.1 ACN1.2 MeOH1.1 MeOH1.2 EtOH1.1 EtOH1.2
DMDETD 0,06 0,06 0,05 0,05 0,05 0,06
TETM 0,11 0,11 0,11 0,11 0,10 0,10
TETD 99,29 99,28 99,42 99,41 99,43 99,52
TETTri 0,11 0,22 0,08 0,09 0,06 0,06
TETTetra 0,04 0,04 0,02 0,03 0,03 0,03
TETPenta 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01
TETHexa 0,01 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01
S 0,05 0,05 0,05 0,05 0,08 0,06
DEA-DEDTC 0,06 0,06 0,06 0,06 0,20 0,20
Uit tabel 9kan worden afgeleid dat acetontril geen stabiel oplosmiddel is voor de bepaling van
TETTri in TETD. De concentratie aan TETri verdubbelt op 32 minuten tijd.Verder blijkt dat
S niet stabiel is in ethanol als oplosmiddel.Opmerkelijk is de area% van de DEA-DEDTC
piek wanneer acetonitril als solvent voor TETD wordt gebruikt. In plaats van de 0,03 %
wanneer methanol als solvent gebruikt wordt en acetonitril als mobiele fase, bedraagt de
area% van de DEA-DEDTC-piek wanneer acetonitril als solvent en als mobiele fase wordt
gebruikt 0,06%, wat in overeenstemming is met de methode wanneer methanol als solvent en
als mobiele fase gerbuikt wordt.Hier is geen verklaring voor gevonden en verder onderzoek is
nodig ter bevestiging.
Uit metingen blijkt dat de gevonden resultaten voor de onzuiverheden in TETD niet
reproduceerbaar zijn met ethanol als mobiele fase. Daarom wordt ethanol verder niet gebruikt
voor het bepalen van de onzuiverheden in TETD en wordt de detectielimiet niet bepaald.
4.4 SOLVENT SAVER KOLOM
Om de methode voor de bepaling van onzuiverheden in TETD te optimaliseren, zal naast de
Rapid Resolution kolom ook de Solvent Saver kolom getest worden.
4.4.1 Methode
Er bestaat geen prekolom Zorbax C-18 met inwendige diameter 3mm. De prekolom met
inwendige diameter 4,6mm die voor de Rapid Resolution kolom wordt gebruikt, wordt
daarom ook voor de Solvent Saver kolom gebruikt. Aangezien de Solvent Saver kolom een
kleiner kolomvolume heeft,wordt het debiet van de mobiele fase aangepast naar 0,43 ml/min.
Omdat er een lager debiet door de prekolom stroomt, zullen de retentietijden van alle pieken
verschuiven.Om de verschillende invloeden te compenseren, wordt het gradiëntprogramma
aangepast en weergegeven in tabel 10.
28. 28
Tabel 10Parameters kolom Solvent Saver met acetonitril als mobiele fase
Kolom Zorbax SB-C18, 3,5 µm, 150 x 3,0 mm
Prekolom Zorbax SB-C18, 5 µm, 12,5 x 4,6 mm
Kolomtemperatuur 35 °C
Mobiele fase
Gradiëntprogramma t
min
0,01 mol/l
H3PO4
Acetonitril
0 70% 30%
3 70% 30%
8 40% 60%
20 10% 90%
28 10% 90%
28,1 70% 30%
32 70% 30%
Debiet 0,43 ml/min
Injectie volume 5,00 µl
Detectie UV: 210 nm, 254 nm, 278 nm
Het gebruikte staal voor de bepaling van de onzuiverheden in het TETD is productiestaal 368.
De maximum gemeten druk op de kolom bedraagt105bar. Deze druk is opmerkelijk lager in
vergelijking met de Rapid Resolution kolom. Dit kan verklaard worden doordat de prekolom,
met inwendige diameter 4,6 mm, en de Solvent Saver kolom een kleinere interne diameter
hebben.De partikelgrootte van de deeltjes in de kolom blijfy dezelfde.
In tabel 11 wordt de vergelijking tussen de Solvent Saver kolom en de Rapid Resolution
kolom op vlak van resolutie en area% weergegeven. De waarden voor beide kolommen zijn
gemeten met acetonitril als mobiele fase.
Tabel 11Vergelijking van de resolutie en area% tussen de kolommen Rapid Resolution en Solvent Saver met
.................acetonitril als mobiele fase
Rapid Resolution Solvent Saver
Naam R Area% R Area%
DMDETD 12,23 0,06 9,15 0,06
TETM 1,28 0,10 1,22 0,10
TETD 11,26 99,25 8,71 99,52
TETTri 0,52 0,09 6,58 0,10
TETTetra 3,01 0,05 5,22 0,05
TETPenta 9,07 0,02 7,44 0,01
TETHexa 2,56 0,01 2,61 0,01
S 22,01 0,05 16,63 0,04
DEA-DEDTC 79,41 0,03 33,47 0,06
29. 29
Uit tabel 11kan afgeleid worden dat er een verdubbeling is in area% voor de DEA-DEDTC-
piek wanneer de kolom Solvent Saver wordt gebruikt met aangepaste gradiënt. Hier is geen
verklaring voor gevonden. Verder zijn de resoluties vergelijkbaar, enkel de TETTri-piek heeft
een significant betere resolutie.
Bijkomend wordt de detectielimiet bepaald zoals beschreven in punt 4.3.1.
Tabel 12Bepaling detectielimiet op de Solvvent saver kolom met acetonitril als mobiele fase
TMTD (254nm) DEA-DEDTC (210nm)
Concentratie LOD (ppm) 0,050 Concentratie LOD (ppm) 0,018
Concentratie LOQ (ppm) 0,168 Concentratie LOQ (ppm) 0,060
De detectielimieten van de Solvent Saver kolom, weergegeven in tabel 12, zijn beduidend
hoger dan de detectielimieten, teruggevonden voor de Rapid Resolution kolom.Een mogelijke
oorzaak is de guard kolom die niet is aangepast aan de interne diameter van de Solvent Saver
kolom. De Solvent Saver kolom heeft een interne diameter van 3,0 mm en de guard kolom
heeft een inwendige diameter van 4,6 mm. Deze mogelijke oorzaak is niet bevestigd en is
geen verklaring.
