DE112013002532T5

DE112013002532T5 - Chromatographische Materialien

Info

Publication number: DE112013002532T5
Application number: DE112013002532.9T
Authority: DE
Inventors: Kevin D. Wyndham; Michael F. Morris; Darryl W. Brousmiche; Jacob N. Fairchild
Original assignee: Waters Technologies Corp
Current assignee: Waters Technologies Corp
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2015-03-12
Also published as: HK1211258A1; GB2521524A; US20210331138A1; WO2013173501A8; US20150133294A1; JP6401151B2; US20180326399A1; US11992824B2; WO2013173501A2; GB201420330D0; GB2521524B; EP3113857B1; CN104428045B; US20180345248A1; EP3113857A4; EP3113857A1; JP2015517402A; US10092894B2; GB201718598D0; WO2013173494A1

Abstract

In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein chromatographisches stationäre Phasen-Material für verschiedene Chromatographie-Methoden bereit, dargestellt durch die Formel 1: [X](W)a(Q)b(T)c (Formel 1). X kann eine hochreine chromatographische Kernzusammensetzung sein, umfassend Kieselerde-Kernmaterial, Metalloxid-Kernmaterial, ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder eine Gruppe von Blockcopolymeren davon. W kann fehlen und/oder kann einen Wasserstoff umfassen und/oder kann Hydroxyl an der Oberfläche von X umfassen. Q kann eine funktionelle Gruppe sein, die die Retentionsschwankung im zeitlichen Verlauf (Drift) unter chromatographischen Bedingungen bei Verwendung von geringen Wasserkonzentrationen minimiert. T kann eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen umfassen, die mit dem Analyten chromatographisch interagieren. Außerdem können b und c positive Zahlen sein, wobei das Verhältnis 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 lautet und a ≥ 0.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/647,303, eingereicht am 15. Mai 2012, deren Inhalt hiermit in den vorliegenden Gegenstand vollumfänglich einbezogen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen chromatographische Materialien. In verschiedenen Ausführungsformen betriff die Erfindung insbesondere chromatographische Materialien für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie, hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie und solvatisierte Gaschromatographie, die einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung vermindern oder vermeiden und zugleich eine nützliche Gesamtretention zeigen, sowie entsprechende Geräte, Kits, Herstellungsverfahren und Verwendungsverfahren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Packungsmaterialien für die Fluid- oder Flüssigchromatographie lassen sich allgemein in zwei Typen einteilen: organische Materialien (z. B. Polydivinylbenzol) und anorganische Materialien (z. B. Silica). Viele organische Materialien sind gegenüber stark alkalischen und stark azidischen mobilen Phasen chemisch stabil und sorgen für Flexibilität bei der Wahl der Zusammensetzung der mobilen Phase und dem pH-Wert. Allerdings können organische chromatographische Materialien zu Kolonnen mit geringer Effizienz führen, insbesondere bei Analyten mit geringem Molekulargewicht. Vielen organischen chromatographischen Materialien fehlt nicht nur die mechanische Festigkeit, wie typischerweise verwendeter chromatographischer Silica, sondern sie schrumpfen und quellen auch auf, wenn sich die Zusammensetzung der mobilen Phase ändert.
Silica wird häufig in der Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC), Ultrahochleistungsflüssigchromatographie (UHPLC) und überkritischen Fluidchromatographie (SFC) verwendet. Einige Anwendungen verwenden Silica, die mit einer organischen funktionellen Gruppe wie etwa Octadecyl (C18), Octyl (C8), Phenyl, Amino, Cyano und dergleichen einer Oberflächenderivatisierung unterzogen wurde. Als stationäre Phasen für HPLC können diese Packungsmaterialien zu Kolonnen mit hoher Effizienz führen und zeigen kein Zeichen von Schrumpfen oder Aufquellen.
Hybridmaterialien können Lösungen für bestimmte chromatographische Probleme bieten, die bei Packungsmaterialien auf Silicabasis auftreten. Hybridmaterialien können Verbesserungen bereitstellen, darunter verbesserte Stabilität bei hohem und niedrigem pH-Wert, mechanische Stabilität, Peakform bei Verwendung bei pH 7, Effizienz, Retentivität und wünschenswerte chromatographische Selektivität.
Bei üblichen Hybridmaterialien und Silica Materialien können jedoch in anderen Anwendungen potenzielle Probleme auftreten. Ein Problem ist die schlechte Peakform für Basen bei Verwendung bei niedrigem pH-Wert, die die Beladungsfähigkeit und die Peakkapazität beeinträchtigen kann. Ein weiteres Problem ist eine Veränderung der azidischen und basischen Analytretentionszeiten (als „Drift” bezeichnet), wenn eine Kolonne wiederholten Veränderungen im pH-Wert der mobilen Phase ausgesetzt wird (z. B. wiederholtes Wechseln von pH 10 zu 3).
Ein weiteres Problem ist der Retentionsdrift oder die Retentionsveränderung, beispielsweise in Chromatographiemodi mit wenig Wasser (z. B. weniger als 5% oder weniger als 1%). Der Retentionsdrift oder die Retentionsveränderung wird beispielsweise unter Standard-SFC-Bedingungen für chromatographische Phasen auf Silica-Basis und auch auf Basis organisch-anorganischer Hybride, sowohl gebunden als auch ungebunden, beobachtet (z. B. BEH-Technology^TM-Materialien von der Waters Technologies Corporation, Milford MA). Andere stationäre SFC-Phasen können ebenfalls Retentionsdrift oder Retentionsveränderung zeigen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen stellt die Erfindung chromatographische Materialien für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie, hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie und solvatisierte Gaschromatographie bereit, die einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung mindern oder vermeiden und zugleich eine nützliche Gesamtretention zeigen, sowie entsprechende Geräte, Kits, Herstellungsverfahren und Verwendungsverfahren.
Die Erfindung mindert oder vermeidet auf vorteilhafte Weise Retentionsdrift oder Retentionsveränderung und zeigt zugleich eine nützliche Gesamtretention. Bei der SFC etwa lässt sich der Retentionsdrift oder die Retentionsveränderung (neben verschiedenen anderen Theorien) auf die Alkoxylierung von für Lösungsmittel zugänglichen Silanolen an den Partikeln bei der standardmäßigen CO₂/MeOH-Mobilphase (und/oder anderen Alkohol-Cosolvents), die für SFC benutzt wird, zurückführen. Dies ist ein Problem, da Benutzer im Verlauf des Alterns der Säule eine chromatographische Veränderung in ihrem SFC-System (z. B. Retentionszeit) beobachten, und auch, wenn eine neue, nicht-alkoxylierte Kolonne in dem System eingesetzt wird.
In verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen stellt die Erfindung verschiedene Lösungen für einen solchen Retentionsdrift oder eine solche Retentionsveränderung und damit verbundener Probleme (z. B. Retention, Peakform und dergleichen) durch Auswahl und/oder Modifikation des chromatographischen Materials bereit. Beispielsweise umfasst die Erfindung eine spezialisierte Funktionalisierung einer chromatographischen Kernoberfläche (z. B. mit bestimmten funktionellen Gruppen und Kombinationen derselben), die im Wesentlichen eine chromatographische Interaktion zwischen Analyt und der chromatographischen Kernoberfläche verhindern, und die gewünschte Interaktion zwischen dem Analyt und der chromatographischen Material beibehalten.
In weiteren verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen betrifft die Erfindung die Nutzung einer Chemie, die die Oberfläche von Silica-, polymeren oder hybriden Materialien (einschließlich, aber ohne beschränkt zu sein, Partikeln, Monolithen, sphärischer, nicht-sphärischer, granulärer, vollständig poröser und oberflächlich poröser Materialien) mit einer hochdichten, die reaktive Oberfläche modifizierenden Gruppe versieht. Nach dem Koppeln an den Selektivität induzierenden Liganden und der Hydrolyse der nicht reagierten oberflächenmodifizierenden Gruppen wird eine Oberfläche mit einer Vielzahl von Komponenten erzielt. Produkte dieser Erfindung haben sekundäre Interaktionen mit der Basispartikeloberfläche (z. B. unerwünschte Interaktionen, unspezifische Adsorption) stark reduziert. Sekundäre Interaktionen des Analyten mit der Materialoberfläche können aufgrund von Silanolen, angehängten hydrophoben Gruppen und polymeren oder hybriden Grundgerüstketten (backbone chains) auftreten. Die anfängliche Beschichtung kann selbst als chromatographische Phase benutzt werden, entweder durch Neutralisieren des reaktiven Teils (d. h. Hydrolyse) oder ohne weitere Modifikation (d. h. eine Amin- oder Carboxylatphase), oder die Oberfläche kann weiter durch kovalente Anbindung von einem oder mehreren Selektivität induzierenden Liganden modifiziert werden.
In verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen stellt die Erfindung zahlreiche Vorteile bereit. Beispielsweise kann die Erfindung eine einzelne Festkörperphase bereitstellen, die Analyten aller Klassen (z. B. azidische, basische und neutrale) mit überlegener Retention, Peakkapazität und Peakform lösen kann. In verschiedenen Beispielen kann die Erfindung wirksam Silanole vor dem interessierenden Analyten maskieren und eine vorhersagbare und stabile chromatographische Trennung erreichen. In verschiedenen Beispielen kann die Erfindung wirksam den Retentionsdrift oder die Retentionsveränderung durch unerwünschte Trägeroberflächeninteraktionen mit dem Analyten beseitigen. Die Erfindung kann besonders wirksam beim Maskieren von Silanolen an Silica- oder Silica-Hybridmaterialien sein. In verschiedenen Beispielen kann die Erfindung die Peakkapazität und das Tailing für alle Analytenklassen, aber besonders bei Basen verbessern. In verschiedenen Beispielen kann die Erfindung ein Verstopfen der Poren trotz der Bindung an oligomere Siloxane verhindern (z. B. im Vergleich zu üblichen polymeren Beschichtungen poröser Silicamaterialien, die zu einem Verstopfen der Poren führen können, was die verfügbare Oberfläche der Materialien stark verringert und zu inhomogenen Oberflächen führt – trotz der Förderung der Oligomerisierung von Silanen in der vorliegenden Erfindung liegen keine Zeichen von Porenverstopfung oder einer verringerten Oberfläche vor).
Die Erfindung weist verschiedene weitere Vorteile auf, einschließlich, aber ohne darauf beschränkt zu sein, der Fähigkeit zur Auswahl/Auslegungsselektivität mittels Auswahl/Auslegung der chemischen Modifikationen.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein chromatographisches Stationärphasenmaterial für die Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigchromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie bereit, dargestellt durch Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c (Formel 1). X kann eine hochreine chromatographische Kernzusammensetzung mit einer Oberfläche sein, die in Silicakernmaterial, Metalloxidkernmaterial, ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder eine Gruppe von Blockcopolymeren davon umfasst. W kann abwesend sein und/oder kann Wasserstoff umfassen und/oder kann ein Hydroxyl an der Oberfläche von X umfassen. Q kann eine funktionelle Gruppe sein, die die Retentionsvariation im Zeitverlauf (Drift) unter chromatographischen Bedingungen mit niedrigen Wasserkonzentrationen minimiert. T kann eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten interagieren. Außerdem können b und c positive Zahlen mit dem Verhältnis 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0 sein.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein chromatographisches Stationärphasenmaterial bereit, dargestellt durch die Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c (Formel 1). X kann ein chromatographisches Kernmaterial mit einer silicabasierten, metalloxidbasierten oder anorganisch-organisch-Hybrid-basierten Kernoberfläche sein. W kann abwesend sein und/oder kann Wasserstoff umfassen und/oder kann Hydroxyl an der Oberfläche von X umfassen. Q kann eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen, die im Wesentlichen eine chromatographische Interaktion zwischen einem Analyten und X und W verhindern, derart, dass eine erste Fraktion von Q an X gebunden ist und eine zweite Fraktion von Q polymerisiert ist. T kann eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten gebunden ist, derart, dass eine dritte Fraktion von T an Q gebunden ist, eine vierte Fraktion von T an X gebunden ist und eine vierte Fraktion von T polymerisiert ist. Außerdem können b und c positive Zahlen mit dem Verhältnis 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0 sein.
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist Q dargestellt durch:
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist n¹ eine Ganzzahl von 0–30 und n² ist eine Ganzzahl von 0–30. Jedes Vorkommen von R¹, R², R³ und R⁴ kann unabhängig eine Wasserstoff-, Fluor-, Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, t-Butyl-, i-Propyl-, niedere Alkyl-, eine geschützte oder ungeschützte Alkohol-, eine Zwitterion- oder eine Gruppe Z darstellen. In einigen Ausführungsformen umfasst Gruppe Z eine Oberflächenanbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi-, wobei x eine Ganzzahl von 1–3 ist, y eine Ganzzahl von 0–2 ist, z eine Ganzzahl von 0–2 ist und x + y + z = 3 ist. Jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ kann unabhängig eine Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl-, iso-Propyl-, Thexyl-, substituierte oder unsubstituierte Aryl-, zyklische Alkyl-, verzweigte Alkyl-, niedere Alky-, geschützte oder ungeschützte Alkohol- oder eine Zwitteriongruppe darstellen, und B¹ kann eine Siloxanbindung darstellen. In einigen Ausführungsform umfasst die Gruppe Z eine Anbindung an eine organofunktionelle Hybridoberflächengruppe durch eine direkte Kohlenstoff-Kohlenstoffbindung oder durch eine Heteroatom, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Urea-, Carbonat-, Carbamat-, Heterozyklus-, Triazol- oder Urethanbindung. In einigen Ausführungsformen umfasst die Gruppe Z eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials anbindet. Y kann eine eingebettete polare Funktionalität sein. In einigen Ausführungsformen stellt A eine hydrophile Terminusgruppe dar. In einigen Ausführungsformen stellt A eine Wasserstoff-, Fluor-, Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, t-Butyl-, i-Propyl-, niedere Alkyl- oder Gruppe Z dar. In einigen Ausführungsformen stellt A eine funktionalisierbare Gruppe dar.
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist T dargestellt durch eins von:

oder eine Kombination davon. In einigen Ausführungsformen ist m eine Ganzzahl von 0–30; m' ist eine Ganzzahl von 0–30; und m'' ist eine Ganzzahl von 0–3. In einigen Ausführungsformen stellt Z eine Oberflächenanbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi- dar, wobei x eine Ganzzahl von 1–3 ist, y eine Ganzzahl von 0–2 ist, z eine Ganzzahl von 0–2 ist und x + y + z = 3 ist. Jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ kann unabhängig eine Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl-, iso-Propyl-, Thexyl-, substituierte oder unsubstituierte Aryl-, zyklische Alkyl-, verzweigte Alkyl-, niedere Alky-, geschützte oder ungeschützte Alkohol- oder eine Zwitteriongruppe darstellen. B¹ kann eine Siloxanbindung darstellen; wobei jedes von R⁷, R^7' und R^7'' Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl, iso-Propyl, Thexyl, Phenyl, verzweigtes Alkyl oder niederes Alkyl darstellt. In einigen Ausführungsformen stellt Z eine Anbindung an eine organofunktionelle Hybridoberflächengruppe durch eine direkte Kohlenstoff-Kohlenstoffbindung oder durch eine Heteroatom, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Urea-, Carbonat-, Carbamat-, Heterozyklus-, Triazol- oder Urethanbindung dar. In einigen Ausführungsformen stellt Z eine adsorbierte Oberflächengruppe dar, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials anbindet.
In einigen Ausführungsformen können b und c positive Zahlen mit dem Verhältnis 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0 sein. In einigen Ausführungsformen sind Q und T unterschiedlich, während Q und T in anderen Ausführungsformen gleich sind. Q können zwei oder mehr unterschiedliche Reste aufweisen, und T kann zwei oder mehr unterschiedliche Reste aufweisen. In einigen Ausführungsformen betragen die erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Fraktion jeweils unabhängig etwa 0–100, 1–99, 5–95, 10–90, 20–80, 30–70, 40–60, 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 oder 95%. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist Q nicht-polar. In einigen Ausführungsformen umfasst Q ein Borate oder eine funktionelle Nitrogruppe. In einigen Ausführungsformen ist Q dargestellt durch eins von:
wobei Z eine Oberflächenanbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi- umfassen kann, wobei x eine Ganzzahl von 1–3 ist, y eine Ganzzahl von 0–2 ist, z eine Ganzzahl von 0–2 ist und x + y + z = 3 ist. Jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ kann unabhängig eine Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl-, iso-Propyl-, Thexyl-, substituierte oder unsubstituierte Aryl-, zyklische Alkyl-, verzweigte Alkyl-, niedere Alky-, geschützte oder ungeschützte Alkohol- oder eine Zwitteriongruppe darstellen, und B¹ kann eine Siloxanbindung darstellen.
In einer weiteren Ausführungsform ist Z eine Anbindung an eine organofunktionelle Hybridoberflächengruppe durch eine direkte Kohlenstoff-Kohlenstoffbindung oder durch eine Heteroatom, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Urea-, Carbonat-, Carbamat-, Heterozyklus-, Triazol- oder Urethanbindung. In einer weiteren Ausführungsform ist Z eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials anbindet.
In einigen Ausführungsformen ist T dargestellt durch eins von:

