Gradient Elution in Capillary Electrochromatography

Abstract

In analogy to pressure-driven gradient techniques in high-performance liquid chromatography, a system has been developed for delivering electroosmotically driven solvent gradients for capillary electrochromatography (CEC). Dynamic gradients with submicroliter per minute flow rates are generated by merging two electroosmotic flows that are regulated by computer-controlled voltages. These flows are delivered by two fused-silica capillary arms attached to a T-connector, where they mix and then flow into a capillary column that has been electrokinetically packed with 3-μm reversed-phase particles. The inlet of one capillary arm is placed in a solution reservoir containing one mobile phase, and the inlet of the other is placed in a second reservoir containing a second mobile phase. Two independent computer-controlled, programmable, high-voltage power supplies (0−50 kV)one providing an increasing ramp and the other providing a decreasing rampare used to apply variable high-voltage potentials to the mobile phase reservoirs to regulate the electroosmotic flow in each arm. The ratio of the electroosmotic flow rates between the two arms is changed with time according to the computer-controlled voltages to deliver the required gradient profile to the separation column. Experiments were performed to confirm the composition of the mobile phase during a gradient run and to determine the change of the composition in response to the programmed voltage profile. To demonstrate the performance of electroosmotically driven gradient elution in CEC, a mixture of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons was separated in less than 90 min. This gradient technique is expected to be well-suited for generating not only solvent gradients in CEC but also other types of gradients, such as pH and ionic strength gradients, in capillary electrokinetic separations and analyses.

Eletrocromatografia capilar: contextualização, estado da arte e perspectivas

“…Outra vantagem deste sistema é a facilidade de acoplamento com diferentes sistemas de detecção, como ressonância magnética nuclear (RMN) 61 e MS, 62 além da facilidade de automação e possível miniaturização. 60 O segundo método de gradiente contínuo, que utiliza apenas aplicação de tensão para bombear os solventes, está bem exemplificado pelo sistema desenvolvido por Yan et al, 63 que consiste de dois reservatórios independentes de solventes, ligados a duas fontes de alta tensão distintas, controladas por um computador. A mistura do gradiente é feita em uma peça na forma de T, que conecta os dois reservatórios de solvente à coluna de separação.…”

“…Entretanto, o modo como é feita a injeção diminui a produtividade do sistema. 63 Ao contrário dos sistemas com bombas de alta pressão, o sistema eletrosmótico exige uma calibração da composição do eluente em função da tensão, e pequenas mudanças na composição do tampão (pH, força iônica, viscosidade, constante dielétrica etc.) são suficientes para que seja necessária uma recalibração dos perfis de tensão, consumindo muito tempo entre uma análise e outra.…”

“…Também se deve levar em consideração que a velocidade da fase móvel não será constante durante a análise, pois o fluxo eletrosmótico também depende da concentração do solvente. 63 Em CEC é possível aumentar a vazão da fase móvel utilizando-se uma bomba de HPLC, incrementando-se o fluxo eletrosmótico com o uso de pressão. Este modo de operação é denominado eletrocromatografia capilar pressurizada ou pseudo-eletrocromatografia capilar (pCEC) e foi introduzido por Tsuda 64 em 1987.…”

Advances in capillary electrophoresis

“…The operation mode is not limited to isocratic elution: there are reports on using gradient elution and organic modifiers with the mobile phase [62][63][64].…”

Migration of neutral solutes by double stepwise gradient elution in capillary electrochromatography

“…However, in order to separate complex samples and so on [1][2][3][4][5]. Consequently, in the last samples in a short time without losing resolution, different kinds of gradient elution, such as gradient elution of mobile phase [19][20][21][22], operation voltage phase on commercial CE instruments was proved to phases were used: methanol-water (60:40, v / v) be easily realized with high accuracy, which had (mobile phase 1) and acetonitrile-water (80:20, v / v) been successfully applied to the analysis of pharma-(mobile phase 2); the concentration of Tris was 4 ceuticals [27], DNA additives [28], aromatic commM with a pH of 8.70. Electrokinetic injection was pounds [29] and so on.…”