4.4.2 Vergelijking mobiele fasen op de Solvent Saver kolom
Met de aanpassing van de keuze van elutiesolvent ten opzichte van de vorige methode, wordt
ook het gradiëntprogramma en het injectievolume aangepast aan de interne diameter van de
kolom.Er wordt 2,1µl geïnjecteerd.Om dezelfde reden, beschreven in 4.4.1, moet het
gradiëntprogramma aangepast worden. Het aangepaste gradiëntprogrammawerd
experimenteel bepaald en weergegeven in tabel 13.
Tabel 13Gradiëntprogramma kolom Solvent Saver met methanol als mobiele fase
t 0,01mol/l
H3PO4
methanol
min
0 61% 39%
2 61% 39%
4 30% 70%
10 30% 70%
21 0% 100%
25 0% 100%
25,1 61% 39%
32 61% 39%
Vervolgens wordt het productiestaal 368 geïnjecteerd op de kolom met de gradiënt,
weergegeven in tabel 13. De maximum gemeten druk op de kolom is 165bar. Ook methanol
als mobiele fase geeft een lagere druk op de kolom wanneer de Solvent Saver gebruikt wordt.
Een vergelijking van de resoluties en de area% tussen de verschillende mobiele fasen wordt
weergegeven in tabel 14.
30. 30
Table 14 Vergelijking resolutie en area% voor de kolom Solvent Saver met methanol als mobiele fase ten .........
................opzichte van de Rapid Resolution kolom met acetonitril en methanol als mobiele fasen
Rapid Resolution ACN Rapid Resolution MeOH Solvent saver MeOH
Naam R Area% R Area% R Area%
DMDETD 12,23 0,06 9,67 0,05 8,07 0,05
TETM 1,28 0,10 4,52 0,11 4,07 0,10
TETD 11,26 99,25 5,60 99,41 6,23 99,51
TETTri 0,52 0,09 0,63 0,09 7,92 0,05
TETTetra 3,01 0,05 13,18 0,03 11,78 0,04
TETPenta 9,07 0,02 13,54 0,01 6,82 0,01
TETHexa 2,56 0,01 13,06 0,01 9,75 0,01
S 22,01 0,05 23,91 0,05 19,26 0,06
DEA-DEDTC 79,41 0,03 8,12 0,06 56,68 0,07
Tabel 18 toont aan dat de waarden van de DEA-DEDTC- en TETTri-pieken beduidend
verschillend zijn tussen beide methoden. Verder zijn de resoluties in het algemeen beter in
vergelijking met de standaardmethode waarbij de kolom Rapid Resolution met acetonitril als
mobiele fase wordt gebruikt. Er is geen verklaring voor het verschil in area% voor de DEA-
DEDTC- en de TETTri-pieken.
Bijkomend wordt de detectielimiet bepaald zoals beschreven werd in 4.3.1 en weergegeven in
tabel 15.
Tabel15Bepaling detectielimiet op de Solven Saver kolom met methanol als mobiele fase
TMTD (254nm) DEA-DEDTC (210nm)
concentratie LOD (ppm) 0,0054 concentratie LOD (ppm) 0,015
concentratie LOQ (ppm) 0,0179 concentratie LOQ (ppm) 0,050
De detectielimieten voor de kolom Solvent Saver met methanol als mobiele fase zijn in
vergelijking met de detectielimiet voor de kolom Rapid Resolution met acetonitril als mobiele
fase verschillend. Bij 254 nm ligt de detectielimiet voor de Solvent Saverkolom met methanol
als mobiele fase beduidend lager, bij 210 nm beduidend hoger. Dit is in overeenstemming met
de theorie dat methanol een hogere absorptie vertoont heeft bij 210 nm.
4.5 POROSHELL 120 SB-C18 KOLOM
4.5.1 Methode
Doordat de Poroshell kolommen een vaste kern hebben, is de letterlijke vertaling van de
standaardmethode niet optimaal. De vertaalde methode kan dus enkel als richtlijn gebruikt
worden. De retentie van de componenten wijkt af van het te verwachten resultaat. De
scheiding van bepaalde pieken in het chromatogram kon niet bereikt worden na twee weken
methode ontwikkeling met acetonitril als mobiele fase. Deze methode werd verworpen.
31. 31
4.5.2 Vergelijking mobiele fasen op de Poroshell 120 SB-C18 kolom
Wanneer methanol als mobiele fase wordt gebruikt, kan geen letterlijke methodevertaling
naar de Poroshell kolom gebeuren. De methodevertaling wordt wel als richtlijn gebruikt bij de
verdere empirische optimalisatie van de methode De parameters van de methode worden
weergegeven in tabel 16.
Tabel 16Parameters kolom Poroshell 120 SB-C18 met methanol als mobiele fase
Kolom Poroshell 120 SB-C18, 2,7 µm, 100 x 4,6 mm
Prekolom Poroshell 120 SB-C18, 2,7 µm, 100 x 4,6 mm
Kolomtemperatuur 35 °C
Mobiele fase
Gradiëntprogramma
t 0,01 mol/l
H3PO4
Methanol
min
0 61% 39%
1 61% 39%
2,5 30% 70%
6,25 30% 70%
15 10% 90%
15,1 61% 39%
20 61% 39%
Debiet 2 ml/min
Injectie volume 4 µl
Detectie UV: 210 nm, 254 nm, 278 nm
Het gebruikte staal is productiestaal 368. De maximum gemeten druk bij de methode bedraagt
330bar. Deze druk is beduidend hoger in vergelijking met de Rapid Resolution kolom met
methanol als mobiele fase. De oorzaak is het debiet van 2 ml/min, een verdubbeling in
vergelijking met de Rapid Resolution kolom met methanol als mobiele fase. Het hogere
debiet wordt gehanteerd om een kortere analysetijd te bekomen. De Poroshell kolom zorgt
voor scherpe pieken in het resulterende chromatogram waardoor de methode versneld kan
worden.
In tabel 17 wordt de vergelijking tussen de Poroshell kolom en de Rapid Resolution kolom op
vlak van resolutie en area% weergegeven. De waarden voor beide kolommen zijn gemeten
met methanol als mobiele fase.
32. 32
Tabel 17Vergelijking resolutie en area% voo der kolom Poroshell 120 SB-C18 met methanol als mobiele fase
.................tenopzichte van de standaardmethode
Poroshell 120 SB-C18 Rapid Resolution
Naam R Area% R Area%
DMDETD 11,06 0,04 9,67 0,05
TETM 5,07 0,09 4,52 0,11
TETD 7,40 99,69 5,60 99,41
TETTri 9,18 0,05 0,63 0,09
TETTetra 19,72 0,02 13,18 0,03
TETPenta 15,56 0,01 13,54 0,01
TETHexa 13,59 0,00 13,06 0,01
S 2,00 0,04 23,91 0,05
DEA-DEDTC 8,95 0,01 8,12 0,06
Uit tabel 17 blijkt dat de area% van elke onzuiverheid in TETD op de Poroshell 120 SB-C18
kolom kleiner is in vergelijking met de standaardmethode met de Rapid Resolution kolom.