In einigen Ausführungsformen umfasst Z eine Oberflächenanbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi-, wobei x eine Ganzzahl von 1–3 ist, y eine Ganzzahl von 0–2 ist, z eine Ganzzahl von 0–2 ist und x + y + z = 3 ist. Jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ kann unabhängig eine Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl-, iso-Propyl-, Thexyl-, substituierte oder unsubstituierte Aryl-, zyklische Alkyl-, verzweigte Alkyl-, niedere Alky-, geschützte oder ungeschützte Alkohol- oder eine Zwitteriongruppe darstellen, und B¹ kann eine Siloxanbindung darstellen. In einigen Ausführungsformen ist Z eine Anbindung an eine organofunktionelle Hybridoberflächengruppe durch eine direkte Kohlenstoff-Kohlenstoffbindung oder durch eine Heteroatom, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Urea-, Carbonat-, Carbamat-, Heterozyklus-, Triazol- oder Urethanbindung. In einigen Ausführungsformen ist Z eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials anbindet.
In einer oder mehreren Ausführungsformen eines beliebigen der vorstehenden Aspekte ist X ein hochreines chromatographisches Material mit einer Kernoberfläche, die einer Alkoxylierung durch eine chromatographische Mobilphase unter chromatographischen Bedingungen unterzogen wird. X kann ein chromatographisches Material mit einer Kernoberfläche sein, die einer Alkoxylierung durch eine chromatographische Mobilphase unter chromatographischen Bedingungen unterzogen wird. In einigen Ausführungsformen ist die funktionelle Gruppe, die Q umfasst, ein Diol. Die funktionelle Gruppe, die T umfasst, kann ein Amin, ein Ether, ein Thioether oder eine Kombination davon sein. T kann eine chirale funktionelle Gruppe, die für eine chirale Separation angepasst ist, umfassen, Q kann eine chirale funktionelle Gruppe, die für eine chirale Separation angepasst ist, umfassen, oder T und Q können beide eine chirale funktionelle Gruppe umfassen, die für eine chirale Separation angepasst ist.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der vorstehenden Aspekte ist das Verhältnis von b/c etwa 0,05–75, 0,05–50, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80 oder 90. In einigen Ausführungsformen umfasst die Oberfläche von X nicht Silica und b = 0 oder c = 0. In einigen Ausführungsformen ist die kombinierte Oberflächenabdeckung größer als etwa 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 5, 6, 7 oder 8 μmol/m².
In einigen Ausführungsformen der vorstehenden Aspekte weist die chromatographische stationäre Phase einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung von ≤ 5% über 30 Tage, ≤ 4% über 30 Tage, ≤ 3% über 30 Tage, ≤ 2% über 30 Tage, ≤ 1% über 30 Tage, ≤ 5% über 10 Tage, ≤ 4% über 10 Tage, ≤ 3% über 10 Tage, ≤ 2% über 10 Tage, ≤ 1% über 10 Tage, ≤ 5% über 3 Tage, ≤ 4% über 3 Tage, ≤ 3% über 3 Tage, ≤ 2% über 3 Tage, ≤ 1% über 3 Tage, ≤ 5% über 30 Durchläufe, ≤ 4% über 30 Durchläufe, ≤ 3% über 30 Durchläufe, ≤ 2% über 30 Durchläufe, ≤ 1% über 30 Durchläufe, ≤ 5% über 10 Durchläufe, ≤ 4% über 10 Durchläufe, ≤ 3% über 10 Durchläufe, ≤ 2% über 10 Durchläufe, ≤ 1% über 10 Durchläufe, ≤ 5% über 3 Durchläufe, ≤ 4% über 3 Durchläufe, ≤ 3% über 3 Durchläufe, ≤ 2% über 3 Durchläufe oder ≤ 1% über 3 Durchläufe auf.
In einigen Ausführungsformen besteht das Kernmaterial im Wesentlichen aus Silicamaterial. Wahlweise besteht das Kernmaterial im Wesentlichen aus einem organisch-anorganischen Hybridmaterial oder einem oberflächlich porösen Material. In einer oder mehreren Ausführungsformen besteht das Kernmaterial im Wesentlichen aus einem anorganischen Material mit einer Hybridoberflächenschicht, einem Hybridmaterial mit einer anorganischen Oberflächenschicht, einer umgebenen Hybridschicht oder einem Hybridmaterial mit einer anderen Hybridoberflächenschicht. Das Stationärphasenmaterial kann wahlweise in Form einer Vielzahl von Partikeln, als Monolith oder als oberflächlich poröses Material vorliegen. In einigen Ausführungsformen weist das Stationärphasenmaterial keine chromatographisch verbessernde Porengeometrie auf, während das Stationärphasenmaterial in anderen Ausführungsformen eine chromatographisch verbessernde Porengeometrie aufweist. Das Stationärphasenmaterial kann in Form eines sphärischen Materials, nicht-sphärischen Materials (z. B. einschließlich Toroiden, Polyeder) vorliegen. In bestimmten Ausführungsformen weist das Stationärphasenmaterial eine hochsphärische Kernmorphologie, eine stabförmige Kernmorphologie, eine Kernmorphologie in gebogener Stabform, eine toroidförmige Kernmorphologie oder eine hantelförmige Kernmorphologie auf. In bestimmten Ausführungsformen weist das Stationärphasenmaterial ein Gemisch aus hochsphärischen, stabförmigen, gebogen stabförmigen, toroidförmigen oder hantelförmigen Kernmorphologien auf.
In einigen Ausführungsformen weist das Stationärphasenmaterial eine Oberfläche von etwa 25 bis 1100 m²/g, etwa 150 bis 750 m²/g oder etwa 300 bis 500 m²/g auf. In einigen Ausführungsformen weist das Stationärphasenmaterial ein Porenvolumen von etwa 0,2 bis 2,0 cm³/g oder etwa 0,7 bis 1,5 cm³/g auf. In einigen Ausführungsformen weist das Stationärphasenmaterial eine Mikroporenoberfläche von weniger als etwa 105 m²/g, weniger als etwa 80 m²/g oder weniger als etwa 50 m²/g auf. Das Stationärphasenmaterial kann einen durchschnittlichen Porendurchmesser von etwa 20 bis 1500 Å, etwa 50 bis 1000 Å, etwa 60 bis 750 Å oder etwa 65 bis 200 Å aufweisen. In einigen Ausführungsformen weist die Vielzahl von Partikeln eine Größe zwischen etwa 0,2 und 100 Mikrometern, zwischen etwa 0,5 und 10 Mikrometern oder zwischen etwa 1,5 und 5 Mikrometern auf.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst X einen Silicakern, c = 0, und Q hat eine kombinierte Oberflächenabdeckung ≥ 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 oder 5 μmol/m²; oder X umfasst einen Nicht-Silicakern oder einen Silica-organischen Hybridkern, c = 0 und Q hat eine kombinierte Oberflächenabdeckung ≥ 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 oder 5 μmol/m²; oder b > 0, c > 0 und Q hat eine kombinierte Oberflächenabdeckung ≥ 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 oder 5 μmol/m².
Chromatographische stationäre Phase kann für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert werden.
Die vorliegende Erfindung liefert in einem noch anderen Aspekt ein chromatographisches stationäres Phasenmaterial, repräsentiert durch Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c (Formel I). X kann ein chromatographisches Kernmaterial sein, das unter Bedingungen der Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierten Gaschromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, unterkritischen Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophilen Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen unterliegt. W kann fehlen und/oder Wasserstoff umfassen und/oder Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfassen. Q kann funktionale Gruppen umfassen, die chromatographische Interaktion zwischen einem Analyten und X und W im Wesentlichen verhindern. T kann funktionale Gruppen umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten interagieren, und ist über Q an X gebunden. „b” und „c” können positive Zahlen sein, 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100, und a ≥ 0.
Das Material der chromatischen stationären Phase ist in einigen Ausführungsformen adaptiert für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie oder eine Kombination davon.
Chromatographische stationäre Phase umfasst in einigen Ausführungsformen radial justierte Poren, nicht-radial justierte Poren, geordnete Poren, nicht-geordnete Poren, monodispergierte Poren, nicht-monodispergierte Poren, glatte Oberflächen, raue Oberflächen oder Kombinationen davon. In einer oder mehreren Ausführungsformen hat T eine ionisierbare Gruppe, hat T mehr als eine ionisierbare Gruppe, hat T zwei oder mehr ionisierbare Gruppen mit demselben pKa-Wert oder hat T zwei oder mehr ionisierbare Gruppen mit unterschiedlichem pKa-Wert.
Die vorliegende Erfindung stellt in noch einem anderen Aspekt eine Säule bereit, eine Kapillarsäule, eine Mikrofluidvorrichtung oder einen Apparat für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie. Die Säule, Kapillarsäule, die Mikrofluidvorrichtung oder der Apparat umfassen ein Gehäuse mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, und eine stationäre Phase, die jedwede der chromatographischen Materialien der vorliegenden Erfindung darin angeordnet, umfasst. Das Gehäuse und die stationäre Phase können für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis oder hydrophobe Interaktions-Flüssigchromatographie adaptiert werden.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Kit für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigchromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie. Das Kit kann ein Gehäuse mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, und eine stationäre Phase umfassen, die irgendwelche der chromatographischen Materialien der vorliegenden Erfindung darin angeordnet umfasst. Das Gehäuse und die stationäre Phase können für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert werden. Das Kit kann ferner Anweisungen zur Durchführung von Normalphasenchromatographie, überkritischer Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis oder hydrophober Interaktions-Flüssigkeitschromatographie mit dem Gehäuse und der stationären Phase einschließen.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem anderen Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer stationären Phase bereit, die ein jedes der Materialien der vorliegenden Erfindung umfasst. Das Verfahren umfasst das Umsetzen einer Kernoberfläche mit einem Silankopplungsmittel mit einer seitenständigen reaktiven Gruppe. Das Verfahren umfasst ferner das Umsetzen eines zweiten chemischen Mittels, das ein oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionale Gruppen umfasst, mit der seitenständigen reaktiven Gruppe. Das Verfahren umfasst ferner das Neutralisieren jeglicher verbleibenden nicht-umgesetzten seitenständigen reaktiven Gruppen, wodurch eine stationäre Phase gemäß der vorliegenden Erfindung produziert wird.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem noch anderen Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer stationären Phase gemäß einem jeden der Materialien der vorliegenden Erfindung bereit. Das Verfahren umfasst das Oligomerisieren eines Silankopplungsmittels mit einer seitenständigen reaktiven Gruppe. Das Verfahren umfasst ferner das Umsetzen einer Kernoberfläche mit dem oligomerisierten Silankopplungsmittel. Das Verfahren umfasst ferner das Umsetzen eines zweiten chemischen Mittels, das ein oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionale Gruppen umfasst, mit der seitenständigen reaktiven Gruppe. Das Verfahren umfasst ferner das Neutralisieren jeglicher verbleibenden nicht-umgesetzten seitenständigen reaktiven Gruppen, wodurch eine stationäre Phase gemäß der vorliegenden Erfindung produziert wird.
Q ist in einer oder mehreren Ausführungsformen von einem Reagenz mit einer oder den folgenden Strukturen abgeleitet:
T ist in einigen Ausführungsformen von einem Reagenz mit einer oder den folgenden Strukturen abgeleitet:
Die Erfindung stellt in einem noch anderen Aspekt ein Verfahren bereit zum Verringern oder Vermeiden von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung in Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierter Gaschromatographie, überkritischer Fluidchromatographie, unterkritischer Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophiler Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophober Interaktions-Flüssigkeitschromatographie. Die Erfindung umfasst chromatographisches Trennen einer Probe unter Verwendung einer chromatographischen Vorrichtung, die eine chromatographische stationäre Phase gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, wodurch Retentionsdrift oder Retentionsveränderung vermindert oder verringert wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung von ≤ 5% über 30 Tage, ≤ 4% über 30 Tage, ≤ 3% über 30 Tage, ≤ 2% über 30 Tage, ≤ 1% über 30 Tage, ≤ 5% über 10 Tage, ≤ 4% über 10 Tage, ≤ 3% über 10 Tage, ≤ 2% über 10 Tage, ≤ 1% über 10 Tage, ≤ 5% über 3 Tage, ≤ 4% über 3 Tage, ≤ 3% über 3 Tage, ≤ 2% über 3 Tage, ≤ 1% über 3 Tage, ≤ 5% über 30 Läufe, ≤ 4% über 30 Läufe, ≤ 3% über 30 Läufe, ≤ 2% über 30 Läufe, ≤ 1% über 30 Läufe, ≤ 5% über 10 Läufe, ≤ 4% über 10 Läufe, ≤ 3% über 10 Läufe, ≤ 2% über 10 Läufe, ≤ 1% über 10 Läufe, ≤ 5% über 3 Läufe, ≤ 4% über 3 Läufe, ≤ 3% über 3 Läufe, ≤ 2% über 3 Läufe oder ≤ 1% über 3 Läufe. Das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung umfasst in einigen Ausführungsformen das im Wesentlichen Eliminieren des Effekts von Alkoxylierung und/oder Dealkoxylierung des chromatographischen Materials bei der Retention.
T umfasst in einigen Ausführungsformen eine der folgenden Strukturen:
Y umfasst in einigen Ausführungsformen eine der folgenden Strukturen:
T kann von einem Reagenz abgeleitet sein, das wiedergegeben wird durch:
oder eine Kombination davon, wobei m eine ganze Zahl von 0–30 ist; m' eine ganze Zahl von 0–30 ist und m'' eine ganze Zahl von 0–3 ist. Z kann eine chemisch reaktive Gruppe wiedergeben, einschließlich:
-OH, -OR⁶, Amin, Alkylamin, Dialkylamin, Isocyanat, Acylchlorid, Triflat, Isocyanat, Thiocyanat, Imidazolcarbonat, NHS-Ester, Carbonsäure, Ester, Epoxid, Alkin, Alken, Azid, -Br, -Cl oder -I. Y kann eine eingebettete polare Funktionalität sein. Jedes Vorkommen von R¹ kann unabhängig eine chemisch reaktive Gruppe an Silicium wiedergeben, einschließlich (jedoch nicht begrenzt auf) -H, -OH, -OR⁶, Dialkylamin, Triflat, Br, Cl, I, Vinyl, Alken oder -(CH₂)_m'Q. jedes Vorkommen von Q kann -OH, -OR⁶, Amin, Alkylamin, Dialkylamin, Isocyanat, Acylchlorid, Triflat, Isocyanat, Thiocyanat, Imidazolcarbonat, NHS-Ester, Carbonsäure, Ester, Epoxid, Alkin, Alken, Azid, -Br, -Cl oder -I sein. p kann eine ganze Zahl von 1–3 sein. Jedes Vorkommen von R¹ kann unabhängig F, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl, Fluoralkyl oder Fluoraryl wiedergeben. Jedes Vorkommen von R² und R³ kann unabhängig Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl, -Z oder eine Gruppe mit der Formel -Si(R')_bR''_a oder -C(R')_bR''_a wiedergeben. Die Variablen a und b können jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 3 wiedergeben mit der Maßgabe, dass a + b = 3. R' kann eine geradkettige, cyclische oder verzweigte C₁-C₆-Alkylgruppe wiedergeben. R'' kann eine funktionalisierende Gruppe sein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Cyano, Amino, Diol, Nitro, Ester, einer Kation- oder Anionaustauschgruppe, einer Alkyl- oder Arylgruppe, die eine eingebettete polare Funktionalität enthält, und einem chiralen Anteil. R⁴ kann Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, substituiertes Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl wiedergeben. R⁵ kann Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, substituiertes Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl wiedergeben. Jedes Vorkommen von R⁶ kann unabhängig C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl wiedergeben. Het kann ein monocyclisches oder bicyclisches heterocyclisches oder Heteroarylringsystem wiedergeben, das mindestens ein Stickstoffatom umfasst. B kann einen azidischen ionisierbaren Modifizierer wiedergeben.
Die vorliegende Erfindung wird mittels der Figuren und Beispiele näher erläutert, die nur Illustrationszwecken dienen und nicht einschränkend sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird im Kontext der Figuren und detaillierten Beschreibung leichter verständlich. Der Fachmann wird verstehen, dass die Figuren nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind, wobei die Betonung stattdessen auf der Illustration der erfindungsgemäßen Konzepte der vorliegenden Erfindung liegt.
1 zeigt die Struktur von Glycidoxypropyltrimethoxysilan (GPTMS), wie in 1A gezeigt, und 2-Picolylamin, wie in 1B gezeigt.
2 zeigt ein Schema der Reaktion zwischen einer nicht-modifizierten chromatographischen Oberfläche und GPTMS.
3 zeigt ein Schema der Reaktion zwischen einer modifizierten chromatographischen Oberfläche und 2-Picolylamin.
4 zeigt ein Schema einer chromatographischen Oberfläche, vernetzt mit den Modifizierungsmitteln GPTMS und 2-Picolylamin.
5 zeigt ein Schema zweier potentieller Synthesewege zur Herstellung einer chromatographischen stationären Phase gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine graphische Darstellung der prozentualen Retention eines Analyten, der unter Verwendung von unmodifizierten BEH-Partikeln als stationäre Phase und unter Verwendung von BEH-Partikeln, die gemäß der vorliegenden Beschreibung modifiziert wurden, eluiert wird
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt in verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen chromatographische Materialien für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie und solvatisierte Gaschromatographie bereit, die Retentionsdrift oder Retentionsveränderung verringern oder vermeiden und gleichzeitig zweckdienliche Gesamtretention aufweisen, sowie entsprechende Apparate, Kits, Herstellungsverfahren und Anwendungsverfahren.
Die Erfindung verringert oder vermeidet vorteilhaft einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung, während gleichzeitig eine zweckdienliche Gesamtretention erhalten wird. Retentionsdrift oder Retentionsveränderung kann beispielsweise in der SFC (unter verschiedenen anderen Theorien) auf Alkoxylierung von lösungsmittelzugänglichen Silanolen auf den Partikeln unter der Standard-mobilen Phase CO₂/MeOH (und/oder durch andere Alkoholcosolvents), die für die SFC verwendet wird, zurückgeführt werden. Dies ist ein Problem, da Anwender im Verlauf des Alterns der Säule eine chromatographische Veränderung in ihrem SFC-System (z. B. Retentionszeit) beobachten, und auch, wenn eine neue, nicht-alkoxylierte Säule in dem System eingesetzt wird.
Die Erfindung stellt in verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen verschiedene Lösungen bereit für einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung und damit verwandte Probleme (z. B. Retention, Peakform und dergleichen), und zwar durch selektive Modifizierung chromatographischer Materialien.
Definitionen
In verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen der Erfindung werden Maßnahmen zum Vermindern oder Vermeiden von ”Retentionsdrift” oder ”Retentionsveränderung” bereitgestellt. „Retentionsdrift” oder „Retentionsveränderung” kann eine unerwünschte Differenz in der Elutionszeit zwischen einzelnen Chromatographie-Durchläufen oder Experimenten umfassen (z. B. im Durchlauf 1 eluiert Peak x zur Zeit y, aber im Durchlauf 1 + n eluiert Peak x zur Zeit z). Daher kann ein Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung zu unerwünschten Wirkungen führen, wie experimentelle Störgeräusche, mangelnde Reproduzierbarkeit oder Misserfolg. Ein Vermindern oder Vermeiden von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung umfasst daher in einem weiten Sinne, eine unerwünschte Differenz in Elutionszeiten zwischen Chromatographie-Durchläufen in Angriff zu nehmen oder dieser entgegen zu wirken, solange das Chromatographie-Experiment ein chromatographisch akzeptables Ergebnis bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen ist das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung nicht durchgehend ein absoluter oder konstanter Wert. Der Umfang von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung, der beispielsweise auftreten kann, obgleich dennoch ein chromatographisch akzeptables Ergebnis erreicht wird, kann je nach dem akzeptablen Fehler oder Fehlergrad in einem gegebenen Experiment, der Komplexität einer Probe (z. B. der Anzahl und/oder Trennung der Peaks) variieren. Der Umfang von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung, der auftreten kann, obgleich dennoch ein chromatographisch akzeptables Ergebnis erreicht wird, kann je nach der Dauer oder erforderlichen Reproduzierbarkeit eines gegebenen Experiments variieren (z. B. wenn die Reproduzierbarkeit über eine größere Anzahl von Durchläufen erforderlich ist, kann der zulässige Retentionsdrift oder die Retentionsveränderung kleiner sein). Somit sollte es klar sein, dass das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung nicht notwendigerweise eine absolute Eliminierung von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung bedeutet.
In einigen Ausführungsformen kann das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung quantifiziert werden. Retentionsdrift oder -veränderung kann beispielsweise für einen einzelnen Peak oder gemittelt über einen Satz von Peaks gemessen werden. Retentionsdrift oder Retentionsveränderung kann über eine gegebene Zeitperiode oder eine Anzahl von Durchläufen gemessen werden. Retentionsdrift oder Retentionsveränderung kann im Verhältnis zu einem Standartwert, Ausgangswert oder zwischen zwei oder mehreren gegebenen Durchläufen gemessen werden.
Retentionsdrift oder Retentionsveränderung kann darüber hinaus durch einen standardisierten Test quantifiziert werden. In den nachstehend aufgezeigten Beispielen wurde der folgende standardisierte Test angewendet: Der durchschnittliche Prozentsatz der Retentionsveränderung wurde berechnet auf Grundlage des prozentualen Unterschieds der durchschnittlichen absoluten Peak-Retentionen, gemessen an den Tagen 3, 10 oder 30 der Chromatographie-Tests und den gemittelten absoluten Peak-Retentionen gemessen am Tag eins des Chromatographie-Tests. Für jeden Testtag wurden die Säulen unter Mix1 Testbedingungen für 20 Minuten äquilibriert, gefolgt von Mix1-Injektionen und anschließend unter Mix2 Testbedingungen für 10 Minuten äquilibriert, gefolgt von drei Mix2-Injektionen.
Die Parameter dieses standardisierten Tests sind: Cosolvent Mix1 = 5% Methanol; Probe Mix1 = 3-Benzoylpyridin (0,1 mg/mL); Cosolvent Mix2 = 10% Methanol; Probe Mix2 = Koffein, Thymin, Papaverin, Prednisolon, Sulfanilamid (jeweils 0,2 mg/mL); Säulenmaße = 2,1 × 150 mm; Flussrate = 1,0 mL/min; Säulentemperatur = 50°C; Rückdruck = 1800 Psi; Detektor = Waters Technologies Corporation ACQUITY PDA^TM mit SFC-Durchflusszelle; Detektoreinstellung = 254 nm 40 Spez/Sek; Waschen der Injektionsnadel in schwachem Lösungsmittel = Isopropanol; und Injektion = 1,0 μL (2,0 μL Schleife mit PLUNO Injektionsmodus).
In Übereinstimmung mit diesem standardisierten Test kann das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung von ≤ 5% über 30 Tage, ≤ 4% über 30 Tage, ≤ 3% über 30 Tage, ≤ 2% über 30 Tage, ≤ 1% über 30 Tage, ≤ 5% über 10 Tage, ≤ 4% über 10 Tage, ≤ 3% über 10 Tage, ≤ 2% über 10 Tage, ≤ 1% über 10 Tage, ≤ 5% über 3 Tage, ≤ 4% über 3 Tage, ≤ 3% über 3 Tage, ≤ 2% über 3 Tage, ≤ 1% über 3 Tage, ≤ 5% über 30 Durchläufe, ≤ 4% über 30 Durchläufe, ≤ 3% über 30 Durchläufe, ≤ 2% über 30 Durchläufe, ≤ 1% über 30 Durchläufe, ≤ 5% über 10 Durchläufe, ≤ 4% über 10 Durchläufe, ≤ 3% über 10 Durchläufe, ≤ 2% über 10 Durchläufe, ≤ 1% über 10 Durchläufe, ≤ 5% über 3 Durchläufe, ≤ 4% über 3 Durchläufe, ≤ 3% über 3 Durchläufe, ≤ 2% über 3 Durchläufe oder ≤ 1% über 3 Durchläufe umfassen.
In anderen Ausführungsformen kann das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung von ≤ 5,0, 4,9, 4,8, 4,7, 4,6, 4,5, 4,4, 4,3, 4,2, 4,1, 4,0, 3,9, 3,8, 3,7, 3,6, 3,5, 3,4, 3,3, 3,2, 3,1, 3,0, 2,9, 2,8, 2,7, 2,6, 2,5, 2,4, 2,3, 2,2, 2,1, 2,0, 1,9, 1,8, 1,7, 1,6, 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, 1,1, 1,0, 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 oder 0,1% über 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, oder 1 Tag/e (oder Durchläufe) umfassen.
„Hochrein” oder „hochreines Chromatographie-Material” umfasst ein Material, das aus hochreinen Vorläufern hergestellt wird. In bestimmten Aspekten weisen hochreine Materialien eine reduzierte Metallverunreinigung und/oder nicht verminderte Chromatographie-Eigenschaften auf, umfassend, jedoch nicht beschränkt auf den Säuregehalt von Oberflächensilanolen und die Heterogenität der Oberfläche.
Die „Chromatographie-Oberfläche” umfasst eine Oberfläche, die die chromatographische Trennung einer Probe ermöglicht. In bestimmten Aspekten ist die Chromatographie-Oberfläche porös. In einigen Aspekten kann eine Chromatographie-Oberfläche die Oberfläche eines Teilchens, eines oberflächlich porösen Materials oder eines Monoliths sein. In bestimmten Aspekten besteht die Chromatographie-Oberfläche aus der Oberfläche eines oder mehrerer Teilchen, eines oberflächlich porösen Materials oder eines in Kombination mit chromatographischer Trennung verwendeten Monolithen. In bestimmten anderen Aspekten ist die Chromatographie-Oberfläche nicht porös.
„Ionisierbare Modifizierer” umfassen eine funktionelle Gruppe, die eine Elektronendonator-Gruppe oder eine elektronenentziehende Gruppe trägt. In bestimmten Aspekten enthält der ionisierbare Modifizierer eine oder mehrere Carbonsäure-Gruppen, Amino-Gruppen, Imido-Gruppen, Amido-Gruppen, Pyridyl-Gruppen, Imidazolyl-Gruppen, Ureido-Gruppen, Thionylureido-Gruppen oder Aminosilan-Gruppen oder eine Kombination davon. In anderen Aspekten enthält der ionisierbare Modifizierer eine Gruppe, die ein Stickstoff- oder Phosphoratom mit einem freien Elektronenpaar trägt. In bestimmten Aspekten ist der ionisierbare Modifizierer kovalent an die Materialoberfläche gebunden und weist eine ionisierbare Gruppe auf. In einigen Fällen ist er mittels chemischer Modifikation einer Oberflächenhybridgruppe an das Chromatographie-Material gebunden.
„Hydrophobische Oberflächengruppe” umfasst eine Oberflächengruppe auf der Chromatographie-Oberfläche, die Hydrophobizität aufweist. In bestimmten Aspekten kann eine hydrophobische Gruppe eine Kohlenstoff-gebundene Phase wie eine gebundene C₄- bis C₁₈-Phase sein. In anderen Aspekten kann eine hydrophobische Oberflächengruppe eine eingebettet polare Gruppe enthalten, sodass der externe Teil der hydrophobischen Oberfläche die Hydrophobizität beibehält. In einigen Fällen ist sie mittels chemischer Modifikation einer Oberflächenhybridgruppe an das Chromatographie-Material gebunden. In anderen Fällen kann die hydrophobische Gruppe C₄-C₃₀, eingebettete polare, chirale, Phenylalkyl- oder Pentafluorophenyl-Bindung und -Beschichtungen sein.
„Chromatographie-Kern” umfasst Chromatographie-Materialien, umfassend aber nicht beschränkt auf ein organisches Material, wie Siliziumdioxid (Silica), oder ein wie vorliegend definiertes hybrides Material in der Form eines Teilchens, eines Monoliths oder einer anderen geeigneten Struktur, die einen internen Teil des Materials gemäß der Erfindung bildet. In bestimmten Aspekten repräsentiert die Oberfläche des Chromatographie-Kerns die, wie vorliegend definiert, Chromatographie-Oberfläche oder repräsentiert ein Material, das durch eine, wie vorliegend definiert, Chromatographie-Oberfläche ummantelt ist. Das Chromatographie-Oberflächenmaterial kann auf dem Chromatographie-Kern derart angeordnet oder daran gebunden sein, dass ein diskreter oder eindeutiger Übergang erkennbar ist, oder es kann derart an den Chromatographie-Kern gebunden sein, um sich mit der Oberfläche des Chromatographie-Kerns zu vermischen, was zu einer Abstufung des Materials und keiner diskreten internen Kernoberfläche führt. In bestimmten Ausführungsformen kann das Chromatographie-Oberflächenmaterial aus demselben Material wie der Chromatographie-Kern oder aus einem davon unterschiedlichen Material sein und es kann verschiedene physikalische oder physikalisch-chemische Eigenschaften des Chromatographie-Kerns aufweisen, umfassend, aber nicht begrenzt auf Porenvolumen, Oberflächenbereich, durchschnittlichen Porendurchmesser, Kohlenstoffgehalt oder hydrolytische pH-Stabilität.
„Hybrid” umfassend „anorganisches/organisches Hybridmaterial” umfasst anorganisch basierte Strukturen, wobei eine organische Funktionalität integral mit sowohl der internen oder der „skelettartigen” anorganischen Struktur wie auch mit der Hybridmaterialoberfläche ist. Der anorganische Teil des Hybridmaterials kann z. B. Tonerde, Siliziumdioxid, Titan, Cer oder Zirconium oder Oxide davon oder Keramikmaterial sein. „Hybrid” umfasst anorganisch basierte Strukturen, wobei eine organische Funktionalität integral mit sowohl der internen oder der „skelettartigen” anorganischen Struktur wie auch mit der Hybridmaterialoberfläche ist. Wie oben erwähnt, werden beispielhafte Hybridmaterialien in den US-Patenten Nr. 4,017,528 , 6,528,167 , 6,686,035 und 7,175,913 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
Der Begriff „alizyklische Gruppe” umfasst geschlossene Ringstrukturen von drei oder mehr Kohlenstoffatomen. Alizyklische Gruppen umfassen Cycloparaffine oder Naphthene, die gesättigte zyklische Kohlenwasserstoffe, Cycloolefine, die ungesättigt sind und zwei oder mehr Doppelbindungen aufweisen, und Cycloacetylene, die eine Dreifachbindung aufweisen. Sie umfassen keine aromatischen Gruppen. Beispiele für Cycloparaffine umfassen Cyclopropan, Cyclohexan und Cyclopentan. Beispiele für Cycloolefine umfassen Cyclopentadien und Cyclooctatetraen. Alizyklische Gruppen umfassen auch kondensierte Ringstrukturen und substituierte alizyklische Gruppen, wie Alkylsubstituierte alizyklische Gruppen. Im Falle der alizyklischen Gruppen können solche Substituenten weiter eine Niederakyl-, eine Niederalkenyl-, eine Niederalkoxy-, eine Niederalkylthio-, eine Niederalkylamino-, eine Niederalkylcarboxyl-, eine Nitro-, eine Hydroxyl-, --CF_3–, --CN-Gruppe oder dergleichen umfassen.
Der Begriff „aliphatische Gruppe” umfasst organische Verbindungen, gekennzeichnet durch gerade oder verzweigte Ketten, die typischerweise zwischen 1 und 22 Kohlenstoffatome aufweisen. Aliphatische Gruppen umfassen Alkylgruppen, Alkenylgruppen und Alkynylgruppen. In komplexen Strukturen können die Ketten verzweigt oder quervernetzt sein. Alkylgruppen umfassen gesättigte Kohlenwasserstoffe mit einem oder mehreren Kohlenstoffatomen, umfassend geradkettige Alkylgruppen und verzweigtkettige Alkylgruppen. Solche Kohlenwasserstoffgruppen können an einem oder mehreren Kohlenstoffen substituiert werden, zum Beispiel mit einer Halogen-, einer Hydroxyl-, einer Thiol-, einer Amino-, einer Alkoxy-, einer Alkylcarboxy-, einer Alkylthio- oder einer Nitrogruppe. Sofern die Anzahl der Kohlenstoffe nicht anderweitig spezifiziert ist, bedeutet „niederaliphatisch” im vorliegenden Sinne eine wie oben definierte aliphatische Gruppe (z. B. Niederalkyl-, Niederalkenyl-, Niederalkynylgruppe), die jedoch von ein bis sechs Kohlenstoffatome aufweist. Für diese niederaliphatischen Gruppen, z. B. Niederalkylgruppen, repräsentativ sind Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, 2-Chloropropyl-, n-Butyl-, sek.-Butyl-, 2-Amino-Butyl-, Isobutyl-, tert.-Butyl-, 3-Thiopentylgruppen und dergleichen. Der Begriff „Nitro” im vorliegenden Sinne bedeutet --NO₂-Gruppe; der Begriff „Halogen” bezeichnet --F, --Cl, --Br oder --I-Atome; der Begriff „Thiol” bedeutet SH-Gruppe; und der Begriff „Hydroxyl” bedeutet --OH-Gruppe. Daher bedeutet der Begriff „Alkylamino” im vorliegenden Sinne eine wie oben definierte Alkylgruppe, die eine daran gebundene Aminogruppe aufweist. Geeignete Alkylaminogruppen umfassen Gruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Der Begriff „Alkylthio” bezieht sich auf eine wie oben definierte Alkylgruppe, die eine daran gebundene Sulfhydrylgruppe aufweist. Geeignete Alkylthiogruppen umfassen Gruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Der Begriff „Alkylcarboxyl” im vorliegenden Sinne bedeutet eine wie oben definierte Akylgruppe mit einer daran gebundenen Carboxylgruppe. Der Begriff „Alkoxy” im vorliegenden Sinne bedeutet eine wie oben definierte Aalkylgruppe mit einem daran gebundenen Sauerstoffatom. Repräsentative Alkoxygruppen umfassen Gruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, z. B. Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, tert.-Butoxygruppen und dergleichen. Die Begriffe „Alkenyl” und „Alkynyl” beziehen sich auf ungesättigte aliphatische Gruppen analog Alkylen, die aber jeweils mindestens eine Doppel- oder Dreifachbindung enthalten. Geeignete Alkenyl- und Alkynylgruppen umfassen Gruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Der Begriff „Alkyl” umfasst gesättigte aliphatische Gruppen, umfassend geradkettige Alkylgruppen, verzweigtkettige Alkylgruppen, Cycloalkyl-(alizyklische)guppen, Alkyl-substitutierte Cycloalkylgruppen und Cycloalkyl-substitutierte Alkylgruppen. In bestimmten Ausführungsformen weist ein geradkettiges oder verzweitgkettiges Alkyl 30 oder weniger Kohlenstoffatome in seinem Grundgerüst (backbone) auf, z. B. C₁-C₃₀ für geradkettige oder C₃-C₃₀ für verzweigtkettige. In bestimmten Ausführungsformen weist ein geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkyl 20 oder weniger Kohlenstoffatome in seinem Grundgerüst auf, z. B. C₁-C₂₀ für geradkettige oder C₃-C₂₀ für verzweigtkettige, und mehr bevorzugt 18 oder weniger Kohlenstoffatome. Gleichermaßen bevorzugte Cycloalkyle weisen von 4–10 Kohlenstoffatome in der Ringstruktur und mehr bevorzugt 4–7 Kohlenstoffatome in der Ringstruktur auf. Der Begriff „Niederalkyl” bezieht sich auf Alkylgruppen, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome in der Kette aufweisen, und auf Cycloalkyle, die 3 bis 6 Kohlenstoffatome in der Ringstruktur aufweisen.
Der Begriff „Alkyl” (umfassend „Niederalkyl”) im Sinne seiner Verwendung in der Beschreibung und den Ansprüchen umfasst sowohl „unsubstituierte Akyle” als auch „substituierte Alkyle”, wobei sich letztere auf Akylgruppen beziehen, die Substituenten aufweisen, die ein Wasserstoffatom an einem oder mehreren Kohlenstoffatomen des Kohlenwasserstoff-Grundgerüsts ersetzen. Diese Substituenten können beispielsweise umfassen: Halogen-, Hydroxyl-, Alkylcarbonyloxy-, Arylcarbonyloxy-, Alkoxycarbonyloxy-, Aryloxycarbonyloxy-, Carboxylat-, Alkylcarbonyl-, Alkoxycarbonyl-, Aminocarbonyl-, Alkylthiocarbonyl-, Alkoxyl-, Phosphat-, Phosphonato-, Phosphinato-, Cyano-, Amino- (umfassend Alkylamino-, Dialkylamino-, Arylamino-, Diarylamino- und Alkylarylamino-), Acylamino- (umfassend Alkylcarbonylamino-, Arylcarbonylamino-, Carbamoyl- und Ureido-), Amidino-, Imino-, Sulfhydryl-, Alkylthio-, Arylthio-, Thiocarboxylat-, Sulfat-, Sulfonato-, Sulfamoyl-, Sulfonamido-, Nitro-, Trifluoromethyl-, Cyano-, Azido-, Heterocyclyl-, Aralkyl- oder eine aromatische oder heteroaromatische Gruppe. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass die an die Kohlenwasserstoffkette substituierten Gruppen ihrerseits weiter substituiert werden können, wenn dies zweckmäßig ist. Cycloalkyle können weiter substituiert werden, z. B. mit den oben beschriebenen Substituenten. Eine „Aralkyl”-Gruppe ist ein mit einem Aryl substituiertes Alkyl, z. B. aufweisend 1 bis 3 einzelne oder kondensierte Ringe und von 6 bis 18 Kohlenstoffringatomen, z. B. Phenylmethyl(Benzyl).
Der Begriff „Amino”, wie vorliegend verwendet, bezieht sich auf eine unsubstitutierte oder substituierte Gruppe der Formel --NR_aR_b, in welcher R_a und R_b jeweils unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Heterocyclyl sind, oder R_a und R_b, zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, eine zyklische Gruppe mit von 3 bis 8 Atomen im Ring bilden. Der Begriff „Amino” umfasst daher zyklische Aminogruppen, wie Piperidinyl- oder Pyrrolidinylgruppen, es sei denn, es wird etwas Gegenteiliges angegeben. Eine „Amino-substituierte Aminogruppe” bezieht sich auf eine Aminogruppe, in der mindestens eine von R_a und R_b weiter mit einer Aminogruppe substituiert ist.
Der Begriff „aromatische Gruppe” umfasst ungesättigte zyklische Kohlenwasserstoffe, die einen oder mehrere Ringe enthalten. Aromatische Gruppen umfassen 5- und 6-gliedrige Einzelringgruppen, die von null bis vier Heteroatome umfassen können, zum Beispiel Benzol-, Pyrrol-, Furan-, Thiophen-, Imidazol-, Oxazol-, Thiazol-, Triazol-, Pyrazol-, Pyridin-, Pyrazin-, Pyridazin- und Pyrimidingruppen und dergleichen. Der aromatische Ring kann an einer oder mehreren Ringpositionen substituiert werden, zum Beispiel mit einem Halogen, einer Niederalkyl-, einer Niederalkenyl-, einer Niederalkoxy-, einer Niederalkylthio-, einer Niederalkylamino-, einer Niederalkylcarboxyl-, einer Nitro-, einer Hydroxyl-, --CF₃-, --CN-Gruppe oder dergleichen.
Der Begriff „Aryl” umfasst 5- und 6-gliedrige aromatische Einzelringgruppen, die von null bis vier Heteroatome umfassen können, zum Beispiel unsubstituierte oder substituierte Benzol-, Pyrrol-, Furan-, Thiophen-, Imidazol-, Oxazol-, Thiazol-, Triazol-, Pyrazol-, Pyridin-, Pyrazin-, Pyridazin- und Pyrimidingruppen und dergleichen. Arylgruppen umfassen auch polyzyklisch kondensierte aromatische Gruppen, wie Naphthyl-, Quinolyl-, Indolylgruppen und dergleichen. Der aromatische Ring kann an einer oder mehreren Ringpositionen mit diesen Substituenten substituiert sein, z. B. wie oben für die Alkylgruppen beschrieben. Geeignete Arylgruppen umfassen unsubstituierte und substituierte Phenylgruppen. Der Begriff „Aryloxy” im vorliegenden Sinne bedeutet eine wie oben definierte Arylgruppe, die ein daran gebundenes Sauerstoffatom aufweist. Der Begriff „Aralkoxy” im vorliegenden Sinne bedeutet eine wie oben definierte Aralkylgruppe, die ein daran gebundenes Sauerstoffatom aufweist. Geeignete Aralkoxygruppen weisen 1 bis 3 einzelne oder kondensierte Ringe und von 6 bis 18 Kohlenstoffringatomen, z. B. O-Benzyl, auf.
Der Begriff „keramischer Vorläufer” soll alle Zusammensetzungen umfassen, die aus der Bildung eines keramischen Materials entstehen.
Der Begriff „chirale Gruppe” soll alle Funktionalitäten umfassen, die chirale oder stereoselektive Synthese zulassen. Chirale Gruppen umfassen, sind jedoch nicht darauf begrenzt, Substituentengruppen, die mindestens ein chirales Zentrum, natürliche und unnatürliche Aminosäuren, Peptide und Proteine, derivatisierte Zellulose, makrozyklische Antibiotika, Cyclodextrine, Kronenether und Metallkomplexe aufweisen.
Der Begriff „eingebettete polare Funktionalität” ist eine Funktionalität, die eine integrale polare Gruppe bereitstellt, so dass die Interaktion mit Grundproben aufgrund des Abschirmens der unreagierten Silanolgruppen auf der Siliziumdioxid-Oberfläche reduziert wird. Eingebettete polare Funktionalitäten umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Karbonat-, Amid-, Urea-, Ether-, Thioether-, Sulfinyl-, Sulfoxid-, Sulfonyl-, Thiourea-, Thiocarbonat-, Thiocarbamat-, Ethylenglycol-, heterozyklische, Triazol-Funktionalitäten oder Karbamat-Funktionalitäten, wie im US-Patent Nr. 5,374,755 offenbart, und chirale Gruppen.
Der Ausdruck „chromatographisch verbessernde Porengeometrie” umfasst die Geometrie der Porenkonfiguration des vorliegend offenbarten Materials, bei der festgestellt wurde, dass sie die Chromatographie-Separationsfähigkeit des Materials z. B. im Unterschied zu anderen Chromatographie-Medien der Technik verbessert. Eine Geometrie kann zum Beispiel gebildet, ausgewählt oder konstruiert werden und verschiedene Eigenschaften und/oder Faktoren können benutzt werden, um zu bestimmen, ob die Chromatographie-Separationsfähigkeit des Materials „verbessert” wurde, z. B. im Vergleich zu einer bekannten oder herkömmlicherweise im Stand der Technik benutzten Geometrie. Beispiele dieser Faktoren umfassen hohe Separationswirksamkeit, längere Säulenlebensdauer und hohe Massentransfereigenschaften (wie z. B. durch reduzierte Bandenausbreitung und gute Peakform bewiesen). Diese Eigenschaften können unter Benutzung von im Stand der Technik anerkannten Techniken gemessen oder beobachtet werden. Die chromatographisch verbesserte Porengeometrie der vorliegenden porösen anorganischen/organischen Hybridmaterialen unterscheidet sich zum Beispiel von Materialien des Stands der Technik durch die Abwesenheit von „Tintenfass”-(”ink bottle”) oder „muschelförmiger” (”shell-shaped”) Porengeometrie oder Morphologie, die beide unerwünscht sind, da sie z. B. die Massentransferraten reduzieren, was zu geringerer Effizienz führt.
Chromatographisch verbesserte Porengeometrie findet sich in Hybridmaterialien, die nur eine kleine Population von Mikroporen enthalten. Eine kleine Population von Mikroporen wird in Hybridmaterialien erreicht, wenn alle Poren eines Durchmessers von ungefähr < 34 Å weniger als ungefähr 110 m²/g zu dem spezifischen Oberflächenbereich des Materials beitragen. Hybridmaterialien mit einem derartigen niedrigen Mikroporen-Oberflächenbereich (MSA) ergeben Chromatographie-Verbesserungen, umfassend hohe Separationseffizienz und gute Massentransfereigenschaften (wie z. B. durch reduzierte Bandenausbreitung und gute Peakform bewiesen). Der Mikroporen-Oberflächenbereich (MSA) ist definiert als der Oberflächenbereich in Poren mit Durchmessern von weniger als oder gleich 34 Å, bestimmt durch die Mehrpunkt-Stickstoffsorptionsanalyse des Adsorptionsabschnitts des Isotherms unter Benutzung des BJH-Verfahrens. Im Sinne der vorliegenden Benutzung werden die Akronyme „MSA” und „MPA” synonym zur Bezeichnung des „Mikroporen-Oberflächenbereichs” verwendet.
Der Begriff „funktionalisierende Gruppe” umfasst organische funktionelle Gruppen, die einer chromatographischen stationären Phase eine gewisse chromatographische Funktionalität verleihen.
Der Begriff „heterocyclische Gruppe” umfasst geschlossene Ringstrukturen, bei denen ein oder mehrere Ringatome ein Element sind, das nicht Kohlenstoff ist, beispielsweise Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff. Heterocyclische Gruppen können gesättigt oder ungesättigt sein, und heterocyclische Gruppen wie etwa Pyrrol und Furan können einen aromatischen Charakter haben. Sie umfassen kondensierte Ringstrukturen, wie etwa Chinolin und Isochinolin. Zu den weiteren Beispielen für heterocyclische Gruppen gehören Pyridin und Purin. Die heterocyclischen Gruppen können auch in einem oder mehreren der konstituierenden Atome substituiert sein, beispielsweise mit einem Halogen, einem Niederalkyl, einem Niederalkenyl, einem Niederalkoxy, einem Niederalkylthio, einem Niederalkylamino, einem Niederalkylcarboxyl, einem Nitro, einem Hydroxyl, --CF₃, --CN oder dergleichen. Geeignete heteroaromatische und heteroalicyclische Gruppen haben im Allgemeinen 1 bis 3 separate oder kondensierte Ringe mit 3 bis 8 Gliedern je Ring und einem oder mehreren N-, O- oder S-Atomen, beispielsweise Coumarinyl, Chinolinyl, Pyridyl, Pyrazinyl, Pyrimidyl, Furyl, Pyrrolyl, Thienyl, Thiazolyl, Oxazolyl, Imidazolyl, Indolyl, Benzofuranyl, Benzothiazolyl, Tetrahydrofuranyl, Tetrahydropyranyl, Piperidinyl, Morpholino und Pyrrolidinyl.
Der Begriff „Metalloxidvorläufer” („metal oxide precursor”) soll Zusammensetzungen umfassen, die ein Metall enthalten und zur Bildung eines Metalloxids führen, beispielsweise Tonerde, Kiesel, Titanoxid, Zirconiumoxid.
Der Begriff „Monolith” soll eine Kollektion individueller Partikel umfassen, die zu einer Bettformation gepackt sind, in welcher die Form und Morphologie der Einzelpartikel aufrechterhalten wird. Vorteilhaft werden die Partikel unter Verwendung eines Materials, das die Partikel aneinanderbindet, gepackt. Eine beliebige Anzahl von allgemein bekannten Bindematerialien kann verwendet werden, wie beispielsweise lineare oder vernetzte Polymere von Divinylbenzol, Methacrylat, Urethane, Alkene, Alkyne, Amine, Amide, Isocyanate oder Epoxygruppen sowie Kondensationsreaktionen von Organoalkoxysilanen, Tetraalkoxysilanen, Polyorganoalkoxysiloxanen, Polyethoxysiloxanen und Keramikvorläufern. In gewissen Ausführungsbeispielen umfasst der Begriff „Monolith” ferner hybride Monolithen, die mittels anderer Verfahren hergestellt wurden, wie etwa die im US-Patent Nr. 7,250,214 im Einzelnen als Hybridmonolith dargestellten Monolithen; hybride Monolithen, die durch die Kondensation eines oder mehrerer Monomere, die 0 bis 99 Mol% Kieselmaterial (z. B. SiO₂) enthalten, hergestellt wurden; hybride Monolithen, die aus koaleszierenden porösen, anorganischen/organischen Partikeln hergestellt wurden; hybride Monolithen, die eine chromatographisch verbessernde Porengeometrie aufweisen; hybride Monolithen, die keine chromatographisch verbessernde Porengeometrie aufweisen; hybride Monolithen mit einer geordneten Porenstruktur; hybride Monolithen mit einer nicht-periodischen Porenstruktur; hybride Monolithen mit einer nicht-kristallinen oder amorphen molekularen Ordnung; hybride Monolithen mit kristallinen Domänen oder Regionen; hybride Monolithen mit einer Vielzahl von verschiedenen makroporischen und mesoporischen Eigenschaften; und hybride Monolithen mit einer Vielzahl von Seitenverhältnissen. In gewissen Ausführungsbeispielen umfasst der Begriff „Monolith” auch anorganische Monolithen, wie etwa diejenigen bei G. Guiochon/J. Chromatogr. A 1168 (2007) 101–168 beschriebenen.
Der Begriff Nanopartikel beschreibt einen mikroskopischen/s Partikel/Korn oder ein mikroskopisches Glied eines Pulvers/Nanopulvers, der bzw. das mindestens eine Dimension unter 100 nm aufweist, beispielsweise einen Durchmesser oder eine Partikeldicke von weniger als etwa 100 nm (0,1 mm), und der bzw. das kristallin oder nicht-kristallin sein kann. Nanopartikel haben Eigenschaften, die sich von denen konventioneller Rohmaterialien unterscheiden und diesen häufig überlegen sind, einschließlich beispielsweise eine bessere Stärke, Härte, Dehnbarkeit, Sinterfähigkeit und Reaktionsfreudigkeit. Erhebliche wissenschaftliche Untersuchungen gelten auch weiterhin der Bestimmung der Eigenschaften von Nanomaterialien, die in geringen Mengen mittels einer Anzahl von Prozessen synthetisiert wurden (vor allem als Pulver von Nanogröße), wie unter anderem mittels Kolloidausfällung, mechanischem Vermahlen und Keimbildung und Wachstum aus der Gasphase. In umfangreichen Prüfungen wurden die jüngsten Entwicklungen bei nanophasigen Materialien dokumentiert und auf diese Dokumentationen wird hier vollumfänglich Bezug genommen, und zwar auf: Gleiter, H. (1989) „Nanocrystalline materials,” Prog. Mater. Sci. 33: 223–315 und Siegel, R. W. (1993) „Synthesis and properties of nano-phase materials,” Mater. Sci. Eng. A168: 189–197. In gewissen Ausführungsbeispielen umfassen die Nanopartikel Oxide oder Nitride der folgenden Materialien: Siliciumcarbid, Aluminium, Diamant, Cer, Kohleschwarz, Carbon-Nanotubes, Zirconium, Barium, Cer, Kobalt, Kupfer, Europium, Gadolinium, Eisen, Nickel, Samarium, Silicium, Silber, Titan, Zink, Bor und Gemische davon. In gewissen Ausführungsbeispielen werden die erfindungsgemäßen Nanopartikel unter den Materialien Diamant, Zirconiumoxid (amorphe, monokline, tetragonale und kubische Formen), Titanoxid (amorphe, Anatas-, Brookit- und Rutilformen), Aluminium (amorphe, Alpha- und Gammaformen) und Bornitrid (kubische Form) ausgewählt. In besonderen Ausführungsbeispielen werden die erfindungsgemäßen Nanopartikel unter Nano-Diamanten, Siliciumcarbid, Titandioxid (Anatasform), kubischem Bornitrid und den Kombinationen davon ausgewählt. Zudem können die Nanopartikel in besonderen Ausführungsbeispielen kristallin oder amorph sein. In besonderen Ausführungsbeispielen sind die Durchmesser der Nanopartikel geringer oder gleich 100 nm, beispielsweise Durchmesser von weniger oder gleich 50 nm, beispielsweise Durchmesser von weniger oder gleich 20 nm.
Ferner sollte es sich verstehen, dass die Nanopartikel, die als in erfindungsgemäßen Zusammensetzungen dispergiert charakterisiert werden, als exogen zugesetzte Nanopartikel beschrieben sind. Dies steht im Gegensatz zu Nanopartikeln oder Formationen, die eine signifikante Ähnlichkeit mit putativen Nanopartikeln haben, die zur Bildung in situ in der Lage sind, wobei beispielsweise makromolekulare Strukturen, wie etwa Partikel, eine Aggregation dieser endogen geschaffenen Strukturen umfassen können.
Der Begriff „im Wesentlichen ungeordnet” bezieht sich auf eine fehlende Ordnung der Poren, jeweils basierend auf einer röntgenologischen Pulverbeugungsanalyse. Genauer ausgedrückt wird „im Wesentlichen ungeordnet” als das Fehlen einer Spitze bei einem Beugungswinkel, der einem d-Wert (oder d-Abstand) von mindestens 1 nm in einem röntgenologischen Beugungsbild entspricht, definiert.
„Oberflächenmodifizierer” umfassen (in der Regel) organische funktionelle Gruppen, die der stationären Phase eine gewisse chromatographische Funktionalität verleihen. Die porösen anorganischen/organischen Hybridmaterialien besitzen sowohl organische Gruppen als auch Silanolgruppen, die zusätzlich mit einem Oberflächenmodifizierer substituiert oder derivatisiert sein können.
Der Begriff „oberflächenmodifiziert” wird vorliegend verwendet, um das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, das sowohl über organische als auch Silanolgruppen verfügt, die zusätzlich mit einem Oberflächenmodifizierer substituiert oder derivatisiert sein können. „Oberflächenmodifizierer” umfassen (in der Regel) organische funktionelle Gruppen, die einer stationären Chromatographiephase eine gewisse chromatographische Funktionalität verleihen. Oberflächenmodifizierer, wie diese, die vorliegend offenbart werden, werden am Grundmaterial angelagert, beispielsweise mittels Derivatisierung oder Beschichtung und späterer Vernetzung, wodurch dem Grundmaterial der chemische Charakter des Oberflächenmodifizierers verliehen wird. In einem Ausführungsbeispiel werden die organischen Gruppen eines Hybridmaterials umgesetzt, um eine organische kovalente Bindung mit einem Oberflächenmodifizierer zu bilden. Die Modifizierer können mittels einer Reihe von in der organischen und Polymerchemie gut bekannten Mechanismen eine organische kovalente Bindung mit der organischen Gruppe des Materials bilden, einschließlich, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, mit Hilfe von nukleophilen und elektrophilen Umsetzungen sowie Cycloadditions-, Freie-Radikal-, Carben-, Nitren- und Carbokationenreaktionen. Organische kovalente Bindungen sind dahingehend definiert, dass sie die Bildung einer kovalenten Bindung zwischen den allgemein üblichen Elementen in der organischen Chemie involvieren, einschließlich, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Wasserstoff, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Silicium, Phosphor, Schwefel und Halogene. Zusätzlich werden Kohlenstoff-Silicium-Bindungen und Kohlenstoff-Sauerstoff-Silicium-Bindungen als organische kovalente Bindungen definiert; Silicium-Sauerstoff-Silicium-Bindungen werden jedoch nicht als organische kovalente Bindungen definiert. Eine Vielfalt synthetischer Transformationen ist aus der Literatur wohl bekannt, siehe beispielsweise: March, J. Advanced Organic Chemistry, 3rd Edition, Wiley, New York, 1985.
Chromatographiematerialien
Erfindungsgemäße Chromatographiematerialien können solche mit einem Kern aus Kieselmaterial, Metalloxidmaterial, einem anorganisch-organischen Hybridmaterial oder einer Gruppe der Blockcopolymere davon umfassen. Bei dem Kernmaterial kann es sich, wie vorliegend beschrieben, um eine hochreine chromatographische Kernzusammensetzung handeln. Ähnlich kann das chromatographische Kernmaterial als normales, beispielsweise nicht hochreine/s, Version/Analog/Homolog des vorliegend beschriebenen hochreinen Materials vorliegen.
Beispiele geeigneter Kernmaterialien umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, die konventionellen chromatographischen Kieselmaterialien, Metalloxidmaterialien, anorganisch-organischen Hybridmaterialien oder eine Gruppe der Blockcopolymere davon, Keramik, Siliciumoxid, Siliciumimidonitrid, Siliciumnitrid, Siliciumaluminiumnitrid, Siliciumdiimid und Siliciumoxynitrid. Weitere Beispiele geeigneter Kernmaterialien (zur Verwendung mit oder ohne Modifikation) werden in den US-Veröffentlichungen Nr. 2009/0127177 , 2007/0135304 , 2009/0209722 , 2007/0215547 , 2007/0141325 , 2011/0049056 , 2012/0055860 und 2012/0273404 sowie der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 2008/103423 beschrieben, auf die hierin vollumfänglich Bezug genommen wird.
Das chromatographische Kernmaterial kann in der Form von diskreten Partikeln oder als Monolith vorliegen. Bei dem chromatographischen Kernmaterial kann es sich um ein beliebiges poröses Material handeln und dieses kann im Handel erhältlich sein oder mittels bekannter Verfahren hergestellt werden, wie etwa jene Verfahren, die beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4,017,528 , 6,528,167 , 6,686,035 und 7,175,913 beschrieben werden und auf die hierin vollumfänglich Bezug genommen wird. In manchen Ausführungsbeispielen kann das chromatographische Kernmaterial ein nicht-poröser Kern sein.
Die Zusammensetzung des chromatographischen Oberflächenmaterials und des chromatographischen Kernmaterials kann vom Durchschnittsfachmann variiert werden, um eine bessere chromatographische Selektivität, eine bessere chemische Stabilität der Säule, eine bessere Effizienz der Säule und/oder eine bessere mechanische Festigkeit bereitzustellen. Ähnlich stellt die Zusammensetzung des Umgebungsmaterials eine Änderung des hydrophilen/lipophilen Gleichgewichts (hydrophilic/lipophilic balance, HLB), der Oberflächenladung (beispielsweise des isoelektrischen Punkts oder Silanol pK_a) und/oder der Oberflächenfunktionalität, damit eine bessere chromatographische Trennung erreicht wird. Ferner kann die Zusammensetzung des Chromatographiematerials in manchen Ausführungsbeispielen auch eine Oberflächenfunktionalität für eine verfügbare und weitere Oberflächenmodifikation bereitstellen.
Die ionisierbaren Gruppen und die hydrophoben Oberflächengruppen des Chromatographiematerials der Erfindung können mittels der bekannten Verfahren hergestellt werden. Manche der ionisierbaren Modifiziererreagenzien sind im Handel erhältlich. Beispielsweise können Silane mit Aminoalkyltrialkoxysilanen, Methylaminoalkyltrialkoxysilanen und Pyridylalkyltrialkoxysilanen kommerziell bezogen werden. Andere Silane, wie etwa Chlorpropylalkyltrichlorsilan und Chlorpropylalkyltrialkoxysilan, sind auch im Handel erhältlich. Diese können an bzw. mit Imidazol gebunden und umgesetzt werden, um eine Imidazolylalkylsilyl-Oberflächenspezie zu schaffen; oder sie können an bzw. mit Pyridin gebunden und umgesetzt werden, um eine Pyridylalkylsilyl-Oberflächenspezie zu schaffen. Andere azidische Modifizierer sind auch im Handel erhältlich, einschließlich, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Sulfopropyltrisilanol, Carboxyethylsilanetriol, 2-(Carbomethoxy)ethylmethyldichlorsilan, 2-(Carbomethoxy)ethyltrichlorsilan, 2-(Carbomethoxy)ethyltrimethoxysilan, n-(Trimethoxysilylpropyl)ethylendiamin, Triessigsäure, (2-Diethylphosphatethyl)triethoxysilan, 2-(Chlorsulfonylphenyl)ethyltrichlorsilan und 2-(Chlorsulfonylphenyl)ethyltrimethoxysilan.
Unter Verwendung der üblichen Syntheseprotokolle ist dem Fachmann auch der Syntheseweg dieser Silantypen bekannt, einschließlich Grinard-Reaktionen und Hydrosilylierungen. Die Produkte können mittels Chromatographieren, Umkristallisieren oder Destillieren aufgereinigt werden.
Andere Additive, wie etwa Isocyanate, sind auch im Handel erhältlich oder können mittels üblichen Protokolle zur Isocyanatbildung vom Fachmann synthetisiert werden. Ein übliches Protokoll für die Isocyanatbildung sieht die Umsetzung eines primären Amins mit Phosgen oder einem als Triphosgen bekannten Reagenz vor.
Gemäß einem Aspekt stellt die Erfindung ein Chromatographiematerial der stationären Phase für die Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, dargestellt durch die Formel 1: [X](W)a(Q)b(T)c (Formel 1). X kann eine hochreine chromatographische Kernzusammensetzung mit einer Oberfläche umfassend ein Kieselkernmaterial, ein Metalloxidkernmaterial, ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder eine Gruppe von Blockcopolymeren davon sein. W kann fehlen und/oder Wasserstoff und/oder ein Hydroxyl auf der Oberfläche X umfassen. Q kann eine funktionelle Gruppe sein, die bei Nutzung niedriger Wasserkonzentrationen die Retentionsvariation über Zeit (Drift) bei Chromatographiebedingungen auf ein Minimum begrenzt. T kann eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten interagieren. Zudem können b und c positive Zahlen sein; Verhältnis 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine durch die Formel 1 dargestelltes Chromatographiematerial der stationären Phase: [X](W)a(Q)b(T)c (Formel 1). X kann ein hierbei ein chromatographisches Kernmaterial sein, einschließlich einer Kernoberfläche auf Kieselbasis, Metalloxidbasis oder auf Basis eines anorganisch-organischen Hybridmaterials. W kann fehlen und/oder Wasserstoff und/oder Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfassen. Q kann eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen, die im Wesentlichen die chromatographische Interaktion zwischen einem Analyten und X und W verhindern, derart, dass eine erste Fraktion von Q an X gebunden wird und eine anteilige Fraktion von Q polymerisiert wird. T kann eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten interagieren, derart dass eine dritte Fraktion von T an Q gebunden wird, eine vierte Fraktion von T an X gebunden wird oder eine vierte Fraktion von T polymerisiert wird. Zudem können b und c positive Zahlen sein; Verhältnis 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Selektivität eines Chromatographiematerials durch die Auswahl von Q und/oder T, die Dichte von Q und/oder T auf der Oberfläche oder durch eine Kombination davon kontrolliert und beeinflusst werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung ein gebundenes Chromatographiematerial bereit, an das Liganden angelagert sein können. Die hochdichte Deckung (coverage), die durch das erfindungsgemäße Bindungsverfahren erreicht wird, kann 2X bis 3X höher sein als die in der Silanbindungschemie mit aktuell praktizierten konventionellen SFC-Materialien erreichte. Eine Kombination einer hohen Deckung und anderer Eigenschaften von Q und/oder T können die Interaktion von Oberflächensilanolen mit den Analyten verhindern.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung eine hohe Dichte der gebundenen Phasen, erhöht die Retention und verhindert Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen, die durch die Interaktionen der Analyten mit den Oberflächensilanolen oder anderen sekundären Retentionsmechanismen verursacht werden. Die Eliminierung dieser sekundären und geringfügigen Selektivitätskomponenten führt zu einer massiven Verbesserung der Peakform und Peakkapazität der Säule, insbesondere im Zusammenhang mit basischen Analyten (basic analytes).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung die Verwendung eines Zweikomponentensystems bereit, das auf der Kopplungschemie basiert und eine gleichmäßige Deckung einer gemischten Oberflächenfunktionalität erzeugt. Anders als bei gemischten Partikelbetten, bei denen zwei separate Partikel mit einer unterschiedlichen Oberflächenchemie vermengt werden, verfügt dieses Material über eine durchweg gleichmäßige und vorhersehbare Oberflächencharakteristik. Eine Säule, die mit einem solchen Material gepackt ist, neigt nicht zu chromatographischer Instabilität infolge einer schlechten Vermischung der Partikel oder Segregation der Partikeltypen bei der Packung der Säule.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung eine Säulenpackung bereit, die durch die Verwendung einer einzelnen Partikelaufschlämmung vereinfacht ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung ein chromatographisches Packungsmaterial mit einer besseren Selektivität für saure, neutrale und basische Analyten innerhalb einer einzelnen Säule bereit, insbesondere ohne die Verwendung eines Betts, das durch Mischen der Partikel erhalten wird, oder eines Mehrpartikelbetts.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung ein einfach manipulierbares Verhältnis der Komponenten auf der Partikeloberfläche bereit, um so die Selektivität des Trägermaterials zu ändern, das eine weite Optionsspanne für chromatographische Trennung schafft.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen stellt die die Erfindung eine Bindungschemie bereit, durch die die Ausbildung eines vernetzten Films des die Silanoberfläche modifizierenden Mittels erreicht wird, und zwar entweder durch Polymerisation der oberflächenreaktiven Gruppen oder durch Zugabe eines Vernetzungsmittels entweder vor, während oder nach dem Zusetzen des Selektivitätsliganden.
In gewissen weiteren Ausführungsbeispielen ist das erfindungsgemäße Chromatographiematerial ein nicht-poröses Material. In einem weiteren Ausführungsbeispiel, ist das erfindungsgemäße Chromatographiematerial bei einem pH-Wert von 1 bis etwa 14, einem pH-Wert von 10 bis etwa 14 oder bei einem pH-Wert von etwa 1 bis etwa 5 hydrolytisch stabil.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Materialien wie vorliegend beschrieben bereitgestellt, wobei das Chromatographiematerial ferner einen Nanopartikel oder ein Gemisch von mehr als einem Nanopartikel umfasst, welches innerhalb der Chromatographieoberfläche dispergiert ist. In gewissen Ausführungsbeispielen liegt das Nanopartikel zu einem Anteil von < 20 Gew.-%, < 10 Gew.-% oder < 5 Gew.-% der Nanomaterialzusammensetzung vor.
In weiteren Ausführungsbeispielen ist das Nanopartikel kristallin oder amorph und es kann Siliciumcarbid, Aluminium, Diamant, Cer, Kohleschwarz, Carbon-Nanotubes, Zirconium, Barium, Kobalt, Kupfer, Europium, Gadolinium, Eisen, Nickel, Samarium, Silicium, Silber, Titan, Zink, Bor, Oxide davon oder ein Nitrid davon sein. In besonderen Ausführungsbeispielen ist das Nanopartikel eine Substanz, die einen oder mehrere Reste aus der Gruppe bestehend aus Nano-Diamant, Siliciumcarbid, Titandioxid und kubischem Bornitrid umfasst. In weiteren Ausführungsbeispielen können die Nanopartikel einen Durchmesser von weniger oder gleich 200 nm, weniger oder gleich 100 nm, weniger oder gleich 50 nm oder weniger oder gleich 20 nm aufweisen.
Herstellung der Chromatographiematerialien
Die Erfindung umfasst Verfahren für die Herstellung der erfindungsgemäßen Materialien (beispielsweise die erfindungsgemäßen Chromatographiematerialien). In verschiedenen erfindungsgemäßen Aspekten und Ausführungsbeispielen umfasst die Erfindung chemisch modifizierende chromatographische Kernmaterialien (beispielsweise wie vorstehend beschrieben), um Chromatographiematerialien herzustellen, die Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen mindern. Das Konzept der chemischen Modifizierung chromatographischer Kernmaterialien im vorliegenden Sinne versteht sich als das Funktionalisieren eines Chromatographiekerns umfassend, beispielsweise mit einem polaren Silan oder einer anderen funktionellen Gruppe, wodurch Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen vermindert oder ganz vermieden werden. Beispielsweise kann durch eine Funktionalisierung im Wesentlichen eine chromatographische Interaktion zwischen einem Analyten und dem Chromatographiekern vermieden werden (beispielsweise derart, dass ein Chromatographieeffekt der Silanole und/oder alkoxylierten Silanole der Kernoberfläche effektiv eliminiert wird). In manchen Fällen kann durch die Funktionalisierung (beispielsweise unter Verwendung von nicht-polaren Gruppen) die Retentionsfähigkeit der Säule reduziert werden. Deshalb kann die Funktionalisierung der chromatographischen Kernmaterialien in manchen Ausführungsbeispielen die Verwendung einer hydrophilen, polaren, ionisierbaren und/oder geladenen funktionellen Gruppe umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten interagiert, um eine chromatographisch zweckdienliche Gesamtretention zu erhalten oder zu erreichen. Solche ersetzenden Gruppen (endcapping groups) können beispielsweise mittels der standardmäßigen Modalitäten in der Bindungschemie eingeführt werden.
In manchen Ausführungsbeispielen führt die Funktionalisierung zu einer permanenten Anlagerung. Entsprechend ist es wichtig, eine passende Funktionalisierung für die Chromatographiephase auszuwählen. In bevorzugten Ausführungsbeispielen hat das Chromatographiematerial die chromatographisch wünschenswerten Eigenschaften (beispielsweise Gesamtretention). Demzufolge ist es in manchen Ausführungsbeispielen wichtig, eine Funktionalisierung mit Eigenschaften auszuwählen, die in der Lage sind, die wünschenswerten Eigenschaften eines konventionellen Chromatographiematerials nachzuahmen (beispielsweise Gesamtretention).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die chemischen Eigenschaften einer funktionellen Gruppe entsprechend zur Bereitstellung eines gewünschten Effekts ausgewählt werden. Beispielsweise können eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen verwendet werden, um die gewünschten Interaktionen mit dem Analyten (beispielsweise chromatographisch akzeptable Retention) und/oder der mobilen Phase (beispielsweise das Abstoßen von Alkoholen, die eine chromatographische Kernoberfläche alkoxylieren könnten) zu erreichen. In diesem Sinne können die Ersatzgröße (endcap size) und/oder die sterischen Verhältnisse ausgewählt werden, um die Kernoberfläche zu maskieren und/oder eine chirale Separation herbeizuführen.
Ähnlich kann die Konzentration der Funktionalisierung variieren. In manchen Ausführungsbeispielen können größere und/oder stärker interagierende funktionelle Gruppen Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen bei niedrigeren Konzentrationen Vermindern oder vermeiden (beispielsweise im Vergleich zu kleineren funktionellen Gruppen). In anderen Ausführungsbeispielen kann die Deckung (coverage) auf eine gewünschte Eigenschaft fassoniert werden. Beispielsweise können nicht-polare funktionelle Gruppen bei einer niedrigen Deckung verwendet werden statt polare funktionelle Gruppen (beispielsweise, um eine gewünschte Retention aufrecht zu erhalten). In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Funktionalisierung eine oder mehrere polare oder nicht-polare Ersatzgrößen (endcaps) oder eine Kombination davon verwenden. In manchen Ausführungsbeispielen wird der Oberflächenbereich der chromatographischen Medien vergrößert oder verkleinert, um eine verminderte oder erhöhte Retention infolge der geänderten Polarität der funktionellen Gruppen zu kompensieren.
Nach einem Aspekt stellt die Erfindung ein chromatographisches stationäres Trennmaterial bereit, und zwar für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktion-Flüssigkeitschromatographie, wie durch die Formel 1 dargestellt: [X](W)_a(Q)_b(T)_c (Formel 1). X kann eine hochreine chromatographische Kernzusammensetzung sein mit einer Oberfläche, die ein Kieselkernmaterial, ein Metalloxidkernmaterial, ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder eine Gruppe von Blockcopolymeren davon umfasst. W kann fehlen und/oder Wasserstoff und/oder ein Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfassen. Q kann eine funktionelle Gruppe sein, die die Retentionsvariation über Zeit (Drift) bei Chromatographiebedingungen unter Verwendung von niedrigen Wasserkonzentrationen auf ein Minimum reduziert. T kann eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare, und/oder geladene funktionelle Gruppen umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten interagieren. Zudem können b und c positive Zahlen sein; Verhältnis von 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein chromatographisches stationäres Trennmaterial bereit, das durch die Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c (Formel 1) dargestellt wird. X kann ein chromatographisches Kernmaterial sein, das eine Kernoberfläche auf Kieselbasis, Metalloxidbasis oder anorganisch-organischer Hybridbasis umfasst. W kann fehlen und/oder kann Wasserstoff und/oder Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfassen. Q kann eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen, die im Wesentlichen eine chromatographische Interaktion zwischen einem Analyten und X und W verhindern, derart, dass eine erste Fraktion von Q an X gebunden ist und eine anteilige Fraktion von Q polymerisiert wird. T kann eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen umfassen, die mit dem Analyten chromatographisch interagieren, derart dass eine dritte Fraktion von T an Q gebunden wird, eine vierte Fraktion von T an X gebunden wird und eine fünfte Fraktion von T polymerisiert wird. Zudem können b und c positive Zahlen sein; Verhältnis von 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen wird Q so dargestellt:
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen ist n¹ eine ganze Zahl zwischen 0 und 30; und n² ist eine ganze Zahl zwischen 0 und 30. Jedes Auftreten von R¹, R², R³ and R⁴ kann unabhängig jeweils für Wasserstoff, Fluor-, Methyl, Ethyl, n-Butyl, t-Butyl, i-Propyl, Niederalkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol, ein Zwitterion oder eine Gruppe Z stehen. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Gruppe Z eine Oberflächenanlagerungsgruppe der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi-, wobei x eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, y eine ganze Zahl zwischen 0 und 2, z eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 ist; und x + y + z = 3. Jedes Auftreten von R⁵ und R⁶ kann jeweils unabhängig für Methyl, Ethyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl, iso-Propyl, Thexyl, substituiertes oder nicht substituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, niederes Alkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitterionengruppe stehen; und B¹ kann für eine Siloxanbindung stehen. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Gruppe Z Anlagerung an eine oberflächen-organofunktionelle Hybridgruppe, die durch eine direkte Bildung einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch ein Heteroatom, Ester, Ether, Thioether, Amin, Amid, Imid, Harnstoff, Carbonat, Carbamat, Heterocyclus, Triazol oder eine Urethanbindung erreicht wird. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Gruppe Z eine adsorbierte, Oberflächengruppe, die nicht kovalent an der Materialoberfläche angelagert ist. Y kann eine eingebettete polare Funktionalität sein. In manchen Ausführungsbeispielen steht A für eine hydrophile Endgruppe. In manchen Ausführungsbeispielen steht A für Wasserstoff, Fluor-, Methyl, Ethyl, n-Butyl, t-Butyl, i-Propyl, Niederalkyl oder die Gruppe Z. In manchen Ausführungsbeispielen steht A für eine funktionalisierbare Gruppe.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen wird T durch eines der Folgenden dargestellt:

oder eine Kombination davon. In manchen Ausführungsbeispielen ist m eine ganze Zahl zwischen 0 und 30; m' ist eine ganze Zahl zwischen 0 und 30; und m'' ist eine ganze Zahl zwischen 0 und 3. In manchen Ausführungsbeispielen steht Z für eine an die Oberfläche angelagerte Gruppe der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi-, wobei x eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, y eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 und z eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 ist; und x + y + z = 3. Jedes Auftreten von R⁵ und R⁶ kann jeweils unabhängig für Methyl, Ethyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl, iso-Propyl, Thexyl, substituiertes oder nicht substituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, niederes Alkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitterionengruppe stehen. B¹ kann für eine Siloxanbindung stehen; wobei jedes von R⁷, R^7' and R^7'' für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl, iso-Propyl, Thexyl, Phenyl, verzweigtes Alkyl oder niederes Alkyl steht. In manchen Ausführungsbeispielen steht Z für eine Anlagerung an eine Oberflächen-organofunktionelle Hybridgruppe, die durch eine direkte Ausbildung einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch ein Heteroatom, Ester, Ether, Thioether, Amin, Amid, Imid, einen Harnstoff, Carbonat, Carbamat, Heterocyclus, Triazol oder eine Urethanbindung erreicht wird. In manchen Ausführungsbeispielen steht Z für eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Materialoberfläche angelagert ist.
In manchen Ausführungsbeispielen sind b und c positive Zahlen, im Verhältnis von 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0. In manchen Ausführungsbeispielen sind Q und T unterschiedlich, während Q und T in anderen Ausführungsbeispielen identisch sind. Q kann zwei oder mehr unterschiedliche Reste umfassen; und T kann zwei oder mehr unterschiedliche Reste umfassen. In manchen Ausführungsbeispielen sind die erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Fraktion jeweils unabhängig ca. 0–100, 1–99, 5–95, 10–90, 20–80, 30–70, 40–60, 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 oder 95%. In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen ist Q nicht-polar. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst Q ein Borat oder eine Nitro-funktionelle Gruppe. In manchen Ausführungsbeispielen wird Q dargestellt durch eine:
wobei Z eine Oberflächenanlagerungsgruppe der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi- umfassen kann, wobei x eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, y eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 und z eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 ist; und x + y + z = 3. Jedes Auftreten von R⁵ und R⁶ kann jeweils unabhängig für Methyl, Ethyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl, iso-Propyl, Thexyl, substituiertes oder nicht substituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, niederes Alkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitterionengruppe stehen; und B¹ kann für eine Siloxanbindung stehen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist Z eine Anlagerung an eine Oberflächen-organofunktionelle Hybridgruppe, was durch eine direkte Bildung einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch ein Heteroatom, Ester, Ether, Thioether, Amin, Amid, Imid, einen Harnstoff, Carbonat, Carbamat, einen Heterocyclus, Triazol oder eine Urethanverbindung erreicht wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist Z eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Materialoberfläche angelagert ist.
In manchen Ausführungsbeispielen wird T durch eine der Folgenden dargestellt:

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst Z eine Oberflächenanlagerung der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi-, wobei x eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, y eine ganze Zahl zwischen 0 bis 2 und z eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 ist; und x + y + z = 3. Jedes Auftreten von R⁵ und R⁶ kann jeweils unabhängig für Methyl, Ethyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl, iso-Propyl, Thexyl, substituiertes oder nicht substituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, niederes Alkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitterionengruppe stehen; und B¹ kann für eine Siloxanbindung stehen. In manchen Ausführungsbeispielen ist Z eine Anlagerung an einer Oberflächen-organofunktionellen Hybridgruppe, was durch eine direkte Bildung einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch ein Heteroatom, Ester, Ether, Thioether, Amin, Amid, Imid, einen Harnstoff, Carbonat, Carbamat, einen Heterocyclus, Triazol oder eine Urethanbindung erreicht wird. In manchen Ausführungsbeispielen ist Z eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Materialoberfläche angelagert ist.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen eines der vorstehenden Aspekte ist X ein hochreines Chromatographiematerial mit einer Kernoberfläche, die bei Chromatographiebedingungen der Alkoxylierung durch eine mobile Chromatographiephase unterliegt. X kann ein Chromatographiematerial mit einer Kernoberfläche sein, die bei Chromatographiebedingungen der Alkoxylierung durch eine mobile Chromatographiephase unterliegt. In manchen Ausführungsbeispielen ist die Q umfassende funktionelle Gruppe ein Diol. Die T umfassende funktionelle Gruppe kann ein Amin, ein Ether, ein Thioether oder eine Kombination davon sein. T kann eine chirale funktionelle Gruppe umfassen, die für eine chirale Separation adaptiert ist; Q kann eine chirale funktionelle Gruppe umfassen, die für eine chirale Separation adaptiert ist; oder T und Q können beide eine chirale funktionelle Gruppe umfassen, die für eine chirale Separation adaptiert ist.
In einem oder mehreren der Ausführungsbeispiele der vorstehenden Aspekte beträgt das Verhältnis von b/c etwa 0,05–75; 0,05–50; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 70; 80 oder 90. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Oberfläche X nicht Kieselmaterial; und b = 0 oder c = 0. In manchen Ausführungsbeispielen ist die vereinte Oberflächendeckung größer als etwa 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 2,1; 2,2; 2,3; 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 2,9; 3,0; 3,1; 3,2; 3,4; 3,5; 3,6; 3,7; 3,8; 3,9; 4; 5; 6; 7 oder 8 μmol/m².
In manchen Ausführungsbeispielen der vorgenannten Aspekte zeigt die stationäre Chromatographiephase eine/n Retentionsdrift oder Retentionsveränderung von ≤ 5% über 30 Tage, ≤ 4% über 30 Tage, ≤ 3% über 30 Tage, ≤ 2% über 30 Tage, ≤ 1% über 30 Tage, ≤ 5% über 10 Tage, ≤ 4% über 10 Tage, ≤ 3% über 10 Tage, ≤ 2% über 10 Tage, ≤ 1% über 10 Tage, ≤ 5% über 3 Tage, ≤ 4% über 3 Tage, ≤ 3% über 3 Tage, ≤ 2% über 3 Tage, ≤ 1% über 3 Tage, ≤ 5% über 30 Läufe, ≤ 4% über 30 Läufe, ≤ 3% über 30 Läufe, ≤ 2% über 30 Läufe, ≤ 1% über 30 Läufe, ≤ 5% über 10 Läufe, ≤ 4% über 10 Läufe, ≤ 3% über 10 Läufe, ≤ 2% über 10 Läufe, ≤ 1% über 10 Läufe, ≤ 5% über 3 Läufe, ≤ 4% über 3 Läufe, ≤ 3% über 3 Läufe, ≤ 2% über 3 Läufe oder ≤ 1% über 3 Läufe.
In manchen Ausführungsbeispielen besteht das Kernmaterial im Wesentlichen aus Kieselmaterial. Wahlweise besteht das Kernmaterial im Wesentlichen aus einem organisch-anorganischen Hybridmaterial oder einem oberflächlich porösen Material. In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen besteht das Kernmaterial im Wesentlichen aus einem anorganischen Material mit einer hybriden Oberflächenschicht, einem Hybridmaterial mit einer anorganischen Oberflächenschicht, einer umgebenen Hybridschicht oder einem Hybridmaterial mit einer unterschiedlichen hybriden Oberfläche. Das stationäre Trennmaterial kann wahlweise in der Form einer Mehrzahl von Partikeln, eines Monoliths oder eines oberflächlich porösen Materials vorliegen. In manchen Ausführungsbeispielen verfügt die stationäre Phase nicht über eine die Chromatographie verbessernde Porengeometrie, während die stationäre Phase in anderen Ausführungsbeispielen über eine die Chromatographie verbessernde Porengeometrie verfügt. Die stationäre Phase kann in der Form eines sphärischen Materials oder nicht-sphärischen Materials vorliegen (beispielsweise einschließlich Toroiden und Polyedern). In gewissen Ausführungsbeispielen hat die stationäre Phase eine hochsphärische Kernmorphologie, eine stabförmige Kernmorphologie, eine Kernmorphologie in Form eines gebogenen Stabs, eine toroidförmige Kernmorphologie oder eine hantelförmige Kernmorphologie. In gewissen Ausführungsbeispielen verfügt die stationäre Phase über ein Gemisch hochsphärischer, stabförmiger, als gebogener stabförmiger, toroidförmiger oder hantelförmiger Morphologien.
In manchen Ausführungsbeispielen hat die stationäre Phase eine Oberfläche von etwa 25 bis 1100 m²/g, etwa 150 bis 750 m²/g oder etwa 300 bis 500 m²/g. In manchen Ausführungsbeispielen verfügt die stationäre Phase über ein Porenvolumen von etwa 0,2 bis 2,0 cm³/g oder etwa 0,7 bis 1,5 cm³/g. In manchen Ausführungsbeispielen hat die stationäre Phase eine Mikroporenoberfläche von weniger als etwa 105 m²/g, weniger als etwa 80 m²/g oder weniger als etwa 50 m²/g. Das stationäre Trennmaterial kann einen durchschnittlichen Porendurchmesser von etwa 20 bis 1500 Å, etwa 50 bis 1000 Å, etwa 60 bis 750 Å oder etwa 65 bis 200 Å aufweisen. In manchen Ausführungsbeispielen hat die Mehrzahl der Partikel Größen zwischen etwa 0,2 und 100 Mikron, zwischen etwa 0,5 und 10 Mikron oder zwischen etwa 1,5 und 5 Mikron.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen umfasst X einen Kieselkern, c = 0; und Q hat eine vereinte Oberflächendeckung von ≥ 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 2,9; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 oder 5 μmol/m²; oder X umfasst einen Nicht-Kieselkern oder einen Kiesel-organischen Hybridkern, c = 0, und Q hat eine vereinte Oberflächendeckung von ≥ 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 oder 5 μmol/m²; oder b > 0, c > 0, und Q hat eine vereinte Oberflächendeckung von ≥ 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 oder 5 μmol/m².
Die stationäre Chromatographiephase kann für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert werden.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine stationäre Chromatographiephase bereit, die durch die Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c (Formel 1) dargestellt wird. X kann ein chromatographisches Kernmaterial sein, das bei den Bedingungen, die im Zusammenhang mit der Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierten Gaschromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, unterkritischen Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophilen Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie vorliegen, einem Retentionsdrift oder einer Retentionsveränderung unterliegt. W kann fehlen und/oder kann Wasserstoff und/oder Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfassen. Q kann funktionelle Gruppen umfassen, die im Wesentlichen eine chromatographische Interaktion zwischen einem Analyten und X und W verhindern. T kann funktionelle Gruppen umfassen, die chromatographisch mit dem Analyten interagieren und die durch Q an X gebunden sind. „b” und „c” kann jeweils eine positive Zahl sein, derart dass 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
In manchen Ausführungsbeispielen wird das stationäre Trennmaterial für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlenstoffbasis, hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie oder für eine Kombination davon adaptiert.
In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das stationäre Trennmaterial radial eingestellte Poren, nicht-radial eingestellte Poren, geordnete Poren, nicht-geordnete Poren, monodispergierte Poren, nicht-monodispergierte Poren, glatte Oberflächen, raue Oberflächen oder Kombinationen davon. In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen hat T eine ionisierbare Gruppe, hat T mehr als eine ionisierbare Gruppe, hat T zwei oder mehr ionisierbare Gruppen desselben pKa; oder T verfügt über zwei oder mehr ionisierbare Gruppen von unterschiedlichem pKa.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Säule, Kapillarsäule, Mikrofluidvorrichtung oder ein solcher Apparat für die Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie vorgesehen. Die Säule, Kapillarsäule, Mikrofluidvorrichtung oder ein solcher Apparat umfasst jeweils ein Gehäuse mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, sowie eine stationäre Phase, innerhalb der die Chromatographiematerialien der vorliegenden Erfindung angeordnet sind. Das Gehäuse und die stationäre Phase können für Normalphasenchromatographie, überkritische und unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert werden.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kit für die Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie vorgesehen. Das Kit kann ein Gehäuse umfassen mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, und eine stationäre Phase gemäß einem beliebigen der Trennungsmaterialien der vorliegenden Erfindung, die hierin angeordnet sind. Das Gehäuse und die stationäre Phase können zur Verwendung im Zusammenhang mit einer Normalphasenchromatographie, überkritischen und unterkritischen Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert werden. Das Kit kann ferner Anleitungen zur Durchführung einer Normalphasenchromatographie, überkritischen und unterkritischen Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie mittels des Gehäuses und der stationären Phase umfassen.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer stationären Phase mit den Materialien der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Umsetzung einer Kernoberfläche mit einem Silankopplungsvermittler, der eine seitenständige reaktionsfähige Gruppe aufweist. Das Verfahren umfasst ferner das Umsetzen eines zweiten chemischen Stoffes, einschließlich einer oder mehrerer hydrophiler, polarer, ionisierbarer und/oder geladener funktioneller Gruppen mit der seitenständigen reaktionsfähigen Gruppe. Das Verfahren umfasst zudem das Neutralisieren etwaig zurückgebliebener seitenständiger reaktionsfähiger Gruppen, wodurch eine stationäre Phase gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer stationären Phase mit den Materialien der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Oligomerisieren eines Silankopplungsvermittlers mit einer seitenständigen reaktionsfähigen Gruppe. Das Verfahren umfasst ferner die Umsetzung einer Kernoberfläche mit dem oligomerisierten Silankopplungsvermittler. Das Verfahren umfasst zudem das Umsetzen eines zweiten chemischen Stoffes einschließlich einer oder mehrerer hydrophiler, polarer, ionisierbarer und/oder geladener funktioneller Gruppen mit den seitenständigen reaktionsfähigen Gruppen. Das Verfahren umfasst ferner das Neutralisieren etwaig zurückgebliebener nicht umgesetzter seitenständiger reaktionsfähiger Gruppen, wodurch eine stationäre Phase gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen wird Q von einem Reagenz mit einer der folgenden Strukturen abgeleitet:
In manchen Ausführungsbeispielen wird T von einem Reagenz mit einer der folgenden Strukturen abgeleitet:
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Verminderung oder gar Verhinderung von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen im Rahmen der Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierten Gaschromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, unterkritischen Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, der hydrophilen Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie bereit. Die Erfindung umfasst das chromatographische Separieren einer Probe mittels einer Chromatographievorrichtung, einschließlich einer stationären Trennphase gemäß der vorliegenden Erfindung, wodurch Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen vermindert oder ganz vermieden werden.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen umfasst das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen ≤ 5% über 30 Tage, ≤ 4% über 30 Tage, ≤ 3% über 30 Tage, ≤ 2% über 30 Tage, ≤ 1% über 30 Tage, ≤ 5% über 10 Tage, ≤ 4% über 10 Tage, ≤ 3% über 10 Tage, ≤ 2% über 10 Tage, ≤ 1% über 10 Tage, ≤ 5% über 3 Tage, ≤ 4% über 3 Tage, ≤ 3% über 3 Tage, ≤ 2% über 3 Tage, ≤ 1% über 3 Tage, ≤ 5% über 30 Läufe, ≤ 4% über 30 Läufe, ≤ 3% über 30 Läufe, ≤ 2% über 30 Läufe, ≤ 1% über 30 Läufe, ≤ 5% über 10 Läufe, ≤ 4% über 10 Läufe, ≤ 3% über 10 Läufe, ≤ 2% über 10 Läufe, ≤ 1% über 10 Läufe, ≤ 5% über 3 Läufe, ≤ 4% über 3 Läufe, ≤ 3% über 3 Läufe, ≤ 2% über 3 Läufe oder ≤ 1% über 3 Läufe. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Vermindern oder Verhindern von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen im Wesentlichen die Eliminierung des Effekts der Alkoxylierung und/oder Dealkoxylierung des Chromatographiematerials bei der Retention.
In manchen Ausführungsbeispielen umfasst T eine der folgenden Strukturen:
In manchen Ausführungsbeispielen umfasst Y eine der folgenden Strukturen:
T kann von einem Reagens abgeleitet werden, das dargestellt wird durch:
oder eine Kombination davon, wobei m eine ganze Zahl zwischen 0 und 30 ist; m' ist eine ganze Zahl zwischen 0 und 30; und m'' ist eine ganze Zahl zwischen 0 und 3. Z kann für eine chemisch reaktionsfähige Gruppe stehen, einschließlich:
-OH, -OR⁶, Amin, Alkylamin, Dialkylamin, Isocyanat, Acylchlorid, Triflat, Isocyanat, Thiocyanat, Imidazolcarbonat, NHS-Ester, Carbonsäure, Ester, Epoxid, Alkin, Alken, Azid, -Br, -Cl, oder -I. Y kann eine eingebettete polare Funktionalität sein. Jedes Auftreten von R¹ kann jeweils unabhängig für eine chemisch reaktionsfähige Gruppe im Hinblick auf Silicium stehen, einschließlich (ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein) -H, -OH, -OR⁶, Dialkylamin, Triflat, Br, Cl, I, Vinyl, Alken oder -(CH₂)_m'Q: jedes Auftreten von Q kann für -OH, -OR⁶, Amin, Alkylamin, Dialkylamin, Isocyanat, Acylchlorid, Triflat, Isocyanat, Thiocyanat, Imidazolcarbonat, NHS-Ester, Carbonsäure, Ester, Epoxid, Alkin, Alken, Azid, -Br, -Cl, oder -I stehen. p kann eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 sein. Jedes Auftreten von R^1' kann jeweils unabhängig für F, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈ Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl, Fluoralkyl oder Fluoraryl stehen. Jedes Auftreten von R² und R³ kann jeweils unabhängig für Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl, -Z oder eine Gruppe der Formel -Si(R')_bR''_a or -C(R')_bR''_a stehen. Die Variablen a und b können jeweils für eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 stehen, vorausgesetzt dass a + b = 3. R' kann für eine gerade, cyclische oder verzweigte C₁-C₆-Gruppe stehen. R'' kann eine funktionalisierende Gruppe sein, die jeweils ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Cyano, Amino, Diol, Nitro, Ester, einer Kationen- oder Anionenaustauschgruppe, einer Alkyl- oder Arylgruppe, die eine eingebettete polare Funktionalität und einen chiralen Rest enthält. R⁴ kann für Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, substituiertes Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl stehen. R⁵ kann für Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, substituiertes Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl stehen. Jedes Auftreten von R⁶ kann jeweils unabhängig für C₁-C₁₈-Alkyl, C₂-C₁₈-Alkenyl, C₂-C₁₈-Alkinyl, C₃-C₁₈-Cycloalkyl, C₁-C₁₈-Heterocycloalkyl, C₅-C₁₈-Aryl, C₅-C₁₈-Aryloxy oder C₁-C₁₈-Heteroaryl stehen. Het kann für ein monocyclisches oder bicyclisches heterocyclisches oder Heteroarylringsystem stehen, einschließlich mindestens eines Stickstoffatoms. B kann für einen azidischen ionisierbaren Modifizierer stehen.
Das vorstehende Verfahren kann zur Herstellung der Materialien verwendet werden (beispielsweise stationäre Trennmaterialien), wie dies vorliegend beschrieben wurde. Beispielsweise können die Verfahren der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Umsetzung einer stationären Chromatographiephase (beispielsweise Kieselpartikel) mit einem chemischen Reagens (beispielsweise beliebige der vorstehenden und oben beschriebenen Reagenzien) zur chemischen Modifizierung der Oberfläche der stationären Phase umfassen, um die Effekte von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen zu vermindern oder zu verhindern.
Vorrichtungen
Die vorliegende Erfindung stellt verschiedene Vorrichtungen (beispielsweise Chromatographiesäulen, Kapillar- und Mikrofluidvorrichtungen sowie die damit in Verbindung stehenden Verwendungssysteme) bereit, einschließlich der vorliegend beschriebenen Chromatographiematerialien. Auch wenn mehrere veranschaulichende Beispiele nachstehend im Einzelnen besprochen werden, versteht ein Durchschnittsfachmann, dass die vorliegende Erfindung eine Anzahl verschiedener Ausführungsbeispiele in Erwägung zieht, einschließlich Chromatographiesäulen, Vorrichtungen oder Kits und Anwendungen derselben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
In manchen Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung eine Säule oder eine Vorrichtung für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder eine Kombination davon bereit. Die Säule oder Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, sowie eine hierin angeordnete stationäre Phase gemäß irgendeinem der vorstehenden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele. Die Vorrichtungen können vorgeformte Fritten haben oder Fritten, die durch miteinander verbundene Materialien oder Vorrichtungen ohne Fritten hergestellt werden, oder Vorrichtungen ohne Fritten. Das Gehäuse und die stationäre Phase können für die Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder Kombination davon adaptiert werden.
Entsprechend kann die erfindungsgemäße Vorrichtung erfindungsgemäße Materialien (beispielsweise eine stationäre Chromatographiephase, wie etwa eine chemisch modifizierte zur Verhinderung oder Verhinderung von Retentionsdrift oder Retentionsveränderung adaptierte stationäre Phase) enthalten (beispielsweise mit diesen gepackt sein). Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren, wie vorliegend beschrieben, verwendet werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung in Form einer gepackten Säule dargestellt. Die Säule kann mit einer stationären Phase (beispielsweise einem Chromatographiematerial), wie vorliegend beschrieben, gepackt werden. Eine Säule dieser Art kann verwendet werden, um verschiedene Typen von Chromatographien durchzuführen (beispielsweise eine Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie und solvatisierte Chromatographie), wobei Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen vermindert oder vermieden werden.
Die Säulen können in Kombination mit den bestehenden Chromatographieplattformen verwendet werden, wie etwa die im Handel erhältlichen Chromatographiesysteme, einschließlich dem Waters Alliance^® HPLC-System, dem Waters Acquity^® System oder Waters UPC^2® System. Eine erfindungsgemäße Säule kann zur Durchführung einer Anzahl verschiedener Massendurchsätze verwendet werden (beispielsweise analytische Scale-Chromatographie, präparative Scale-Chromatographie), wobei die Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen verringert werden. Ähnlich kann die vorliegende Erfindung in Kapillar- und Mikrofluidvorrichtungen und -systemen zu deren Verwendung realisiert werden (beispielsweise im Rahmen von im Handel erhältlichen Systemen, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind). Die Auswahl der Säulen, Kapillar- und Mikrofluidvorrichtungen sowie der damit verwandten Systeme liegt für den Durchschnittsfachmann auf der Hand.
Verfahren zur Anwendung
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen stellt die vorliegende Erfindung Verfahren zur Anwendung der Erfindung bereit. Ein Durchschnittsfachmann versteht, dass die vorliegende Erfindung Verfahren zur Anwendung der stationären Chromatographiephasen bereitstellt, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, um die Effekte von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen zu verringern, wenn eine chromatographische Trennung durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung umfasst Verfahren zur Verwendung der stationären Phase im Rahmen unterschiedlicher Arten der chromatographischen Auftrennung, wie etwa Trennungen im kapillaren Maßstab, analytische Trennungen, Trennungen im präparativen Maßstab oder Trennungen im industriellen Prozessmaßstab. Die vorliegende Erfindung umfasst erfindungsgemäße Anwendungsverfahren in verschiedenen chromatographischen Betriebsarten (beispielsweise HPLC, UHPLC oder SFC), um Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen zu reduzieren oder zu verhindern.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verringerung oder Vermeidung von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen im Zusammenhang mit der Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, der solvatisierten Gaschromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, unterkritischen Fluidchromatographie, der Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophilen Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder eine Kombination davon. Das Verfahren umfasst das chromatographische Auftrennen einer Probe mittels einer Chromatographievorrichtung, einschließlich einer chromatographischen stationären Phase gemäß einem beliebigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wodurch Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen verringert oder vermieden werden.
Die Verfahren können mittels eines erfindungsgemäßen Kits, wie vorstehend beschrieben, implementiert werden. Zusätzlich kann das Verfahren mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Säule, oder den erfindungsgemäßen Materialien (beispielsweise die stationäre chromatographische Phase), wie vorliegend beschrieben, durchgeführt werden. Ferner können die erfindungsgemäßen Verfahren zur Analyse der Analyten der vorliegenden Erfindung verwendet werden (beispielsweise Vorliegen, Menge, Konzentration und dergleichen).
Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um eine Mehrzahl von Proben aufzutrennen und/oder zu analysieren, einschließlich, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, kleine organische Moleküle, Proteine, Nukleinsäuren, Fettsäuren, Kohlehydrate, Polymere und dergleichen. Entsprechend kann die vorliegende Erfindung zur Trennung kleiner Moleküle, polarer kleiner Moleküle und von Analyten, die in Pharmazeutika, in Biomolekülen, Antikörpern, Polymeren und Oligomeren, in Zuckern, bei der Glycananalyse, in der petrochemischen Analyse, bei Lipidanalysen, Peptiden, Phosphorpeptiden, Oligonukleotiden, DNA, RNA, polaren Säuren, polyaromatischen Kohlenwasserstoffen, in der Lebensmittelanalyse, der chemischen Analyse, Bioanalyse, Dogenmissbrauchsanalyse, in der Forensik, bei Pestiziden, Agrochemikalien, Biosimilaren und in Formulierungen zur Anwendung kommen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann erfindungsgemäßes Material im Zusammenhang mit Mikrosäulen, die bei SFC, HPLC und/oder UHPLC Systemen zum Einsatz kommen, verwendet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann erfindungsgemäßes Material im Zusammenhang mit Schnellgleichgewichtssäulen, Säulen langer Betriebsdauer und SFC mit wasserstabilen Säulen zum Einsatz kommen
Kits
Die vorliegende Erfindung stellt ein Kit für die Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, die solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, die hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder eine Kombination davon bereit. Das Kit kann ein Gehäuse mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, umfassen sowie eine hierin angeordnete stationäre Phase gemäß einem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtungen können vorgeformte Fitten, Fritten, die durch damit verbundene Materialien hergestellt werden, oder Vorrichtungen ohne Fritten aufweisen. Das Gehäuse und die stationäre Phase können für die Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, die solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, die Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder eine Kombination davon adaptiert werden. Zusätzlich können Anleitungen zur Implementierung der Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, der solvatisierten Gaschromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, unterkritischen Fluidchromatographie, der Chromatographie auf Kohlendioxidbasis, der hydrophilen Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder einer Kombination davon mit dem Gehäuse und der stationären Phase inbegriffen sein.
Entsprechend kann das erfindungsgemäße Kit zur Implementierung der erfindungsgemäßen Verfahren, die vorstehend beschrieben werden, verwendet werden. Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Kits verwendet werden, um eine Vielzahl unterschiedlicher Proben und Probenarten zu analysieren, einschließlich der nachstehend beschriebenen.
In einem oder mehreren der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen erfindungsgemäße Kits Aspekte der vorliegenden Erfindung zur Reduzierung oder Verhinderung der Effekte von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen. Beispielsweise kann ein Kit eine Chromatographiesäule umfassen, die mit einem stationären Trennmaterial der vorliegenden Erfindung gepackt ist. In manchen Ausführungsbeispielen kann die gepackte Säule direkt im Rahmen eines standardmäßigen Chromatographiesystems verwendet werden (beispielsweise einem im Handel erhältlichen System, wie etwa das Waters Acquity^® Chromatographiesystem). Ein Kit kann ferner Anwendungsanleitungen enthalten. Zusätzlich kann das Kit Stammproben reiner Analyten zur Kalibrierung des Instruments und/oder zur Bestätigung eines substantiellen Fehlens von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen enthalten. Ein Kit kann sämtliche der vorstehend beschriebenen Komponenten umfassen (beispielsweise eine mit einer stationären Phase gepackte Säule oder eine Chromatographievorrichtung), um die Effekte von Retentionsdrift oder Retentionsveränderungen zu verringern oder zu verhindern.
Analyten
Analyten, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zur chromatographischer Trennung geeignet sind, können alle Moleküle, die von Interesse sind, umfassen, beispielsweise kleine organische Moleküle, Lipide, Peptide, Nukleinsäuren, synthetische Polymere usw. Der Zielanalyt kann einer der Analyten sein, die vorliegend von Interesse sind, beispielsweise in einem oder mehreren Zusammenhängen in der klinischen Chemie, Medizin, Veterinärmedizin, forensischen Chemie, Pharmakologie, Lebensmittelindustrie, Sicherheit am Arbeitsplatz und Umweltverschmutzung.
Die Zielanalyten in der klinischen Chemie können alle in einem Organismus anzutreffenden Moleküle umfassen (beispielsweise im menschlichen oder tierischen Körper, in Pilzen, Bakterien, Viren und dergleichen). Beispielhafte Zielanalyten in der klinischen Chemie umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Proteine, Metaboliten, Biomarker und Arzneimittel/Drogen.
Die Zielanalyten in der Human- und Tiermedizin können alle im Rahmen einer Diagnose, Prophylaxe oder Behandlung einer Krankheit oder eines Zustands bei einem Subjekt verwendeten Moleküle umfassen. Beispielhafte Zielanalyten in der Human- und Veterinärmedizin umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Krankheitsmarker, prophylaktische oder therapeutische Agenzien.
Die Zielanalyten in der forensischen Chemie können alle Moleküle umfassen, die in einer an einem Tatort genommenen Probe enthalten sind, wie etwa eine Probe vom Körper des Opfers (beispielsweise Gewebe- oder Flüssigkeitsproben, Haar-, Blut-, Samen- und Harnproben und dergleichen.). Beispielhafte Zielanalyten in der klinischen Chemie umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Giftstoffe, Arzneimittel/Drogen und deren Metaboliten, Biomarker und deren diese identifizierenden Verbindungen.
Die Zielanalyten in der Pharmakologie können alle Moleküle umfassen, bei denen es sich um ein Pharmazeutikum oder einen Metaboliten davon handelt oder die bei der Entwicklung, Synthese und Überwachung von Arzneimitteln/Drogen verwendet werden. Beispielhafte Zielanalyten in der Pharmakologie umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, prophylaktische und/oder therapeutische Agenzien, deren Prodrugs, Zwischenprodukte und Metaboliten. Pharmakologische Analysen können Bioäquivalenzprüfungen umfassen, beispielsweise im Zusammenhang mit der Zulassung, Herstellung und Überwachung eines generischen Arzneimittels.
Die Zielanalyten in der Lebensmittel- und Agrarindustrie können alle Moleküle umfassen, die zur Überwachung der Sicherheit bei Lebensmitteln und Getränken und/oder anderen Produkten der Lebensmittel-/Agrarindustrie relevant sind. Beispielhafte Zielanalyten in der Lebensmittelindustrie umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, pathogene Marker, Allergene (beispielsweise Gluten und Nussproteine) sowie Pilzgifte.
Die Zielanalyten können Polypeptide sein (beispielsweise Polymere natürlich oder nicht natürlich auftretender Aminosäuren, wie etwa Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Phe, Trp, Cys, Met, Ser, Thr, Tyr, His, Lys, Arg, Asp, Glu, Asn, Gln, Selenocystein, Ornithin, Citrullin, Hydroxyprolin, Methyllysin, Carboxyglutamat), Peptide, Proteine, Gykoproteine, Lipoproteine; Peptid-Nukleinsäuren; Hormone (wie etwa Peptidhormone, beispielsweise TRH und Vasopressin) sowie synthetische und industrielle Polypeptide.
Proben
Im Allgemeinen ist eine Probe eine Zusammensetzung, die mindestens einen Zielanalyten umfasst (beispielsweise ein Analyt der vorstehend offenbarten Klasse oder Art, gemeinsam mit einer Matrix). Proben können feste, flüssige oder gasförmige Materialien oder Mischungen davon umfassen (beispielsweise einer Zwischenkonsistenz, wie etwa Extrakte, Zellen, Gewebe, Organismen usw.) oder eine Kombination davon. In verschiedenen Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der Probe um eine körpereigene Probe, eine Umweltprobe, eine Lebensmittelprobe, eine synthetische Probe, einen Extrakt (beispielsweise durch Auftrennungstechniken erhalten) oder eine Kombination davon.
Körpereigene Proben können alle Proben umfassen, die von einem einzelnen Körper abgeleitet sind. In diesem Zusammenhang kann der Einzelkörper ein Tier sein, beispielsweise ein Säugetier, beispielsweise ein Mensch. Andere Beispiele von Einzelkörpern umfassen eine Maus, eine Ratte, ein Meerschweinchen, ein Kaninchen, eine Katze, ein Hund, eine Ziege, ein Schaf, ein Schwein, eine Kuh, oder ein Pferd. Die Einzelperson kann der Patient sein, wie beispielsweise eine Einzelperson, die an einer Krankheit leidet oder bei der ein Verdacht auf das Vorliegen einer Krankheit besteht. Eine körpereigene Probe kann eine Körperflüssigkeit oder ein Körpergewebe sein, die beispielsweise zum Zweck einer wissenschaftlichen oder medizinischen Untersuchung entnommen wird, wie etwa zur Eruierung oder Diagnose einer Krankheit (beispielsweise durch Erfassen und/oder Identifizierung eines Krankheitserregers oder des Vorliegens eines Biomarkers). Körpereigene Proben können auch Zellen umfassen, beispielsweise Krankheitserreger oder Zellen aus der körpereigenen Probe der Einzelperson (beispielsweise Tumorzellen). Solche körpereigenen Proben können mittels der bekannten Verfahren entnommen werden, einschließlich einer Gewebebiopsie (beispielsweise einer Stanzbiopsie), der Blutabnahme, Entnahme von Bronchialaspirat, Sputum, Harn, Stuhl, oder anderen Körperflüssigkeiten. Beispielhafte körpereigene Proben umfassen Humor, Ganzblut, Plasma, Serum, Nabelschnurblut (insbesondere Blut, das mittels perkutaner Nabelschnurblutentnahme (percutaneous umbilical cord blond sampling, PUBS) entnommen wurde, Gehirn- und Rückenmarksflüssigkeit (CSF), Sputum, amniotische Flüssigkeit, Muttermilch, Sekretabsonderungen, Ichor, Harn, Stuhl, Meconium, Haut, Nagel, Haar, Umbilicus, Mageninhalt, Plazenta, Knochenmark, periphere Blutlymphozyten (PBL) und solide Organgewebeextrakte.
Umweltproben können Proben umfassen, die von der Umwelt abgeleitet sind, wie etwa von der natürlichen Umwelt (beispielsweise Meere, Böden, Luft und Flora) oder der vom Menschen geschaffenen Umwelt (beispielsweise Kanäle, Tunnel und Gebäude). Beispielhafte Umweltproben umfassen (beispielsweise Trinkwasser, Flusswasser, Oberflächenwasser, Grundwasser, trinkbares Wasser, Kanalwasser, Effluenz, Abwasser oder Ausschwemmungen), Boden, Luft, Sediment, Biota (beispielsweise Bodenbiota), Flora, Fauna (beispielsweise Fisch) und Erdreich (beispielsweise abgetragenes Material).
Lebensmittelproben können Proben umfassen, die von Lebensmitteln (einschließlich Getränken) abgeleitet sind. Solche Lebensmittelproben werden zu verschiedenen Zwecken verwendet, einschließlich beispielsweise (1) zur Sicherheitsüberprüfung eines Lebensmittelartikels; (2) zur Inhaltsüberprüfung um festzustellen, ob der Lebensmittelartikel zum Zeitpunkt des Verzehrs schädliche Verunreinigungen enthielt, (zurückgehaltene Probe) oder ob der Lebensmittelartikel frei von schädlichen Verunreinigungen ist; (3) zur Überprüfung dessen, ob der Lebensmittelartikel ausschließlich die zugelassenen Additive enthält (aufsichtsbehördliche Vorschrifteneinhaltung); (4) zur Überprüfung dessen, ob der Lebensmittelartikel die korrekten Mengen der zwangsweise vorgeschriebenen Inhaltsstoffe enthält (beispielsweise ob die Deklarationen auf dem Lebensmitteletikett korrekt sind); oder (5) zur Analyse des in dem Lebensmittelartikel enthaltenen Nährmittelgehalts. Beispielhafte Lebensmittelproben umfassen essbare Produkte vom Tier, Gemüseartikel oder Produkte synthetischer Herkunft (beispielsweise Milch, Brot, Eier oder Fleisch), Mahlzeiten, Getränke oder Bestandteile davon, wie etwa zurückgehaltene Proben. Lebensmittelproben können auch Obst und Gemüse, Nüsse, Ölsamen, Getreideflocken, Tee, Kaffee, Kräuterinfusionen, Kakao, Hopfen, Kräuter, Gewürze, Zuckerpflanzen, Fleisch, Fett, Nieren, Leber, Innereien, Milch, Eier, Honig, Fisch und Getränke umfassen.
Synthetische Proben können Proben umfassen, die aus einem industriellen Prozess abgeleitet sind. Der industrielle Prozess kann ein biologischer Industrieprozess sein (beispielsweise ein Prozess, bei dem biologische Materialien, die genetische Informationen enthalten und sich potenziell reproduzieren oder in einem biologischen System reproduziert werden können, zum Einsatz kommen, wie etwa Fermentierungsprozesse, bei denen transfizierte Zellen verwendet werden) oder ein nicht-biologischer industrieller Prozess (beispielsweise die chemische Synthese oder der Abbau einer Verbindung, wie etwa eines Pharmazeutikums). Synthetische Proben können zur Überprüfung und Überwachung von Industrieprozessen verwendet werden, um den Ertrag eines gewünschten Produkts festzustellen und/oder die Menge der Nebenprodukte und/oder Startmaterialien zu messen.
BEISPIELE
Materialien
Alle Reagenzien wurden in der Form verwendet, in der sie jeweils erhalten wurden, sofern keine anderweitigen Angaben gemacht werden. Dem Fachmann ist klar, dass äquivalente Produkte und äquivalente Lieferanten anstelle der hier angeführten genutzt werden können und dass die Liste der Lieferanten, die weiter unten angeführt werden, nicht als einschränkend aufzufassen ist.
Charakterisierung
Dem Fachmann ist klar, dass äquivalente Instrumente und äquivalente Lieferanten anstelle der hier angeführten genutzt werden können und dass diese Liste der Lieferanten, die weiter unten angeführt werden, nicht als einschränkend aufzufassen ist.

