Snelle chomatografische methoden op nieuwe stationaire fasen.

Sinds het beschikbaar zijn van monolithische silica kolommen op de markt, verschijnen er steeds meer publicaties over de performantie van dit type kolom, de stabiliteit en vele andere kolom karacteristieken. Bij aanvang van dit onderzoeksproject waren er echter slechts enkele publicaties beschikbaar over dit onderwerp en was er nood aan onderzoek in dit domein van de chromatografie.

Omdat monolithische kolommen snellere scheidingen toelaten dan conventionele silica kolommen, waren we geïnteresseerd te weten of scheidingen die ontwikkeld waren op klassieke silica kolommen konden getransfereerd worden naar monolithische kolommen. Eén van de doelstellingen van dit onderzoeksproject was dan ook om de transfer van zes klassieke scheidingsmethoden naar monolithische kolommen van 5 en 10 cm te evaluaren. Omwille van selectiviteitsverschillen tussen klassieke en monolithische kolommen waren slechts drie van de zes transfers succesvol. De geobserveerde selectiviteitsverschillen waren echter niet uitzonderlijk en kunnen ook verwacht worden binnen de groep van klassieke (partikel-gebaseerde) C18 kolommen. De analysetijd van de getransfereerde scheidingen was ingekort en door het opdrijven van het debiet van de mobiele fase kon deze nog verder ingekort worden, in sommige gevallen tot wel 40 keer. De getransfereerde scheidingen werden tevens robuust bevonden wanneer bepaalde experimentele factors gecontrolleerd werden binnen niet-significante intervallen. Vervolgens werd ook de kolomveroudering van de monolithische kolom bepaald. Deze bleek gelimiteerd, en dus aanvaardbaar.

In het tweede deel van dit onderzoeksproject hebben we ons toegelegd op het gebruik van monolithische kolommen voor complexe scheidingen. Plantenextracten zoals het Ginkgo biloba extract, bevatten vele inhoudsstoffen die moeilijk te scheiden zijn, zelfs op klassieke kolommen. Dankzij de lage kolomtegendruk bij monolithische kolommen, kan de scheidingsefficiëntie op dit type kolommen verhoogd worden door meerdere kolommen aaneen te koppelen, iets wat niet haalbaar is met klassieke silica kolommen. Dit maakt de monolithische kolommen interessant voor het ontwikkelen van complexe fingerprint chromatogrammen. We ontwikkelden een fingerprint chromatogram voor een gestandaardiseerd Ginkgo biloba extract op 2 gekoppelde monolithische silica kolommen van 10 cm. Met een gradiënt bestaande uit tetrahydrofuraan, isopropanol en water werd een fingerprint bekomen met 77 pieken in slechts 60 minuten. Als detector werd zowel een UV als ELS detector gebruikt om de detectie van weinig UV absorberende componenten zoals de ginkgoliden en het bilobalide mogelijk te maken. Vervolgens werd de signaal-ruis verhouding in het ELS chromatogram geoptimaliseerd door middel van een experimenteel design waarmee de optimale instellingen van de ELS werden bepaald.

In het derde deel van dit onderzoeksproject hebben we onderzocht of we vanuit snelle groene thee chromatogrammen, ontwikkeld op monolithische kolommen, de antioxiderende capaciteit van groene thee kunnen voorspellen. We hebben aangetoond dat dit mogelijk is door een multivariaat calibratiemodel op te stellen met behulp van partial least squares regression tussen de antioxiderende capaciteit (initieel bepaald met behulp van een colorimetrische methode) en de groene thee chromatogrammen. Alvorens een model te bouwen, werden de chromatogrammen gealigneerd en werden outliers verwijderd. Daarnaast werd ook uninformative variable elimination partial least squares toegepast omdat hierbij slechts de relevante chromatografische variabelen worden weerhouden bij het modelleren, wat resulteert in minder complexe modellen. We hebben aangetoond dat chromatogrammen met onvolledig gescheiden pieken eveneens kunnen resulteren in goede predictiemodellen, wat natuurlijk extra tijdswinst oplevert.

In het laatste deel van dit onderzoeksproject, hebben we fingerprint chromatogrammen van vanille stalen onderzocht. Hier hebben we ons niet toegespitst op de ontwikkeling van de fingerprints, maar eerder op de chemometrische analyse ervan. Deze houdt in: een correctie voor afwijkingen van de basislijn, het verwijderen van niet-informatieve basislijn variabelen, signaal reductie en alignering. Het effect van drie verschillende aligneringsmethoden op de classficatie van de vanille stalen door middel van principale componenten analyse werd onderzocht. Er kon besloten worden dat licht verschillende classificaties werden bekomen na alignering met correlation optimized warping, semi-parametric time warping en target peak alignment. We hebben de performantie van de verschillende aligneringsmethoden onderzocht op verschillende chromatografische data en konden besluiten dat correlation optimized warping en semi-parametric time warping beter presteren dan parametric time warping. De flexibiliteit van deze laatste is simpelweg niet groot genoeg om complexe piekverschuivingen in twee richtingen te corrigeren.

Correlation optimized warping presteert iets beter dan semi-parametric time warping, maar heeft als nadeel dat twee parameters moeten geoptimaliseerd worden, wat soms moeizaam kan zijn, en ook dat het een langere rekentijd nodig heeft. Semi-parametric time warping presteert sneller en resulteert meestal in goed gealigneerde pieken wanneer de standard parameter instellingen worden gekozen.