Hier is geen verklaring voor gevonden.
Bijkomend wordt de detectielimiet bepaald zoals beschreven werd in 4.3.1.
Tabel 18Bepaling detectielimiet op de Poroshell 120 SB-C18 kolom met methanol als mobiele fase
TMTD (254nm) DEA-DEDTC (210nm)
Concentratie LOD (ppm) 0,0058 Concentratie LOD (ppm) 0,162
Concentratie LOQ (ppm) 0,0192 Concentratie LOQ (ppm) 0,539
De detectielimieten voor de kolom Poroshell 120 SB-C18 met methanol als mobiele fase,
weergegeven in tabel 18, zijn in vergelijking met de detectielimieten voor de kolom Rapid
Resolution met acetonitril als mobiele fase verschillend. Bij 254 nm ligt de detectielimiet voor
de Poroshell 120 SB-C18 kolom met methanol als mobiele fase beduidend lager, bij 210 nm
beduidend hoger. Dit is in overeenstemming met de theorie dat methanol een hogere absorptie
heeft bij 210 nm.
4.6 POROSHELL 120 EC-C18 KOLOM
4.6.1 Methode
Binnen Taminco is een tweede Poroshell kolom beschikbaar, namelijk de Poroshell 120 EC-
C18 kolom. Het verschil tussen de EC-C18 kolom en de SB-C18 kolom is de poreuze laag
rond de vaste kern van het Poroshell partikel. Hierdoor verschilt de selectiviteit voldoende om
een scheiding van alle componenten te verkrijgen met acetonitril als mobiele fase. Het
gradiëntprogramma is empirisch ontwikkeld uitgaande van de methode met de beste scheiding
op de Poroshell 120 SB-C18 kolom met acetonitril als mobiele fase als richtlijn. De
parameters van de methode worden weergegeven in tabel 19.
33. 33
Tabel 19Parameters kolom Poroshell 120 EC-C18 met acetonitril als mobiele fase
Kolom Poroshell EC-C18, 2,7 µm, 50 x 3,0 mm
Prekolom Poroshell EC-C18, 2,7 µm, 50 x 3,0 mm
Kolomtemperatuur 35 °C
Mobiele fase
Gradiëntprogramma t H3PO4
0,01 mol/l
Acetonitril
min
0 70% 30%
1 70% 30%
8 10% 90%
11,5 10% 90%
11,6 70% 30%
14 70% 30%
Debiet 0,43 ml/min
Injectie volume 0,70 µl
Detectie UV: 210 nm, 254 nm, 278 nm
Het gebruikte staal is productiestaal 368. De maximum gemeten druk bij deze methode
bedraagt 105 bar. Dit is 30 bar lager in vergelijking met de standaardmethode op de Rapid
Resolution kolom met acetonitril als mobiele fase,maar er wordt dezelfde druk bekomen met
de Solvent Saver kolom met acetonitril als mobiele fase. De inwendige diameter van de
Poroshell EC-C18 kolom is net zoals de Solvent Saver kolom 3,0 mm. Ondanks dat de
kolomlengte en de pakking verschillend zijn, is de druk vergelijkbaar.
In tabel 20 wordt de vergelijking tussen de Poroshell EC-C18 kolom en de Rapid Resolution
kolom op vlak van resolutie en area% weergegeven. De waarden voor beide kolommen zijn
gemeten met acetontril als mobiele fase.
Tabel 20Vergelijking resolutie en area% voor kolom Poroshell EC-C18 met acetonitril als mobiele fase ten
................opzichte van de standaardmethode met acetonitril als mobiele fase opde Rapid Resolution kolom
Poroshell EC-C18 Rapid Resolution
Naam R Area% R Area%
DMDETD 5,269 0,06 12,067 0,06
TETM 0,958 0,09 1,251 0,11
TETD 6,651 99,10 11,231 99,44
TETTri 5,706 0,13 0,676 0,08
TETTetra 2,604 0,07 5,738 0,05
TETPenta 4,867 0,01 9,041 0,02
TETHexa 1,81 0,01 9,611 0,01
S 4,348 0,06 22,576 0,04
DEA-DEDTC 22,078 0,02 79,353 0,03
34. 34
Uit tabel 20 blijkt dat de resolutie van de piekenop de Poroshell EC-C18 ten opzichte van de
Rapid Resolution kolom verminderd is. Op het vlak van area% wijken de polysulfiden
lichtelijk af. Het verschil in area% kan niet verklaard worden.
Bijkomend wordt de detectielimiet bepaald zoals beschreven werd in 4.3.1.
Tabel 21Bepaling detectielimiet op de Poroshell 120 EC-C18 kolom met acetonitril als mobiele fase
TMTD (254nm) DEA-DEDTC (210nm)
Concentratie LOD (ppm) 0,043 Concentratie LOD (ppm) 0,032
Concentratie LOQ (ppm) 0,145 Concentratie LOQ (ppm) 0,106
De detectielimieten voor de kolom Poroshell 120 EC-C18 met acetonitril als mobiele fase,
weergegeven in tabel 21, zijn in vergelijking met de detectielimieten voor de kolom Rapid
Resolution met acetonitril als mobiele fase hoger. De detectielimiet bij een golflengte van 254
nm is voor de Poroshell EC-C18 kolom verdubbeld ten opzichte van de Rapid Resolution
kolom. De detectielimiet bij een golflengte van 210 nm is voor de Poroshell EC-C18 kolom
10 keer hoger. Het belangrijkste verschil tussen de methoden is het verschil in stationaire fase
wat zorgt voor een verschil in detectie en gevoeligheid aangezien de opbouw van de pakking
verschilt en de functionele groepen verschillend zijn.
4.6.2 Vergelijking mobiele fasen op de Poroshell 120 EC-C18 kolom
Het gradiëntprogramma wordt experimenteel bepaaldvertrekkende van een vertaling van de
methode met de Poroshell 120 SB-C18 kolom, met methanol als mobiele fase, die als richtlijn
gebruikt wordt.Deze methode wordt vervolgens geoptimaliseerd. De parameters van de
methode worden weergegeven in tabel 22.