Die %C-Werte wurden mittels einer Verbrennungsanalyse gemessen (CE-440 Elemental Analyzer; Exeter Analytical Inc., North Chelmsford, MA) oder vom Coulometric Carbon Analyzer (Module CM5300, CM5014, UIC Inc., Joliet, IL). Der Brom- und Chlorgehalt wurde mittels Kolbenverbrennung ermittelt, gefolgt von Ionenchromatographie (Atlantic Microlab, Norcross, GA). Die spezifischen Oberflächenbereiche (specific surface areas, SSA), spezifischen Porenvolumen (specific pure volumes, SPV) und die durchschnittlichen Porendurchmesser (average pure diameters, APD) dieser Materialien wurde unter Verwendung eines Multipunkt N₂ Sorptionsverfahrens (Micromeritics ASAP 2400; Micromeritics Instruments Inc., Norcross, GA) ermittelt. Die SSA wurden mit Hilfe der BET-Methode berechnet, die SPV waren ein Einzelpunktwert, der für P/P₀ > 0,98 bestimmt wurde; und der APD-Wert wurde aus dem Desorptionsabschnitt des Isotherm und unter Verwendung der BJH-Methode berechnet. Der Mikroporen-Oberflächenbereich (micropore surface area, MSA) wurde als kumulative Adsorptionspore-Durchmesserdaten für Poren < 34 Å bestimmt und vom spezifischen Oberflächenbereich (SSA) subtrahiert. Der mediane Mesoporen-Durchmesser (median mesopore diameter, MMPD) und das Mesoporen-Porenvolumen (mesopore pure volume, MPV) wurden mittels Mercury Porosimetry (Micromeritics AutoPore II 9220 oder AutoPore IV, Micromeritics, Norcross, GA) gemessen. Skelettdichten wurden mit Hilfe eines Micromeritics AccuPyc 1330 Helium Pycnometer (V2.04N, Norcross, GA) gemessen. Die Partikelgrößen wurden mit einem Beckman Coulter Multisizer 3 Analysator (30 μm Öffnung, 70.000 Abzählung; Miami, FL) gemessen. Der Partikeldurchmesser (dp₅₀) wurde als 50% kumulativer Durchmesser des Volumens basierend auf der Partikelgrößenverteilung bestimmt. Die Breite der Verteilung wurde als der 90%ige kumulative Volumendurchmesser dividiert durch den 10%igen kumulativen Volumendurchmesser gemessen (als Verhältnis 90/10 bezeichnet). Die Viskosität wurde für diese Materialien mit Hilfe eines Brookfield Digital-Viscometer Model DV-II (Middleboro, MA) bestimmt. Die Messungen von pH-Werten wurden mit Hilfe eines Oakton pH100 Series Messers (Cole-Palmer, Vernon Hills, Illinois) ermittelt und mit Orion (Thermo Electron, Beverly, MA) pH-gepufferten Standards bei Umgebungstemperatur unmittelbar vor der Verwendung kalibriert. Die Titrationen wurden unter Einsatz eines Metrohm 716 DMS Titrino Autotitrators (Metrohm, Hersau, Schweiz) vorgenommen und als Milliäquivalente pro Gramm (mequiv/g) gemeldet. Die Deckungsstände für das Epoxid wurden durch Titrieren des OH^–, das bei Addition von Natriumthiosulfat freigesetzt wurde, bestimmt. Multinukleare (¹³C, ²⁹Si) CP-MAS NMR-Spektren wurden mit Hilfe eines Broker Instruments Avance-300 Spektrometers (7 mm Doppel-Breitbandprobenehmers) genommen. Die Drehgeschwindigkeit lag in der Regel bei 5,0–6,5 kHz; die Recycle-Verzögerung betrug 5 Sekunden; und die Kreuz-Polarisierungskontaktzeit war 6 msec. Berichtete ¹³C und ²⁹Si CP-MAS NMR-Spektralverschiebungen wurden mit Bezug auf Tetramethylsilan aufgezeichnet, wobei die externen Standards Adamantan (external standard adamantane) (¹³C CP-MAS NMR, δ 38,55) und Hexamethylcyclotrisiloxan (²⁹Si CP-MAS NMR, δ –9,62) verwendet wurden. Die Populationen unterschiedlicher Siliciumumgebungen wurden mittels Deconvolution und unter Verwendung der DMFit software evaluiert. [Massiot, D.; Fayon, F.; Capron, M.; King, I.; Le Calvé, S.; Alonso, B.; Durand, J.-O.; Bujoli, B.; Gan, Z.; Hoatson, G. Magn. Reson. Chem. 2002, 40, 70–76] Tabelle 1 – Genutzte spezifische Basenpartikel

