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2D HPLC

LC - LC und LC x LC

Grundsätzlich können zweidimensionale Trennsysteme wie folgt klassifiziert werden. Bei der Heart-Cut 2D-LC, abgekürzt LC – LC, wird in der Regel eine Fraktion aus dem Chromatogramm der Trennsäule in der ersten Dimension „ausgeschnitten“ und auf eine zweite Trennsäule transferiert. Die Heart-Cut-Technologie erlaubt es, die ausgeschnittene Fraktion auf einer Trennsäule mit unterschiedlicher Selektivität zu analysieren. Im Optimalfall ist dann eine Auftrennung aller co-eluierenden Verbindungen in dieser Fraktion möglich. Bei der Heart-Cut-Technik wird neben einer entsprechenden Ventilschaltung ein zweiter Detektor benötigt, wenn die Methode flexibel auf unterschiedliche Fragestellungen angewendet werden soll. Eine umfassende Analyse des gesamten Chromatogramms der ersten Trenndimension wird i. d. R. nicht angestrebt. Die Peakkapazitäten beider Trenndimensionen verhalten sich bei Anwendung der LC-LC-Technik additiv.

Abb.
Gleichung 2

Weisen beide Trennsäulen eine Einzelpeakkapazität von z. B. 100 auf, ergibt sich eine Gesamtpeakkapazität von 200.

Eine wesentlich komplexere Arbeitsweise stellt die sogenannte umfassende 2D-LC dar, abgekürzt LC x LC. Im Gegensatz zur Heart-Cut 2D-LC wird bei der umfassenden oder comprehensive 2D-LC in der Regel das komplette Chromatogramm der ersten Trenndimension fraktioniert auf eine zweite Trennsäule übertragen. Dieser Vorgang wird durch das Adjektiv „umfassend“ bzw. „comprehensive“ charakterisiert. In diesem Fall ist das Zeichen für die Multiplikation „x“ zu verwenden.

Von entscheidender Bedeutung ist, dass ein Peak, der von der ersten Trennsäule eluiert, drei bis viermal geschnitten werden sollte (Sampling). Wird dieses Kriterium nicht erfüllt, kann das Chromatogramm der ersten Trenndimension nicht mehr aus den Retentionsdaten der zweiten Trenndimension rekonstruiert werden. Darüber hinaus wird eine geringere Gesamtpeakkapazität erhalten, als es theoretisch möglich ist. Vereinfacht gesprochen verhalten sich die Peakkapazitäten beider Trenndimensionen multiplikativ, wenn beide Trennsysteme orthogonal sind und der Verlust an Peakkapazität durch das Sampling vernachlässigt werden kann. Weist die erste Säule eine Peakkapazität von 100 und die zweite Säule eine Peakkapazität von 10 auf, so ergibt sich theoretisch eine Gesamtpeakkapazität von 1000. An dieser simplen Rechnung wird das enorme Potenzial zweidimensionaler chromatografischer Verfahren deutlich. Es muss allerdings sehr kritisch angemerkt werden, dass ein orthogonales zweidimensionales Phasensystem in der Praxis nicht erreicht wird.

Abb.
Gleichung 3
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