Tabel 22Parameters kolom Poroshell 120 EC-C18 met methanol als mobiele fase
Kolom Poroshell EC-C18, 2,7 µm, 50 x 3,0 mm
Prekolom Poroshell EC-C18, 2,7 µm, 50 x 3,0 mm
Kolomtemperatuur 35 °C
Mobiele fase
Gradiëntprogramma
t 0,01 mol/l
H3PO4
Methanol
min
0 61% 39%
0,5 61% 39%
1,5 34% 66%
4,25 34% 66%
5 20% 80%
10 20% 80%
10,1 61% 39%
14 61% 39%
Debiet 0,86 ml/min
Injectie volume 4,00 µl
Detectie UV: 210 nm, 254 nm, 278 nm
35. 35
De maximum gemeten druk bij de methode bedraagt 225 bar. In vergelijking met de methode
op de Solvent Saver kolom met methanol als mobiele fase, die dezelfde interne diameter
heeft, is het debiet verdubbeld terwijl de druk maar60 bar hoger is.Bijgevolg heeft de
Poroshell kolomeen drukvermindering indien een gelijk debiet gebruikt wordt. Daarbij is de
maximale druk op de kolom 100 bar hoger voor de Poroshell kolom in vergelijking met de
Rapid Resolution kolom en de Solvent Saver kolom. Naast de positieve invloed op de
drukvertonen de analysen bekomen met de Poroshell EC-C18 kolom scherpere pieken door de
solid core partikels.Dit laat toe om met een hoger debiet een kortere analysetijd te
verwezenlijken.
In tabel 23 wordt de vergelijking tussen de Poroshell EC-C18 kolom en de Rapid Resolution
kolomweergegeven op vlak van resolutie en area%. De waarden voor beide kolommen zijn
gemeten met methanol als mobiele fase.
Tabel 23Vergelijking resolutie en area% voor kolom Poroshell 120 SB-C18 met methanol als mobiele fase ten
................opzichte van de Rapid Resolution kolom met methanol en acetonitril als mobiele fasen.
Poroshell EC-C18 MeOH Rapid Resolution ACN Rapid Resolution MeOH
Naam R Area% R Area% R Area%
DMDETD 9,29 0,06 12,07 0,06 9,67 0,05
TETM 1,76 0,10 1,25 0,11 4,52 0,11
TETD 6,08 99,58 11,23 99,44 5,60 99,41
TETTri 7,47 0,06 0,68 0,08 0,63 0,09
TETTetra 1,12 0,04 5,74 0,05 13,18 0,03
TETPenta 1,82 0,01 9,04 0,02 13,54 0,01
TETHexa 4,80 0,01 9,61 0,01 13,06 0,01
S 17,12 0,04 22,58 0,04 23,91 0,05
DEA-DEDTC 5,63 0,03 79,35 0,03 8,12 0,06
Uit de vergelijking, weergegeven in tabel 23, blijkt dat voor de Poroshell EC-C18 kolom de
algemene resolutie verlaagt voor de pieken van de onzuiverheden in TETD met uitzondering
van de TETM-piek en de TETTri-piek in vergelijking met de standaardmethode.
Bijkomend wordt de detectielimiet bepaald zoals beschreven werd in 4.3.1. De
detectielimieten voor de kolom Poroshell 120 EC-C18 met methanol als mobiele fase, worden
weergegeven in tabel 24.
Tabel 24Bepaling detectielimiet op de Poroshell 120 EC-C18 kolom met methanol als mobiele fase
TMTD (254nm) DEA-DEDTC (210nm)
concentratie LOD (ppm) 0,027 concentratie LOD (ppm) 0,028
concentratie LOQ (ppm) 0,089 concentratie LOQ (ppm) 0,092
De detectielimieten zijn vergelijkbaar met de detectieliemieten van de methode met de Rapid
Resolution kolom met methanol als mobiele fase.
36. 36
4.7 BESLUIT
Het doel van dit onderzoek is alternatieve mobiele fasen te testen zonder verlies aan resolutie.
In het verleden zijn er problemen geweest met de levering van acetonitril en om deze
problemen te vermijden is methanol of ethanol een betere keuze als mobiele fase.Dit wordt
beduidend meer geproduceerd door verschillende producenten waardoor de levering meer
zekerheid biedt. Daarbij is acetonitril duurder in vergelijking met methanol en ethanol.
In tabel 25 en 26 worden de vergelijkingen tussen de Poroshell SB-C18 kolom, de Poroshell
EC-C18 kolom, de Solvent Saver en de Rapid Resolution kolomweergegeven op het vlak van
resolutie en area%. Tabel 25 geeft de waardenweer met acetonitril als mobiele fase en tabel
26 geeft de waardenweer met methanol als mobiele fase.
Tabel 25Vergelijking resolutie, area%, analysetijd, LOD en solventgebruik voor de verschillende kolommen met
................acetonitril als mobiele fase
Rapid Resolution Solvent Saver Poroshell EC-C18
R Area% R Area% R Area%
DMDETD 12,23 0,06 9,15 0,06 5,269 0,06
TETM 1,28 0,10 1,22 0,10 0,958 0,09
TETD 11,26 99,25 8,71 99,52 6,651 99,10
TETTri 0,52 0,09 6,58 0,10 5,706 0,13
TETTetra 3,01 0,05 5,22 0,05 2,604 0,07
TETPenta 9,07 0,02 7,44 0,01 4,867 0,01
TETHexa 2,57 0,01 2,62 0,01 1,81 0,01
S 22,01 0,05 16,63 0,04 4,348 0,06
DEA-DEDTC 79,41 0,03 33,47 0,06 22,078 0,02
Analysetijd 32 min 32 min 14 min
LOD 254 nm 0,0205 ppm 0,0505 ppm 0,0434 ppm
LOD 210 nm 0,0028 ppm 0,0179 ppm 0,0319 ppm
solventverbruik 19,23 ml 9,51 ml 3,62 ml
37. 37
Tabel 26Vergelijking resolutie, area%, analysetijd, LOD en solventgebruik voor de verschillende kolommen met
................methanol als mobiele fase
Rapid Resolution Solvent Saver Poroshell SB-C18 Poroshell EC-C18
R Area% R Area% R Area% R Area%
DMDETD 9,67 0,05 8,07 0,05 11,06 0,04 9,287 0,06
TETM 4,52 0,11 4,07 0,10 5,07 0,09 1,757 0,10
TETD 5,60 99,41 6,23 99,51 7,40 99,69 6,083 99,58
TETTri 0,63 0,09 7,92 0,05 9,18 0,05 7,468 0,06
TETTetra 13,18 0,03 11,78 0,04 19,72 0,02 1,116 0,04
TETPenta 13,54 0,01 6,83 0,01 15,56 0,01 1,823 0,01
TETHexa 13,06 0,01 9,75 0,01 13,59 0,00 4,801 0,01
S 23,91 0,05 19,26 0,06 2,00 0,04 17,117 0,04
DEA-DEDTC 8,12 0,06 56,68 0,07 8,95 0,01 5,629 0,03
Analysetijd 32 min 32 min 20 min 14 min
LOD 254 nm 0,0157 ppm 0,0054 ppm 0,0058 ppm 0,0267 ppm
LOD 210 nm 0,0231 ppm 0,0150 ppm 0,1618 ppm 0,0276 ppm
solventverbruik 22,47 ml 9,54 ml 25,63 ml 7,45 ml
De vertaling van de methodes naar andere kolommen en andere mobiele fasen verliep meestal
moeizaam. Er zijn binnen de methodevertaling telkens onverwachte factoren opgedoken die
de letterlijke vertaling verhinderde zoals solventpieken en geen aangepaste guardkolom.