Eingang	Material
B1	Hybrid-organischer Kiesel (3,8 μm, 90 Å APD, 1,3 cm³/g TPV)¹
B2	Hybrid-organischer Kiesel (3,8 μm, 115 Å APD, 1,3 cm³/g TPV)¹
B3	Hybrid-organischer Kiesel (2,3 μm, 115 Å APD, 1,3 cm³/g TPV)¹

¹Nach der Beschreibung in US7919177 , US 7223473 , US6686035 und WO2011084506 Tabelle 2 – Liste der genutzten spezifischen Nukleophile

Eingang	Nukleophil
N1	2-Picolylamin
N2	3-Picolylamin
N3	4-Picolylamin
N4	Di-2-picolylamin
N5	Diethylamin
N6	Epinephrin
N7	3-(Diethylamino)propylamin
N8	2-Aminopyridin
N9	2-Mercaptopyridin
N10	Benzylamin
N11	4-Nitrobenzylamin
N12	Dioctylamin
N13	4-(Aminomethyl)phenylborsäure-Pinacolester
N14	(R)-2-Methylpyrrolidin

Ausführungsbeispiele der verwendeten spezifischen Silane

Beispiel 1
In einer typischen Reaktion wurden hybride poröse Partikel in einer Lösung bestehend aus Glycidoxypropyltrimethoxysilan/Methanol (0,25 ml/g) (GLYMO, Aldrich, Milwaukee, WI,) in 20 mM Acetatpuffer (pH 5,5; Herstellung mit Essigsäure und Natriumacetat, J. T. Baker. 5 ml/g Verdünnung), das 60 Minuten bei 70°C vorgemischt worden war, dispergiert. Das Gemisch wurde 20 Stunden auf 70°C gehalten. Die Reaktion wurde danach abgekühlt, und das Produkt wurde in Folge nacheinander mit Wasser und Methanol (J. T. Baker) gefiltert und gewaschen. Das Produkt wurde dann bei vermindertem Druck 16 Stunden bei 80°C getrocknet. Die Umsetzungsdaten sind in der Tabelle 3 aufgeführt. Spezifische Änderungen an diesem allgemeinen Vorgehen umfassen: 1) das Material 1E wurde unter Ausnutzung einer 6-stündigen Reaktionszeit hergestellt; 2) das Material 1F unter Ausnutzung eines 100 mM Acetatpuffers hergestellt; 3) das Material 1G wurde unter Ausnutzung eines 20-stündigen Halteschritts bei 50°C hergestellt; 4) das Material 1H wurde unter Ausnutzung eines 50°C Premix und 50°C Halteschritts hergestellt.