Daarom wordt de letterlijke gradiëntvertaling telkens als richtlijn gebruikt en wordt het
gradiëntprogramma, vanuit de vertaling vertrekkend, experimenteel bepaald.
Wat betreft de keuze van mobiele fase geeft ethanol voor de bepaling van de onzuiverheden in
TETD, geen reproduceerbare waarden waardoor methanol als enige alternatief voor acetonitril
over blijft. Verder is de methode met de kortste analysetijd, de methode voor de Poroshell
EC-C18 kolom. Aangezien de resoluties voor de pieken van alle onzuiverheden in TETD
aanvaardbare resoluties geeft, kan deze methode gebruikt worden. Daarbij zijn de pieken van
de onzuiverheden in TETD voor de methoden met beide Poroshell kolommen veel scherper in
vergelijking met de Rapid Resolution en de Solvent Saver kolommen.
Wanneer de kost per analyse berekend wordt, is de analyse met de methode met de Poroshell
EC-C18 kolom met methanol als mobiele fase 12 keer goedkoperop het gebied van verbruik
van mobiele fase ten opzichte van de standaardmethode met de Rapid Resolution kolom met
acetonitril als mobiele fase.
Na deze factoren inrekening te brengen, wordt besloten de methode met de Poroshell EC-C18
kolom met methanol als mobiele fase als alternatief voor de standaardmethode op de Rapid
Resolution kolom met acetonitril als mobiele fase te kiezen. De validatie van deze methode
wordt uitgevoerd en beschreven in punt 4.8. Het bijhorende chromatogram wordt
weergegeven in figuur 10.
38. Figuur 10Chromatogram voor de kolom
4.8 VALIDATIE METHODE
Voor de validatie van de methode met de
fase methode wordt de lineariteit,
4.8.1 Lineariteit
Het lineair gebied van de TETD
gebruikte staal is productiestaal 368.
concentratiegebied ligt tussen 0,0005 m/m% en 0,1
kalibratielijnen worden weergeven in bijlage
Figuur 11 Eerste kalibratielijn TETD
0
200,000,000
400,000,000
600,000,000
800,000,000
1,000,000,000
1,200,000,000
1,400,000,000
1,600,000,000
1,800,000,000
2,000,000,000
0.00 0.02
area
Chromatogram voor de kolom Poroshell EC-C18 met methanol als mobiele fase
VALIDATIE METHODE
methode met de Poroshell EC-C18 kolom met methanol als mobiele
lineariteit, de juistheid, de stabiliteit en de robuustheid nagegaan.
Het lineair gebied van de TETD-piek wordt nagegaan aan de hand van 2 kalibratielijnen.
ductiestaal 368. De staalvoorbereiding gebeurt volgens punt 4.3.1.
concentratiegebied ligt tussen 0,0005 m/m% en 0,1000 m/m%. De waarden van de
weergeven in bijlagen 1 en 2.
TETD-piek
y = 2E+10x + 5E+06
R² = 0.998
0.04 0.06 0.08 0.10
m/m%
38
C18 kolom met methanol als mobiele
robuustheid nagegaan.
nagegaan aan de hand van 2 kalibratielijnen. Het
De staalvoorbereiding gebeurt volgens punt 4.3.1. Het
De waarden van de
0.12
39. 39
Figuur 12 Tweede kalibratielijn TETD-piek
Uit figuren 11 en 12 kan worden afgeleid dat het lineair gebied van de TETD-piek tussen
0,025 en 0,075 m/m% ligt. Om de TETD-piek binnen de detectiegrenzen te krijgen, wordt het
injectievolume verlaagd naar 1 µl. Aangezien de bepaling van de TETD-piek met de
standaardmethode met een verminderd injectievolume gebeurt, wordt dit ook toegepast bij de
validatie. In plaats van 4µl te injecteren wordt er 1µl geïnjecteerd.
4.8.2 Precisie
De precisie wordt nagegaan door 10 verschillende oplossingen te injecteren van telkens vers
bereide monstervoorbereidingen voor de onzuiverheden in TETD en TETD met een
verminderd injectievolume voor productiestaal 368. Deze reeks wordt herhaald voor een
ander productiestaal, namelijk productiestaal 367.Op deze metingen wordt het gemiddelde
(x ), de standaardafwijking (ŝ) en de relatieve standaardafwijking (RSD) berekend en
weergegeven in tabel 27. De individuele meetwaarden worden weergegeven in bijlagen 3 en
4.
De relatieve standaardafwijking wordt berekend aan de hand van vergelijking 12.
y = 2E+10x + 5E+06
R² = 0.999
0
200,000,000
400,000,000
600,000,000
800,000,000
1,000,000,000
1,200,000,000
1,400,000,000
1,600,000,000
1,800,000,000
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
area
m/m%
40. 40
Tabel27Validatie juistheid productiestaal 368 en productiestaal 367 op de Poroshell EC-C18 kolom met
.................methanol als mobiele fase
Productiestaal 368 Productiestaal 367
Naam x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
DMDETD 9494821 136524 1,44 7364564 1752213 23,79
TETM 15315685 438835 2,87 16629448 971098 5,84
TETTri 9941650 134468 1,35 10050893 238688 2,37
TETTetra 6368025 259796 4,08 6406574 509495 7,95
TETPenta 2363242 87814 3,72 2228101 105794 4,75
TETHexa 1235592 59654 4,83 977683 67637 6,92
S 7129158 137720 1,93 7164009 306396 4,28
DEA-DEDTC 4456083 547672 12,29 4100902 641741 15,65
TETD 4465511562 18248125 0,41 4511947867 37950312 0,84
Omdat productiestaal 367 een grotere spreiding vertoont ten opzichte van productiestaal 368,
worden 14 injecties van telkens vers bereide monstervoorbereidingen voor de onzuiverheden
in TETD van productiestaal 367 geanalyseerd.