Die gesamten Oberflächenabdeckungen von 3,90–5,10 μmol/m² wurden anhand des Unterschieds in Partikel %C vor und nach der Oberflächenmodifikation gemessen und mittels Elementanalyse ermittelt. Die Analyse dieser Materialien mittels ¹³C CP-MAS NMR-Spektroskopie zeigt an, dass bei diesen Materialien eine Mischung von Epoxy- und Diolgruppen vorhanden ist. Tabelle 3

Beispiel	Grundmaterial		GPTMS Menge (g)	Gesamtabdeckung¹ (μmol/m²)	Epoxid-Abdeckung² (μmol/m²)
Beispiel	Partikel	Menge (g)	GPTMS Menge (g)	Gesamtabdeckung¹ (μmol/m²)	Epoxid-Abdeckung² (μmol/m²)
1A	B1	70	90,7	3,90	1,52
1B	B2	40	39,0	4,80	1,86
1C	B3	25	23,4	4,76	1,76
1D	B2	20	17,3	4,71	1,67
1E	B2	60	52,1	4,73	3,11
1F	B2	20	19,3	4,87	1,51
1G	B2	20	19,3	5,10	2,38
1H	B2	20	19,3	4,22	3,23

¹Das bezieht sich auf die kombinierte Abdeckung aus dem GPTMS-Silan-Verbundstoff – Abdeckung aus nicht hydrolysierten Epoxiden + Abdeckung aus hydrolysierten Epoxiden (als Diol).
²Durch Titration bestimmt.

Beispiel 2

In einer typischen Reaktion wurden die porösen Hybridpartikel in einer Glycidoxypropyltrimethoxysilan/Methanol-Lösung (0,25 mL/g) (GLYMO, Aldrich, Milwaukee, WI) in einem 20 mM Acetatpuffer (pH 5,5, hergestellt unter Verwendung von Essigsäure und Natriumacetat, J. T. Baker, Verdünnung 5 mL/g) nach vorherigem Mischen bei 70°C über 60 Minuten dispergiert. Die Mischung wurde bei 70°C 20 Stunden lang stehen gelassen. Danach wurde die Reaktion abgekühlt und das Produkt wurde gefiltert und nacheinander mit Wasser und Methanol (J. T. Baker) gewaschen. Das Material wurde hierauf unter Rückfluss in einer 0,1 M Essigsäure (Verdünnung 5 mL/g, J. T. Baker) bei 70°C 20 Stunden lang erhitzt. Danach wurde die Reaktion abgekühlt und das Produkt wurde gefiltert und nacheinander mit Wasser und Methanol (J. T. Baker) gewaschen. Hierauf wurde das Produkt bei 80°C unter reduziertem Druck 16 Stunden lang getrocknet. Die Reaktionsdaten sind in Tabelle 4 angeführt. Die Oberflächenabdeckungen von 0,93–3,37 μmol/m² wurden anhand des Unterschieds in Partikel %C vor und nach der Oberflächenmodifikation gemessen und mittels Elementanalyse ermittelt. Die Analyse dieser Materialien mittels ¹³C CP-MAS NMR-Spektroskopie zeigt, dass keine messbare Menge von Epoxidgruppen übrig ist, wobei bei diesen Materialien nur Diolgruppen vorhanden sind. Tabelle 4

Beispiel	Grundmaterial		GPTMS-Menge (g)	Gesamtabdeckung¹ (μmol/m²)	Epoxid-Abdeckung² (μmol/m²)
Beispiel	Partikel	Menge (g)	GPTMS-Menge (g)	Gesamtabdeckung¹ (μmol/m²)	Epoxid-Abdeckung² (μmol/m²)
2A	B3	20	4,9	2,71	N/A
2B	B3	20	7,0	3,37	N/A
2C	B1	70	90,3	3,16	N/A
2D	B1	20	7,3	1,76	N/A
2E	B1	20	4,4	0,93	N/A

Beispiel 3

In einem Standardexperiment wurden 10 g eines Materials, das wie in Beispiel 1 vorbereitet wurde, in einem Lösungsmittel, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf Wasser, Isopropanol oder Dioxan, dispergiert. Eine Nucleophilmenge, die über die Epoxidabdeckung, die für das Material aus Beispiel 1 ermittelt wurde, hinausgeht, wurde zugesetzt und die Mischung wurde 16 Stunden lang auf 70°C erhitzt. Schwefel-Nucleophile wurden unter Verwendung 1 molaren Äquivalents einer geeigneten Base verknüpft. Nach der Reaktion wurden die Partikel nacheinander mit Wasser und 0,5 M Essigsäure gewaschen, und das Material wurde hierauf in einer 0,1 M Essigsäurelösung (Verdünnung 5 mL/g, J. T. Baker) unter Rückfluss bei 70°C 20 Stunden lang erhitzt. Danach wurde die Reaktion abgekühlt und das Produkt wurde gefiltert und nacheinander mit Wasser und Methanol (J. T. Baker) gewaschen. Hierauf wurde das Produkt bei 80 C unter reduziertem Druck 16 Stunden lang getrocknet. Die Reaktionsdaten sind in Tabelle 5 angeführt. In den Beispielen 3H, 3I und 3J wurden nucleophile Ladungen verwendet, die niedriger waren als die ermittelten Epoxidabdeckungen, um die reduzierten nucleophilen Oberflächenkonzentrationen zu erzielen. Die nucleophilen Oberflächenkonzentrationen von 0,2–2,1 μmol/m² wurden anhand des Unterschieds in Partikel %C, %N oder %S vor und nach der Oberflächenmodifikation gemessen und mittels Elementanalyse ermittelt. Die Analyse dieser Materialien mittels ¹³C CP-MAS NMR-Spektroskopie zeigt an, dass keine messbare Menge von Epoxidgruppen übrig ist. Tabelle 5

Beispiel	Grundmaterial		Verwendetes Nucleophil	Nucleophile Oberflächenkonzentration (μmol/m²)
Beispiel	Repräsentative Vorbereitung von Beispiel 1	Gesamtabdeckung aus der Initialverbindung (μmol/m²)	Verwendetes Nucleophil	Nucleophile Oberflächenkonzentration (μmol/m²)
3A	1B	4,63	N1	1,4
3B	1B	4,62	N5	1,6
3C	1B	4,40	N7	1,1
3D	1B	4,77	N10	1,4
3E	1C	4,71	N14	1,2
3F	1C	4,73	N9	2,1
3G	1C	4,35	N1	1,2
3H	1C	4,35	N1	1,0
3I	1C	4,35	N1	0,7
3J	1C	4,35	N1	0,4
3K	1C	4,35	N1	0,2
3L	1A	3,61	N2	1,2
3M	1A	3,61	N3	1,0
3N	1A	3,61	N4	1,1
3O	1B	4,71	N6	0,4
3P	1C	4,73	N8	1,1
3Q	1C	4,73	N12	1,2
3R	1C	4,95	N13	1,8
3S	1C	4,95	N11	1,4

Beispiel 4

In einer typischen Reaktion wurde Hybridmaterial (10 g) in Toluol (190 mL) unter Verwendung einer Dean-Stark-Falle 1 Stunde lang erhitzt. Nach dem Abkühlen wurden das gewünschte Silan und Toluol (90 mL) dem Kolben zugesetzt. Die Mischung wurde 1 Stunde lang bei Raumtemperatur gerührt und danach unter Rückfluss 16 Stunden lang erhitzt. Die Reaktion wurde dann abgekühlt und das Produkt wurde gefiltert und nacheinander mit Toluol, Aceton, 1:1 v/v Aceton/Wasser und Aceton (alle Lösungsmittel von Fisher Scientific) gewaschen. Die Partikel wurden danach in einer Lösung von Aceton/0,1 M NH₄HCO₃ (60/40, v/v, 200 mL) aufgeschlämmt und 20 Stunden lang bei 50°C gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die Partikel mittels Filtrierung gesammelt und nacheinander mit 1:1 v/v Aceton/Wasser und Aceton gewaschen. Die Partikel wurden über Nacht unter Vakuum bei 80°C getrocknet. Konkrete Beispiele werden in Tabelle 6 präsentiert. Die gesamten Oberflächenabdeckungen von 1,62–2,60 μmol/m² wurden anhand des Unterschieds in Partikel %C und/oder %N vor und nach der Oberflächenmodifikation gemessen und mittels Elementanalyse ermittelt. Tabelle 6

Beispiel	Grundmaterial		Silan		Abdeckung (μmol/m²)
Beispiel	Typ	Menge (g)	Verwendetes Silan	Menge (g)	Abdeckung (μmol/m²)
4A	B1	15	S2	12,6	2,08
4B	B1	10	S3	7,5	1,97
4C	B1	20	S4	15,7	1,62
4D	B1	20	S5	13,2	2,60
4E	B1	10	S6	9,1	1,89

Beispiel 5
Das allgemeine Verfahren für die Verbindungen/Funktionalisierung von Partikeln, das in Beispiel 1, 2 und 3 im Einzelnen erläutert wird, wird angewendet, um die Oberflächen-Silanolgruppen von verschiedenen porösen Materialien zu modifizieren.
Davon umfasst sind monolithische, kugelförmige, körnige, oberflächlich poröse und unregelmäßige Materialien, wie Kieselerde, anorganisch-organische Hybridmaterialien, anorganisch-organische Oberflächenschichten auf anorganisch-organischen Hybridmaterialien, Kieselerde-, Titan-, Aluminium-, Zirconium-, Polymer- oder Kohlenstoff-Hybridmaterialien sowie Kieselerde-Oberflächenschichten auf anorganisch-organischen Hybridmaterialien, Kieselerde-, Titan-, Aluminium-, Zirconium-, Polymer- oder Kohlenstoff-Hybridmaterialien. Davon umfasst sind auch stationäre Phasen-Materialien in Form eines kugelförmigen Materials, nicht kugelförmigen Materials (z. B. umfassend Toroide, Polyeder); stationäre Phasen-Materialien mit einer äußerst kugelförmigen Kernmorphologie, einer stäbchenförmigen Kernmorphologie, einer gebogen-stäbchenförmigen Kernmorphologie; einer toroidförmigen Kernmorphologie oder einer hantelförmigen Kernmorphologie; und stationäre Phasen-Materialien, die eine Mischung aus äußerst kugelförmigen, stäbchenförmigen, gebogen-stäbchenförmigen, toroidförmigen oder hantelförmigen Morphologien aufweisen. Beispiele für Hybridmaterialien werden in den U.S. Patenten Nr. 4,017,528 , 6,528,167 , 6,686,035 und 7,175,913 sowie der internationalen Publikation Nr. WO 2008/103423 gezeigt, auf deren Inhalt hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird. Oberflächlich poröse Partikel umfassen jene, die in den US-Publikationen Nr. 2013/0112605 , 2007/0189944 und 2010/061367 beschrieben wurden, auf deren Inhalt hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird. Die Partikelgröße für kugelförmige, körnige oder unregelmäßige Materialien kann von 5–500 μm, bevorzugt 15–100 μm, bevorzugter 20–80 μm und noch bevorzugter 40–60 μm variieren. Die APD können bei diesen Materialien von 30 bis 2.000 Å, bevorzugter 40 bis 200 Å und noch bevorzugter 50 bis 100 Å variieren. Die SSA für diese Materialien können von 20 bis 1000 m²/g, bevorzugter 90 bis 800 m²/g, noch bevorzugter 150 bis 600 m²/g und noch bevorzugter 300 bis 550 m²/g variieren. Die TPV für diese Materialien können von 0,3 bis 1,5 cm³/g, bevorzugter 0,5 bis 1,4 cm³/g und noch bevorzugter 0,7 bis 1,3 cm³/g variieren. Die Makroporendurchmesser für monolithische Materialien können von 0,1 bis 30 μm, bevorzugter 0,5 bis 25 μm und noch bevorzugter 1 bis 20 μm variieren.
Beispiel 6
Das allgemeine Verfahren für die Verbindungen/Funktionalisierung von Partikeln, das in Beispiel 4 im Einzelnen beschrieben wird, wird angewendet, wobei Mischungen von Silanen in unterschiedlichen Verhältnissen eingesetzt werden. Insbesondere wird dieses Verfahren auf Silan-Mischungen angewendet, in denen eine der Komponenten S1 ist und die andere(n) Komponente(n) aus Silanen bestehen, wie in der Patentschrift durch T und Q definiert.
Beispiel 7
Das allgemeine Verfahren für die Verbindungen/Funktionalisierung von Partikeln, das in Beispiel 2 im Einzelnen beschrieben wird, wird angewendet, wobei Mischungen von verschiedenen Silanen in unterschiedlichen Verhältnissen eingesetzt werden. Insbesondere wird dieses Verfahren auf Silan-Mischungen angewendet, in denen eine der Komponenten S1 ist und die andere(n) Komponente(n) aus Silanen bestehen, wie in der Patentschrift durch T und Q definiert.
Beispiel 8 – Retentionsveränderung in Materialien aus den Beispielen 2, 3 und 4
Die durchschnittliche prozentuale Retentionsveränderung wurde durch Heranziehung der prozentualen Differenz zwischen der durchschnittlichen absoluten Peakretentionen, gemessen in den chromatographischen Tests am Tag 3, 10 oder 30, und den durchschnittlichen absoluten Peakretentionen, gemessen im chromatographischen Test am Tag 1, berechnet. Für jeden getesteten Tag wurden die Säulen unter Mix1-Testbedingungen 20 Minuten lang äquilibriert, gefolgt von drei Injektionen von Mix1, und danach unter Mix2-Testbedingungen 10 Minuten lang äquilibriert, gefolgt von drei Injektionen von Mix2. Die Bedingungen werden in Tabelle 7 gezeigt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 8, 9 und 10 gezeigt.

Die prozentual geringere Retention wurde durch Heranziehung der prozentualen Differenz zwischen den durchschnittlichen absoluten Peakretentionen, gemessen für Mix1 und Mix2 und den durchschnittlichen absoluten Peakretentionen, die am Tag 1 für Mix1 und Mix2 am Beispiel 1A gemessen wurden, berechnet. Tabelle 7 – Chromatographische Testbedingungen für Messungen der Retentionsveränderung

Cosolvent	5% Methanol
Proben-Mix1	3-Benzoylpyridin (0,1 mg/mL)
Cosolvent	10% Methanol
Proben-Mix2	Koffein, Thymin, Papaverin, Prednisolon, Sulfanilamid
Säulenabmessungen	2,1 × 150 mm
Flussrate	1,0 mL/min
Säulentemperatur	50°C
Gegendruck	1800 psi
Detektor	Acquity PDA mit SFC Flow Cell
Detektoreinstellung	254 nm 40 spec/sec
Schwache Nadelwäsche	Isopropanol
Injektion	1,0 μL (2,0 μL Schleife mit PLUNO-Injektionsmodus)

Tabelle 8 – Retentionsveränderung von Beispiel 2-Materialien im zeitlichen Verlauf

Beispiel	Durchschnittliche %-Retentionsveränderung
Beispiel	Test am Tag 3	Test am Tag 10	Test am Tag 30
2A	0,0	/	/
2B	0,2	/	/
2C	0,2	/	1,8
2D	3,1	/	1,2
2E	0,4	/	0,2

/ zeigt an, dass dieser Test nicht für dieses Material durchgeführt wurde. Tabelle 9 – Retentionsveränderung von Beispiel 3-Materialien im zeitlichen Verlauf

Beispiel	Durchschnittliche %-Retentionsveränderung
Beispiel	Test am Tag 3	Test am Tag 10	Test am Tag 30
2B	0,8	/	/
2C	0,0	0,6	0,7
2G	0,2	1,6	/
2H	0,7	2,0	/
2I	0,2	0,6	/
2J	0,4	2,0	/
2K	1,3	2,2	/
2L	1,0	1,6	0,4
2M	0,5	0,0	1,1
2N	2,4	1,1	1,0
2O	0,2	2,3	2,9

/ zeigt an, dass dieser Test nicht für dieses Material durchgeführt wurde. Tabelle 10 – Retentionsveränderung von Beispiel 4-Materialien im zeitlichen Verlauf

Beispiel	Durchschnittliche %-Retentionsveränderung
Beispiel	Test am Tag 3	Test am Tag 10	Test am Tag 30
4A	0,1	0,9	4
4B	0,8	2,1	5,4
4C	5,3	7,1	11,2
4D	4,3	6,5	10,2
4E	5,0	6,2	10,0

Beispiel 9: Oberflächenfunktionalisierung von organisch-anorganischen Hybridpartikeln mit Glycidoxypropyltrimethoxysilan (GPTMS) und 2-Picolylamin
Die Strukturen von GPTMS und 2-Picolylamin sind in zu sehen. zeigt die Struktur von GPTMS, einem Silan-OberflächenModifizierer. Teil 105 zeigt die oberflächenreaktive Gruppe von GPTMS (Trialkoxysilan), während Teil 110 die reaktive Gruppe (Epoxid) zeigt. zeigt den Selektivitätsliganden (2-Picolylamin).
Man lässt das GPTMS zuerst durch Vorinkubation bei 70°C in 20 mM Natriumacetat-Puffer, pH 5,0 Oligomere bilden. Während der Inkubation bilden sich kleine Oligomere der hydrolysierten Silane. Nach einer angemessenen Vorinkubationsphase werden die zu modifizierenden Partikel als Trockenpulver zugesetzt. Die Oligomere und alle restlichen Monomere reagieren mit der Materialoberfläche, um eine hohe Oberflächenabdeckung des Silan-Modifizierers zu erzeugen, der kovalent an die Materialoberfläche gebunden ist, wie in gezeigt.
zeigt eine Reaktion des Silan-Haftvermittlers (silan coupling agent) mit der organisch-anorganischen Hybridmaterialoberfläche. Das Silan (205) ist der Einfachheit halber als Monomer dargestellt. Vorgeformte oligomere Silane können auf dieselbe Weise ankoppeln wie die oberflächenreaktive Gruppe (210). Unter Reaktionsbedingungen geht Methanol verloren (215), was Oberflächen-modifizierte Partikel (220) ergibt.
Nachdem das Silan mit dem chromatographischen Material reagiert hat, werden überschüssige Reagenzien und Puffersalze durch Waschen mit MilliQ H₂O entfernt, und die Materialien werden in ein organisches Lösungsmittel übertragen (z. B. 1,4-Dioxan) und das 2-Picolylamin wird hinzugefügt. Die Aminogruppe des 2-Picolylamins koppelt durch die seitenständigen Epoxidgruppen des GPTMS an die Oberfläche. Der Anteil der Epoxygruppen, die zu 2-Picolylgruppen konvertiert werden, kann durch die Beschränkung der Menge von zugefügtem 2-Picolylamin kontrolliert werden. Die gekoppelten Materialien werden dann in 0,5 M Essigsäure gewaschen und die ungebundenen Epoxidgruppen zum entsprechenden Diol hydrolysiert, wie in gezeigt.
Die so entstandene Pyridyl/Diol-Oberfläche enthält gleichmäßig verteilte Pyridylgruppen und stellt eine ausgezeichnete Selektivität, während Diol die Oberflächen-Silanole gegen eine Wechselwirkung mit dem Analyten abschirmt. Die Multikomponenten-Oberfläche ist der einzelnen Diol-Oberfläche oder der einzelnen Pyridyl-Oberfläche überlegen.
zeigt die Reaktion des oberflächenmodifizierten Partikels 305 mit einem Selektivitätsliganden 310. Die Reaktionsbedingungen 315 sind festgelegt und umfassen eine Behandlung mit Isopropanol und 0,5 M Essigsäure bei 70°C. Das Ergebnis ist ein stationäre Phasen-Partikel mit einer Multikomponenten-Oberfläche für die chromatographische Trennung (320).
Ersatzweise kann die Multikomponenten-Oberfläche unter Bedingungen hergestellt werden, die eine polymerisierte Oberfläche erzeugen, indem ein Silan-Haftvermittler mit einer seitenständigen reaktiven Gruppe als gebundene Phase verwendet wird, unter Reaktionsbedingungen, die gleichzeitig an die Grundmaterialoberfläche binden, zum Teil mit der reaktiven seitenständigen Gruppe reagieren, um inerte seitenständige Gruppen zu bilden, und auch eine begrenzte Polymerisierung zwischen reaktiven seitenständigen Gruppen an den angrenzenden Silan-Haftvermittlermolekülen erzeugen.
Gleichermaßen kann die Multikomponenten-Oberfläche unter Bedingungen hergestellt werden, die eine polymerisierte Oberfläche erzeugen, indem ein zweiter chemischen Wirkstoff kovalent gebunden wird, der in der Lage ist, mit einem Analyten zu interagieren, um die Retention durch Einführung eines geladenen, ungeladenen, polaren, unpolaren, lipophilen oder hydrophilen Charakters in der chromatographischen Phase zu beeinflussen. Ersatzweise können die Epoxygruppen von GPTMS unter gewissen Bedingungen mit den Hydroxylgruppen von angrenzenden Silanen reagieren, um Etherbrücken zu bilden, die die GPTMS an der Oberfläche vernetzen. Eine derartige Vernetzung kann der gebundenen Phase Stabilität verleihen und kann auch die Silanol-Abschirmung verbessern. Das Vorliegen derartiger Vernetzungen steht zwar mit der NMR-Analyse dieser Materialien im Einklang, bislang wurde jedoch noch kein endgültiger Beweis erbracht. Eine Ausführungsform der Arten von vernetzten Oberflächen wird in gezeigt. Eine solche Struktur würde die Bildung von Etherbrücken durch die Polymerisierung der Oberflächenepoxide aufzeigen.
Beispiel 10
zeigt zwei potenzielle synthetische Wege zur Herstellung einer chromatographischen stationären Phase der vorliegenden Erfindung. Wie im Schema (500) gezeigt, kann ein unmodifiziertes BEH-Partikel (505) auf mindestens zwei verschiedene Arten chemisch modifiziert werden. Demgemäß wird als eine Option zuerst ein chemischer Modifizierer (510) hergestellt, indem GPTMS mit 2-Picolylamin zur Reaktion gebracht wird. Das Reagens 510 wird dann mit dem BEH-Partikel (505) zur Reaktion gebracht, um eine funktionalisierte chromatographische Oberfläche (515) zu ergeben.
Ersatzweise zeigt einen anderen synthetischen Weg. In dieser Ausführungsform wird Partikel 505 direkt mit GPTMS zur Reaktion gebracht, um eine GPTMS-modifizierte Oberfläche (520) zu erhalten. Die Oberfläche 520 kann dann mit 2-Picolylamin (525) zur Reaktion gebracht werden, um eine funktionalisierte chromatographische Oberfläche (515) zu erhalten. Die Gesamtausbeute liegt bei ca. 70%.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Reaktionsweg, umfassend das erste reagierende Partikel 505 mit GPTMS, gefolgt von der Funktionalisierung mit 2-Picolylamin (525) über dem ersten Reaktionsweg, umfassend das reagierende Partikel 505 mit einem vorgeformten chemischen Modifizierer 510, durchgeführt.
Beispiel 11: GPTMS-Bindung an organisch-anorganische Hybride vermindert den Retentionsdrift oder die Retentionsveränderung
Wie in gezeigt, kann die Behandlung einer Bridged-Ethylene-Hybrid(BEH)-stationäre Phase mit Glycidoxypropyltrimethoxysilan (GPTMS), gefolgt von einer Epoxid-Öffnungsreaktion, um ein Diol zu erhalten, die Wirkungen des Retentionsdrifts signifikant abschwächen. Das Diagramm 600 zeigt eine graphische Darstellung der prozentualen ursprünglichen Retention von nicht funktionalisierten 3 μm BEH-Partikeln (605), verglichen mit Diol-funktionalisierten 3 μm BEH-Partikeln (610). Die prozentuale ursprüngliche Retention wird als Funktion der Zeit, mit den Tagen auf der X-Achse, angegeben. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass zumindest in einigen bevorzugten Ausführungsformen die Funktionalisierung einer chromatographischen Oberfläche mit GPTMS und nachfolgende Epoxidöffnung, um ein Diol zu ergeben, den Retentionsdrift vermindern kann. Die Ergebnisse zeigen außerdem, dass die GPTMS-Beschichtung alleine das Problem von Retentionsdrift anspricht und auch eine signifikante Retention erzielt.
Soweit nicht anders angegeben, können alle Verfahren, einschließlich der Verwendung von Testsätzen und Reagenzien, entsprechend den Informationen der Hersteller oder im Stand der Technik bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Eine Wiedergabe von Wertbereichen soll hier lediglich als schnelle Methode zur individuellen Bezugnahme auf jeden einzelnen Wert, der in diesem Bereich liegt, dienen. Soweit nicht anders angegeben, ist jeder einzelne Wert Bestandteil dieser Offenbarung, als ob er in dieser eigens aufgezählt worden wäre. Auf jedes der hierin zitierten Dokumente (einschließlich aller Patente, Patentanmeldungen, wissenschaftlichen Publikationen, Herstellerangaben und Anweisungen) wird hiermit vollumfänglich Bezug genommen.
Die Patentanmeldung sollte so verstanden werden, dass sie alle möglichen Varianten und Kombinationen der beschriebenen Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele offenbart und umfasst, soweit der Kontext nichts anderes besagt. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass die Erfindung mittels anderer als den zusammengefassten und beschriebenen Aspekten, Ausführungsformen und Beispielen, die zum Zwecke der Veranschaulichung, aber nicht zur Begrenzung präsentiert werden, ausgeübt werden kann.

Claims

Chromatographisches stationäre Phasen-Material für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, dargestellt durch Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c Formel 1 wobei: X eine hochreine chromatographische Kernzusammensetzung ist mit einer Oberfläche, umfassend ein Kieselerde-Kernmaterial, Metalloxid-Kernmaterial, ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder eine Gruppe von Blockcopolymeren davon; W fehlt und/oder Wasserstoff umfasst und/oder Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfasst; Q eine funktionelle Gruppe ist, die die Retentionsschwankung im zeitlichen Verlauf (Drift) unter chromatographischen Bedingungen bei Verwendung von geringen Wasserkonzentrationen minimiert; T eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen umfasst, die mit dem Analyten chromatographisch interagieren; und b und c positive Zahlen sind, 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
Chromatographisches stationäre Phasen-Material, dargestellt durch Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c Formel 1 wobei: X ein chromatographisches Kernmaterial ist, umfassend eine Kieselerde-basierte, Metalloxid-basierte oder anorganisch-organische Hybrid-basierte Kernoberfläche; W fehlt und/oder Wasserstoff umfasst und/oder Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfasst; Q eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfasst, die im Wesentlichen eine chromatographische Wechselwirkung zwischen einem Analyten und X und W verhindern, wobei eine erste Fraktion von Q an X gebunden ist und eine Teilfraktion von Q polymerisiert ist; T eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare, und/oder geladene funktionelle Gruppen umfasst, die chromatographisch mit dem Analyten interagieren, wobei eine dritte Fraktion von T an Q gebunden ist, eine vierte Fraktion von T an X gebunden ist und eine fünfte Fraktion von T polymerisiert ist; und b und c positive Zahlen sind, 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei Q dargestellt wird durch:
wobei: n¹ eine ganze Zahl von 0–30 ist; n² eine ganze Zahl von 0–30 ist; jedes Vorkommen von R¹, R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig Wasserstoff, Fluoro, Methyl, Ethyl, n-Butyl, t-Butyl, i-Propyl, Niederalkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol, ein Zwitterion oder eine Gruppe Z darstellt; wobei die Gruppe Z Folgendes umfasst: a) eine Oberflächenbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi- wobei x eine ganze Zahl von 1–3 ist, y eine ganze Zahl von 0–2 ist, z eine ganze Zahl von 0–2 ist, und x + y + z = 3, jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig Methyl, Ethyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Isopropyl, Thexyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, Niedrigalkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitteriongruppe darstellt; und B¹ eine Siloxanbindung darstellt; b) eine Bindung an eine Oberflächen-organofunktionelle Hybridgruppe durch Bildung einer direkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch eine Heteroatom-, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Harnstoff-, Carbonat-, Carbamat-, Heterocyclus-, Triazol- oder Urethan-Verknüpfung; oder c) eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials gebunden ist; Y eine eingebettete polare Funktionalität ist; und A Folgendes darstellt i.) eine hydrophile Endgruppe; ii.) Wasserstoff, Fluoro, Methyl, Ethyl, n-Butyl, t-Butyl, i-Propyl, Niedrigalkyl oder Gruppe Z; oder iii.) eine funktionalisierbare Gruppe.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei T dargestellt wird durch eines von:

oder eine Kombination davon, wobei m eine ganze Zahl von 0–30 ist; m' eine ganze Zahl von 0–30 ist; m'' eine ganze Zahl von 0–3 ist; Z Folgendes darstellt: a) eine Oberflächenbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi- wobei x eine ganze Zahl von 1–3 ist, y eine ganze Zahl von 0–2 ist, z eine ganze Zahl von 0–2 ist, und x + y + z = 3 jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig Methyl, Ethyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Isopropyl, Thexyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, Niedrigalkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitteriongruppe darstellt; B¹ eine Siloxanbindung darstellt; wobei jedes von R⁷, R^7' und R^7'' Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Isopropyl, Thexyl, Phenyl, verzweigtes Alkyl oder Niedrigalkyl darstellt; b) eine Bindung an eine Oberflächen-organofunktionelle Hybridgruppe durch Bildung einer direkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch eine Heteroatom-, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Harnstoff-, Carbonat-, Carbamat-, Heterocyclus-, Triazol- oder Urethan-Verknüpfung; oder c) eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials gebunden ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei b und c positive Zahlen sind, 0,5 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei Q und T verschieden sind.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei Q und T gleich sind.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei Q zwei oder mehr verschiedene Gruppen umfasst.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei T zwei oder mehr verschiedene Gruppen umfasst.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 2, wobei die erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Fraktion jeweils unabhängig etwa 0–100, 1–99, 5–95, 10–90, 20–80, 30–70, 40–60, 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 oder 95% beträgt.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei Q unpolar ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei Q dargestellt wird durch eines von:
wobei Z Folgendes umfasst: a) eine Oberflächenbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi- wobei x eine ganze Zahl von 1–3 ist, y eine ganze Zahl von 0–2 ist, z eine ganze Zahl von 0–2 ist, und x + y + z = 3, jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig Methyl, Ethyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Isopropyl, Thexyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, Niedrigalkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitteriongruppe darstellt; und B¹ eine Siloxanbindung darstellt; b) eine Bindung an eine Oberflächen-organofunktionelle Hybridgruppe durch Bildung einer direkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch eine Heteroatom-, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Harnstoff-, Carbonat-, Carbamat-, Heterocyclus-, Triazol- oder Urethan-Verknüpfung; oder c) eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials gebunden ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei T dargestellt wird durch eines von:

wobei Z Folgendes umfasst: a) eine Oberflächenbindungsgruppe mit der Formel (B¹)_x(R⁵)_y(R⁶)_zSi- wobei x eine ganze Zahl von 1–3 ist, y eine ganze Zahl von 0–2 ist, z eine ganze Zahl von 0–2 ist, und x + y + z = 3 jedes Vorkommen von R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig Methyl, Ethyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Isopropyl, Thexyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, cyclisches Alkyl, verzweigtes Alkyl, Niedrigalkyl, einen geschützten oder entschützten Alkohol oder eine Zwitteriongruppe darstellt; und B¹ eine Siloxanbindung darstellt; b) eine Bindung an eine Oberflächen-organofunktionelle Hybridgruppe durch Bildung einer direkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch eine Heteroatom-, Ester-, Ether-, Thioether-, Amin-, Amid-, Imid-, Harnstoff-, Carbonat-, Carbamat-, Heterocyclus-, Triazol- oder Urethan-Verknüpfung; oder c) eine adsorbierte Oberflächengruppe, die nicht kovalent an die Oberfläche des Materials gebunden ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei X ein hochreines chromatographisches Material ist, das eine Kernoberfläche aufweist, die durch eine chromatographische mobile Phase unter chromatographischen Bedingungen einer Alkoxylierung unterzogen wird.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei X ein chromatographisches Material ist, das eine Kernoberfläche aufweist, die durch eine chromatographische mobile Phase unter chromatographischen Bedingungen einer Alkoxylierung unterzogen wird.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die funktionelle Gruppe, die von Q umfasst ist, ein Diol ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die funktionelle Gruppe, die von T umfasst ist, ein Amin, ein Ether, ein Thioether oder eine Kombination davon ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei T eine chirale funktionelle Gruppe, adaptiert für eine chirale Trennung, umfasst, Q eine chirale funktionelle Gruppe, adaptiert für eine chirale Trennung, umfasst, oder T und Q eine chirale funktionelle Gruppe, adaptiert für eine chirale Trennung, umfassen.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei b/c etwa 0,05–75, 0,05–50, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80 oder 90 beträgt.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche von X keine Kieselerde umfasst und b = 0 oder c = 0.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die kombinierte Oberflächenabdeckung größer ist als etwa 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 5, 6, 7 oder 8 μmol/m².
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die chromatographische stationäre Phase einen Retentionsdrift oder eine Retentionsveränderung von ≤ 5% über 30 Tage, ≤ 4% über 30 Tage, ≤ 3% über 30 Tage, ≤ 2% über 30 Tage, ≤ 1% über 30 Tage, ≤ 5% über 10 Tage, ≤ 4% über 10 Tage, ≤ 3% über 10 Tage, ≤ 2% über 10 Tage, ≤ 1% über 10 Tage, ≤ 5% über 3 Tage, ≤ 4% über 3 Tage, ≤ 3% über 3 Tage, ≤ 2% über 3 Tage, ≤ 1% über 3 Tage, ≤ 5% über 30 Durchläufe, ≤ 4% über 30 Durchläufe, ≤ 3% über 30 Durchläufe, ≤ 2% über 30 Durchläufe, ≤ 1% über 30 Durchläufe, ≤ 5% über 10 Durchläufe, ≤ 4% über 10 Durchläufe, ≤ 3% über 10 Durchläufe, ≤ 2% über 10 Durchläufe, ≤ 1% über 10 Durchläufe, ≤ 5% über 3 Durchläufe, ≤ 4% über 3 Durchläufe, ≤ 3% über 3 Durchläufe, ≤ 2% über 3 Durchläufe oder ≤ 1% über 3 Durchläufe zeigt.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei das chromatographische Kernmaterial ein oberflächlich poröses Material umfasst.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei das chromatographische Kernmaterial im Wesentlichen aus anorganischem Material mit einer umgebenden Hybridschicht, einem Hybridmaterial mit einer anorganischen Oberflächenschicht oder einem Hybridmaterial mit einer unterschiedlichen hybriden Oberflächenschicht besteht.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die chromatographische stationäre Phase in Form einer Vielzahl von Partikeln vorliegt.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die chromatographische stationäre Phase in Form eines Monolithen vorliegt.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die chromatographische stationäre Phase in Form eines oberflächlich porösen Materials vorliegt.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei das stationäre Phasen-Material keine chromatographisch verbessernde Porengeometrie aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei das stationäre Phasen-Material eine chromatographisch verbessernde Porengeometrie aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen Oberflächenbereich von ca. 25 bis 1100 m²/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen Oberflächenbereich von ca. 150 bis 750 m²/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen Oberflächenbereich von ca. 300 bis 500 m²/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material ein Porenvolumen von ca. 0,2 bis 2,0 cm³/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material ein Porenvolumen von ca. 0,7 bis 1,5 cm³/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen Mikroporen-Oberflächenbereich von weniger als 105 m²/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen Mikroporen-Oberflächenbereich von weniger als 80 m²/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen Mikroporen-Oberflächenbereich von weniger als 50 m²/g aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen durchschnittlichen Porendurchmesser von ca. 20 bis 1500 Å aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen durchschnittlichen Porendurchmesser von ca. 50 bis 1000 Å aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen durchschnittlichen Porendurchmesser von ca. 60 bis 750 Å aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 28 oder 29, wobei das stationäre Phasen-Material einen durchschnittlichen Porendurchmesser von ca. 65 bis 200 Å aufweist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 25, wobei die Vielzahl von Partikeln Größen zwischen ca. 0,2 und 100 μm aufweisen.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 25, wobei die Vielzahl von Partikeln Größen zwischen ca. 0,5 und 10 μm aufweisen.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 25, wobei die Vielzahl von Partikeln Größen zwischen ca. 1,5 und 5 μm aufweisen.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei X einen Kieselerde-Kern umfasst, c = 0 und Q eine kombinierte Oberflächenabdeckung von ≥ 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 oder 5 μmol/m² hat; oder X einen Nicht-Kieselerde-Kern oder einen Kieselerde-organischen Hybridkern umfasst, c = 0 und Q eine kombinierte Oberflächenabdeckung von ≥ 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 oder 5 μmol/m² hat; oder b > 0, c > 0 und Q eine kombinierte Oberflächenabdeckung von ≥ 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 oder 5 μmol/m² hat.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Chromatographische stationäre Phase für die Normalphasenchromatographie adaptiert ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Chromatographische stationäre Phase für die überkritische Fluidchromatographie adaptiert ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Chromatographische stationäre Phase für die kohlendioxidbasierte Chromatographie adaptiert ist.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 1 oder 2, wobei die chromatographische stationäre Phase für die hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert ist.
Chromatographisches stationäre Phasen-Material, dargestellt durch Formel 1: [X](W)_a(Q)_b(T)_c Formel 1 wobei: X ein chromatographisches Kernmaterial ist, das unter Bedingungen der Normalphasenchromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierten Chromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie einem Retentionsdrift unterworfen ist; W fehlt und/oder Wasserstoff umfasst und/oder Hydroxyl auf der Oberfläche von X umfasst; Q funktionelle Gruppen umfasst, die im Wesentlichen eine chromatographische Wechselwirkung zwischen einem Analyten und X und W verhindern; T eine funktionelle Gruppe umfasst, die chromatographisch mit dem Analyten interagiert und durch Q an X gebunden ist; und b und c positive Zahlen sind, 0,05 ≤ (b/c) ≤ 100 und a ≥ 0.
Chromatographische stationäre Phase nach Anspruch 2 oder 50, wobei das chromatographische stationäre Phasen-Material für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie, hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie oder eine Kombination davon adaptiert ist.
Das chromatographische stationäre Phasen-Material von einem der Ansprüche 1, 2 oder 50, wobei die chromatographische stationäre Phase radial angepasste Poren, nicht radial angepasste Poren, geordnete Poren, nicht geordnete Poren, monodisperse Poren, nicht monodisperse Poren, glatte Oberflächen, raue Oberflächen oder Kombinationen davon umfasst.
Das chromatographische stationäre Phasen-Material von einem der Ansprüche 1, 2 oder 50, wobei T eine ionisierbare Gruppe aufweist, T mehr als eine ionisierbare Gruppe aufweist, T zwei oder mehr ionisierbare Gruppen mit denselben pKa-Werten aufweist oder T zwei oder mehr ionisierbare Gruppen mit unterschiedlichen pKa-Werten aufweist.
Säule, Kapillarsäule, mikrofluidisches System oder Gerät für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, umfassend: ein Gehäuse mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, und eine darin angeordnete stationäre Phase gemäß einem der Ansprüche 1 bis 51, wobei das Gehäuse und die stationäre Phase für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert sind.
Kit für Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierte Gaschromatographie, überkritische Fluidchromatographie, unterkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie, hydrophile Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, umfassend: ein Gehäuse mit mindestens einer Wand, die eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang definiert, und eine darin angeordnete stationäre Phase gemäß einem der Ansprüche 1 bis 51, wobei das Gehäuse und die stationäre Phase für Normalphasenchromatographie, überkritische Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierte Chromatographie oder hydrophobe Interaktions-Flüssigkeitschromatographie adaptiert sind; und Anweisungen zur Durchführung einer Normalphasenchromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierten Chromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie mit dem Gehäuse und der stationären Phase.
Verfahren zur Vorbereitung einer stationären Phase nach einem der Ansprüche 1–51, umfassend: Zur Reaktion bringen einer Kernoberfläche mit einem Silan-Haftvermittler, der eine reaktive seitenständige Gruppe aufweist; Zur Reaktion bringen eines zweiten chemischen Wirkstoffs, umfassend eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen, mit der reaktiven seitenständigen Gruppe; und Neutralisieren aller verbliebenen ungebundenen reaktiven seitenständigen Gruppen, wodurch eine stationäre Phase gemäß einem der Ansprüche 1–51 erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung einer stationären Phase nach einem der Ansprüche 1–51, umfassend: Oligomerisieren eines Silan-Haftvermittlers, der eine reaktive seitenständige Gruppe aufweist; Zur Reaktion bringen einer Kernoberfläche mit dem oligomerisierten Silan-Haftvermittler; Zur Reaktion bringen eines zweiten chemischen Wirkstoffs, umfassend eine oder mehrere hydrophile, polare, ionisierbare und/oder geladene funktionelle Gruppen, mit der reaktiven seitenständigen Gruppe; und Neutralisieren aller verbliebenen ungebundenen reaktiven seitenständigen Gruppen, wodurch eine stationäre Phase gemäß einem der Ansprüche 1–51 erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 54 oder 55, wobei Q von einem Reagens stammt, das eine der folgenden Strukturen aufweist:
Verfahren nach Anspruch 54 oder 55, wobei T von einem Reagens stammt, das eine der folgenden Strukturen aufweist:
Verfahren zum Vermindern oder Verhindern eines Retentionsdrifts in der Normalphasenchromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, solvatisierten Gaschromatographie, überkritischen Fluidchromatographie, unterkritischen Fluidchromatographie, kohlendioxidbasierten Chromatographie, hydrophilen Interaktions-Flüssigkeitschromatographie oder hydrophoben Interaktions-Flüssigkeitschromatographie, umfassend: chromatographisches Trennen einer Probe unter Verwendung einer chromatographischen Vorrichtung, umfassend eine stationäre Phase gemäß einem der Ansprüche 1–51, wodurch ein Retentionsdrift vermindert oder verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 58, wobei die Verminderung oder Verhinderung eines Retentionsdrifts einen Retentionsdrift von ≤ 5% über 30 Tage, ≤ 4% über 30 Tage, ≤ 3% über 30 Tage, ≤ 2% über 30 Tage, ≤ 1% über 30 Tage, ≤ 5% über 10 Tage, ≤ 4% über 10 Tage, ≤ 3% über 10 Tage, ≤ 2% über 10 Tage, ≤ 1% über 10 Tage, ≤ 5% über 3 Tage, ≤ 4% über 3 Tage, ≤ 3% über 3 Tage, ≤ 2% über 3 Tage, ≤ 1% über 3 Tage, ≤ 5% über 30 Durchläufe, ≤ 4% über 30 Durchläufe, ≤ 3% über 30 Durchläufe, ≤ 2% über 30 Durchläufe, ≤ 1% über 30 Durchläufe, ≤ 5% über 10 Durchläufe, ≤ 4% über 10 Durchläufe, ≤ 3% über 10 Durchläufe, ≤ 2% über 10 Durchläufe, ≤ 1% über 10 Durchläufe, ≤ 5% über 3 Durchläufe, ≤ 4% über 3 Durchläufe, ≤ 3% über 3 Durchläufe, ≤ 2% über 3 Durchläufe oder ≤ 1% über 3 Durchläufe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 58, wobei die Verminderung oder Verhinderung eines Retentionsdrifts im Wesentlichen die Eliminierung der Wirkung der Alkoxylierung und/oder Dealkoxylierung von chromatographischem Material bei der Retention umfasst.