Uit de vergelijking van tabellen 27 en 28 wordt besloten dat de waarden van productiestaal
368 beduidend consistenter zijn in vergelijking met de waarden van productiestaal 367, vooral
voor de DMDETD-piek. Andere productiestalen werden gecontroleerd ter bevestiging.Nadat
de waarden bleven afwijken, werd de prekolom vervangen waarna terug constistente waarden
werden verkregen.
4.8.3 Stabiliteit
Uit reeds eerder uitgevoerde vergelijkingen in punt4.3.2.3, blijkt dat de onzuiverheden in
TETD niet allemaal stabiel zijn doordat de piekoppervlakten veranderen in functie van de tijd.
De stabiliteit van TETD wordt bepaald door eenzelfde monstervoorbereiding van
productiestaal 368 10 maal na elkaar te injecteren met een 1µl injectie. Op deze metingen
wordt het gemiddelde ( x ), de standaardafwijking (ŝ) en de relatieve standaardafwijking
(RSD) berekend en weergegeven in tabel 28. De individuele meetwaarden worden
weergegeven in bijlage 5.
De relatieve standaardafwijking wordt berekend aan de hand van vergelijking 12.
Tabel 28 Stabiliteit TETD
Naam x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
TETD 4471512113 5391779 0,12
41. 41
De relatieve standaardafwijking bedraagt 0,12% en is lager in vergelijking met de juistheid
van TETD, berekend in punt 4.8.2. Hieruit wordt besloten dat de TETD stabiel is. De
stabiliteit is vooral te wijten aan de hoge zuiverheid van het productiestaal. Eerder is
aangetoond dat de onzuiverheden in TETD niet stabiel zijn. De vorming en afbraak van de
onzuiverheden zal invloed hebben op de TETD-piek, maar aangezien de onzuiverheden in
TETD in lage hoeveelheid aanwezig zijn, zal de invloed hiervan niet te merken zijn op de
TETD-piek.
4.8.4 Robuustheid
Om de robuustheid van de methode na te gaan worden er 4 verschillende invloeden getest,
namelijk de kolomtemperatuur, de injectiekoeling,de carry-over en de solventkwaliteit.
Voor de bepalingen van de robuustheid wordt telkens het productiestaal 368 gebruikt met de
staalvoorbereiding beschreven zoals in punt 4.3.1.
4.8.4.1 Kolomtemperatuur
De invloed van de kolomtemperatuur wordt nagegaan door de kolomtemperatuurregelaar uit
te schakelen en vervolgens 6 verse staalvoorbereidingen te injecteren. De resultaten en de
vergelijking van de methode wordt weergegeven in tabel29.
Tabel 29 Vergelijking invloed kolom temperatuurregeling
Zonder temperatuurregeling Met temperatuurregeling
Naam x̄
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
x̄
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
DMDETD 10409326 292563 2,81 9494821 136524 1,44
TETM 16246224 329228 2,03 15315685 438835 2,87
TETTri 10399049 219603 2,11 9941650 134468 1,35
TETTetra 6692201 700247 10,46 6368025 259796 4,08
TETPenta 2229310 74486 3,34 2363242 87814 3,72
TETHexa 1149262 61749 5,37 1235592 59654 4,83
S 7603914 212351 2,79 7129158 137720 1,93
DEA-DEDTC 4162877 695591 16,71 4456083 547672 12,29
Uit de vergelijking tussen de methoden, weergegeven in tabel 29, blijkt dat de regeling van de
kolomtemperatuur over het algemeen een negatieve invloedheeft op de pieken. Dit heeft
vooral een invloed op de TETTetra-piek en de DEA-DEDTC- piek.
4.8.4.2 Injectiekoeling
Bij de meeste vloeistofchromatografen, die in gebruik zijn binnen Taminco, kan de
autosampler niet gekoeld worden. De gebruikte vloeistofchromatograaf LC204 heeft wel de
mogelijkheid om de autosampler te koelen. Voor deze robuustheidbepaling wordt de
autosampler gekoeld tot 10°C. De monstervoorbereiding verblijft een half uur in de
autosampler alvorens het geïnjecteerd wordt zodat de monstervoorbereiding gekoeld wordt.
De resultaten en de vergelijking van de methode worden weergegeven in tabel 30.
42. 42
Tabel 30Vergelijking invloed injectiekoeling
Met injectiekoeling Zonder injectiekoeling
Naam x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
DMDETD 9490123 225484 2,38 9494821 136524 1,44
TETM 14625466 160253 1,10 15315685 438835 2,87
TETTri 9802613 158842 1,62 9941650 134468 1,35
TETTetra 5858846 72785 1,24 6368025 259796 4,08
TETPenta 2096350 33965 1,62 2363242 87814 3,72
TETHexa 922067 19003 2,06 1235592 59654 4,83
S 7195469 125960 1,75 7129158 137720 1,93
DEA-DEDTC 5771328 414741 7,19 4456083 547672 12,29
Uit de vergelijking tussen de methoden, weergegeven in tabel 30, blijkt dat de injectiekoeling
over het algemeen een positieve invloed heeft op de pieken. De onzuiverheden in TETD zijn
normaal gezien niet stabiel maar door de autosampler te koelen is de relatieve
standaardafwijking zelfs lager dan wanneer er direct geïnjecteerd wordt zonder de
autosampler te koelen. De stabiliteit wordt verder gecontroleerd door eenzelfde
monstervoorbereiding gekoeld in de autosampler, 10 keer te injecteren na elkaar. De
resultaten worden weergegeven in tabel 31.
Tabel 31 Stabiliteitstest met injectiekoeling
Naam x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
DMDETD 9333510 70287 0,75
TETM 14268298 364718 2,56
TETTri 9928054 137170 1,38
TETTetra 5681698 139264 2,45
TETPenta 2039519 31049 1,52
TETHexa 892098 42393 4,75
S 6933658 144764 2,09
DEA-DEDTC 6655840 868466 13,05
Uit de resultaten, weergegeven in tabel 31, blijkt dat door de autosampler te koelen de
onzuiverheden in TETD wel stabiel blijven met uitzondering van de DEA-DEDTC-piek die
bij elke injectie stijgt in piekoppervlakte.
4.8.4.3 Carry-over
Om carry-over te vermijden bij de bepaling van de onzuiverheden in TETD, wordt de
injectienaald 12 seconden gespoeld bij elke injectie en wordt het injectiekanaal gespoeld. Om
de invloed hiervan na te gaan worden deze functies afgezet en de resultaten worden
weergegeven in tabel 32.
43. 43
Tabel 32Vergelijking invloed carry-over
Zonder spoeling Met spoeling
Naam x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
x
area/(m/m%)
ŝ RSD
%
DMDETD 6845840 359983 5,26 9494821 136524 1,44
TETM 13933400 224463 1,61 15315685 438835 2,87
TETTri 8381527 152112 1,81 9941650 134468 1,35
TETTetra 5295270 226432 4,28 6368025 259796 4,08
TETPenta 1693889 156860 9,26 2363242 87814 3,72
TETHexa 625727 131694 21,05 1235592 59654 4,83
S 6742966 41702 0,62 7129158 137720 1,93
DEA-DEDTC 2674720 439090 16,42 4456083 547672 12,29
Uit de vergelijking tussen de methoden, weergegeven in tabel 32, blijkt dat de carry-over een
negatieve invloed heeft op de onzuiverheden in TETD. Dit is vooral te merken aan de
TEThexa-piek. Het gemiddelde van de onzuiverheden in TETD ligt beduidend lager wanneer
er niet gespoeld wordt. De carry over heeft vooral effect op de TETD-piek waardoor de
onzuiverheden in TETD minder gedetecteerd worden.
4.8.4.4 Solventkwaliteit
Voor de staalvoorbereiding wordt methanol van HPLC kwaliteit gebruikt als solvent voor
TETD. In de robuustheidbepaling wordt nagegaan of er methanol van minderwaardige
productiekwaliteit gebruikt kan worden als solvent. Er worden 6 injecties van verschillende
staalvoorbereidingen met methanol van productiekwaliteit geïnjecteerd en geanalyseerd. Voor
elk van deze analysen was de DEA-DEDTC-piek bij een golflengte van 210 nmniet
integreerbaar, terwijl de andere onzuiverheden wel normaal integreerbaar zijn bij een
golflengte van 254 nm. Bijgevolg kan de methanol van productiekwaliteit niet gebruikt
worden voor de staalvoorbereiding van TETD.
4.8.5 Besluit
Uit de opgestelde kalibratielijnen kan het lineair gebied afgeleid worden tussen 0,025 m/m%
en 0,075 m/m%.
Uit de verschillende methoden voor de robuustheidbepaling blijkt dat enkel de koeling van de
autosampler een positieve invloed heeft. De andere geteste veranderingen in parameters
zorgen voor afbraak aan de juistheid van de methode.
44. 44
5 RESULTATEN GASCHROMATOGRAFIE
5.1 DOEL
Helium is een duur draaggas, het is afhankelijk van externe levering. Het doel van dit project
is waterstofgas en stikstofgas, als alternatief voor helium, als draaggas toe te passen. Hierbij
moet in vergelijking de resolutie aanvaardbaar blijven. Waterstofgas en stikstofgas kunnen
beide ter plaatse aangemaakt worden met generatoren. Dit vermindert de kostprijs drastisch en
elimineert de afhankelijkheid van externe levering. Verder worden de kolomdimensies
verkleind ter verkorting van de analysetijd.
De optimalisatie van het draaggas zal gebeuren op de methode van de bepaling van
onzuiverherden in DIMLA. De optimalisatie van de kolomdimensies zal gebeuren op de
methode van de bepaling van de onzuiverheden in NMP.
5.2 OPTIMALISATIE MOBIELE FASE
5.2.1 Bereiding DIMLA en onzuiverheden
In Taminco wordt DIMLA geproduceerd. DIMLA staat voor dimethyllaurylamine maar is een
mengsel van 69% dimethyllaurylamine, 25%dimethylmyristilamine en 6%
andereketenlengtes.Het is een tertiair vetamine. De productie van DIMLAgebeurt in 3
stappen:de dehydrogenatie, de reactie met dimethylamine (DMA) en de hydrogenatie.
Radianol en dimethylamine (DMA) zijn de grondstoffen. Radianol is een mengsel van
verschillende primaire alcoholen met ketenlengtes, variërend van C8 tot C18. Na de reactie
komen nog enkele zuiveringsstappen. Productiestaal E507 wordt genomen voor destillatie
waardoor het meer onzuiverheden bevat. Een van de belangrijkste nevenproducten die in het
eindstaal overblijven, zijn de monomethylalkylamines (AMAs).
5.2.2 Standaardmethode met helium als draaggas
5.2.2.1 Parameters
De gaschromatograaf GC26, weergegeven in figuur 13, is een Agilent 6890N Network
gaschromatograaf met een split/splitless inlet (G1530A), een injector (7683 series injector),
een autosampler (G2613) en een vlamionisatie detector (FID).
45. 45
Figuur 13 GC 26 in het labo QC
De methode met helium als draaggas wordt als referentiemethode gebruikt. Deze methode is
niet gevalideerd en wordt als standaardmethode aangenomen. Er wordt geen statistiek ter
validatie uitgevoerd en er wordt enkel aandacht besteed aan de resoluties en de analysetijd.
Het gebruikte staal is productiestaal E507. De parameters voor de standaardmethode, met
helium als draaggas, worden weergegeven in tabel 33.
Tabel 33Parameters voor de standaardmethode met He als draaggas
Kolom Agilent HP-PONA 19091S-001 50 m x 0,200 mm, 0,50 µm
Injectietemperatuur 280 °C
Draaggas Helium
Temperatuursprogramma
Ttoename Tgewenst tiso ttotaal
°C/min °C min min
/ 150 3 3
6 180 0 8
3 230 0 24,7
6 280 20 53
Debiet 1,3 ml/min
Injectie volume 1,00 µl
Splitverhouding 1:50
Detectie FID / Temperatuur: 280°C
46. 5.2.2.2 Staalvoorbereiding
Productiestaal E507 wordt 20maal verdund in hexaan.
met behulp van de autosampler volgens de methode
staalvoorbereiding wordt toegepast op
chromatogram verkregen zoals
Figuur 14Scheidingen DIMLA volgens de
Op basis van de resolutie van de scheidingen tussen C12
AMA/C14 – ADMA zal de hanteerbaarheid van de methode bepaald worden.
scheidingen worden in de methode d
5.2.3 Vergelijking methoden met waterstofgas als
5.2.3.1 Vertaling tussen de
Elke gas veroorzaakt een druk,
Daarom zal bij eenzelfde debiet
van het draaggas is bijgevolg bepalend voor de dode tijd van de kolom.
gemeten worden door een niet weerhouden component zoals
dode tijd en de kolomlengte gekend zijn
kolomlengte te delen door de dode tijd. Om een methode te vertalen naar een ander
draaggas,wordt de lineaire gassnelheid constant gehouden door het debiet aan te passen. Dit
kan berekend worden met behulp van
kunnen getest worden door de lineaire gassnelheid na te gaan bij het verkregen debiet
dode tijd te bepalen en te delen door de kolomlengte
wordt een stukje van de kolom gesneden om
lengte van de kolom gewijzigd en
experimenteel bepaald is, kan het monster geanalyseerd worden. De chromatogrammen van
de methoden met de verschillende draaggassen zijn theoretisch identiek
retentietijden.
Staalvoorbereiding
Productiestaal E507 wordt 20maal verdund in hexaan. Vervolgens wordt 1 µl geïnjecteerd
met behulp van de autosampler volgens de methode, beschreven in tabel 33.Deze
staalvoorbereiding wordt toegepast op dete bepalen methoden. Na injectie wordt een
chromatogram verkregen zoals wordt weergegeven in figuur 14.
volgens de standaardmethode met helium als draaggas
Op basis van de resolutie van de scheidingen tussen C12 – AMA/C12 – ADMA en C14
zal de hanteerbaarheid van de methode bepaald worden.
worden in de methode de kritieke scheidingen genoemd.
methoden met waterstofgas als draaggas
de verschillende draaggassen
Elke gas veroorzaakt een druk, welke afhankelijk is van de massadichtheid van het gas.
Daarom zal bij eenzelfde debiet, elk draaggas een verschillende druk veroorzaken. De druk
van het draaggas is bijgevolg bepalend voor de dode tijd van de kolom. De dode tijd kan
niet weerhouden component zoals methaan te injecteren. Eens de
dode tijd en de kolomlengte gekend zijn, kan de lineaire gassnelheid berekend worden door de
kolomlengte te delen door de dode tijd. Om een methode te vertalen naar een ander
lineaire gassnelheid constant gehouden door het debiet aan te passen. Dit
kan berekend worden met behulp van de software. De waarden, verkregen met de software
de lineaire gassnelheid na te gaan bij het verkregen debiet
en te delen door de kolomlengte. Wanneer een kolom gemonteerd wordt
een stukje van de kolom gesneden om contaminatie te voorkomen. Hierdoor is de
lengte van de kolom gewijzigd en bij gevolg ook de dode tijd. Eenmaal het juiste
kan het monster geanalyseerd worden. De chromatogrammen van
de verschillende draaggassen zijn theoretisch identiek op vlak van
46
1 µl geïnjecteerd
Deze
Na injectie wordt een
ADMA en C14 –
Deze
van de massadichtheid van het gas.
elk draaggas een verschillende druk veroorzaken. De druk
De dode tijd kan
methaan te injecteren. Eens de
kan de lineaire gassnelheid berekend worden door de
kolomlengte te delen door de dode tijd. Om een methode te vertalen naar een ander
lineaire gassnelheid constant gehouden door het debiet aan te passen. Dit
verkregen met de software,
de lineaire gassnelheid na te gaan bij het verkregen debiet, door de
monteerd wordt,
te voorkomen. Hierdoor is de
Eenmaal het juiste debiet
kan het monster geanalyseerd worden. De chromatogrammen van
op vlak van
48. 48
5.2.4 Vergelijking methoden met stikstofgas als draaggas
5.2.4.1 Vertaling van de methode
De methode wordt op dezelfde manier vertaald als wanneer waterstofgas als draaggas
gebruiktwordt. Vertrekkende van de standaardmethode met helium als draaggas wordthet
debiet vertaald naar 1,3 ml/min indien stikstofgas als mobiele fase gebruikt wordt. Verder
wordt gekeken naar de verbetering van de resolutie door verlaging van de lineaire gassnelheid
en met een aanpassing van het debiet als gevolg.
Tabel 35Debiet en temperatuursprogramma van de verschillende methoden met stikstofgas als draaggas
Methode 4 Methode 5 Methode 6
Debiet 1,3 ml/min Debiet 0,8 ml/min Debiet 0,3 ml/min
Ttoename Tset tiso ttotaal Ttoename Tset tiso ttotaal Ttoename Tset tiso ttotaal
°C/min °C min min °C/min °C min min °C/min °C min min
/ 150 3 3 / 150 4,3 4,3 / 150 7,4 7,4
6 180 0 8 4,2 180 0 11,4 2,4 180 0 19,9
3 230 0 24,7 2,1 230 0 35,3 1,2 230 0 61,6
6 280 19,9 52,9 4,2 280 28,7 75,9 2,4 280 49,1 131,5
De analysetijd van methode 4, weergegeven in tabel 35, is gelijk aan de standaardmethode
met helium als draaggas maar de resoluties van de kritieke scheidingen zijn beduidend
slechter. Dit kan verklaard worden omdat de optimale lineaire gassnelheid van stikstofgas als
draaggas op de Van Deemtercurve lager ligt in vergelijking met helium en waterstofgas.
Hierdoor is de vertaalde methode niet geschikt als alternatieve methode en moet het debiet
verlaagd worden. De analysetijd van methode 5 is ten opzichte van de standaardmethode met
helium als draaggas verlengd met 20 minuten. De resolutie is ook lager in vergelijking met de
standaardmethode en het chromatogram vertoont minder goede scheidingen. De analysetijd
van methode 6 bedraagt 131,5 minuten.Dit is 2,5 keer langer in vergelijking met de
standaardmethode met helium als draaggas maarde resolutie is vergelijkbaar met als gevolg
dat de kritieke scheidingen in het chromatogram vergelijkbaar zijn.
5.2.5 Besluit
In tabel 36 worden de verschillende methoden met elkaar vergeleken op basis van het
draaggas, de analysetijd en de resolutie voor de kritieke scheidingen van C12 en C14.
