Was ist Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC)?

Bevor wir auf die Auswahl von Lösungsmitteln eingehen, ist es hilfreich, kurz zu verstehen, was UHPLC eigentlich ist – und warum es höhere Anforderungen an Ihre Lösungsmittel stellt.

Die Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) ist eine fortschrittliche chromatographische Technik zur Trennung, Identifizierung und Quantifizierung von Komponenten in einer Mischung.

Sie basiert auf der klassischen HPLC, verbessert deren Leistung jedoch durch den Einsatz deutlich kleinerer Partikelgrößen in der Säule sowie durch den Betrieb bei wesentlich höheren Drücken.

Was macht UHPLC anders?

Der Unterschied liegt vor allem darin, dass das System unter deutlich anspruchsvolleren Bedingungen arbeitet.

Kleinere Partikelgrößen
UHPLC-Säulen verwenden Partikel kleiner als 2 µm, im Vergleich zu 3–5 µm bei herkömmlicher HPLC.
Das führt zu einer höheren Trennleistung und schärferen Peaks.

Hochdruckbetrieb
Um die mobile Phase durch diese dicht gepackten Säulen zu drücken, arbeiten UHPLC-Systeme mit sehr hohen Drücken – oft über 100 MPa (14.500 psi) und in einigen Fällen bis zu 1.300 bar (19.000 psi).

Schnellere und empfindlichere Analysen
Durch dieses Design kann UHPLC:

• Die Analysezeit deutlich reduzieren (oft um ein Vielfaches schneller als HPLC)
• Die Empfindlichkeit und Nachweisgrenzen verbessern
• Den Lösungsmittelverbrauch pro Lauf reduzieren

Wo wird UHPLC eingesetzt?

UHPLC wird überall dort eingesetzt, wo Geschwindigkeit und Genauigkeit entscheidend sind:

• Pharmaindustrie → Wirkstoffentwicklung und Qualitätskontrolle
• Biochemie → Analyse von Proteinen, Peptiden und Aminosäuren
• Forensik → Nachweis von Spurenstoffen in komplexen Proben

Warum das für die Lösungsmittelauswahl wichtig ist

All diese Vorteile haben eine Konsequenz:

UHPLC ist deutlich weniger tolerant als HPLC

Durch den Betrieb bei höherem Druck und höherer Empfindlichkeit:

• Werden kleinste Verunreinigungen sichtbar
• Wirken sich kleine Abweichungen stärker aus
• Hat die Lösungsmittelqualität direkten Einfluss auf die Ergebnisse

Genau deshalb ist die Wahl des richtigen Lösungsmittels so entscheidend.

Die meisten UHPLC-Probleme beginnen beim Lösungsmittel

Wenn Sie schon einmal UHPLC-Methoden optimiert haben, ist Ihnen wahrscheinlich ein Muster aufgefallen.

Das Problem liegt oft nicht an der Säule.
Und auch nicht am Gerät.

Es liegt am Lösungsmittel.

Eine instabile Basislinie, unerklärliche Geisterpeaks oder schwankende Ergebnisse zwischen den Läufen – all das lässt sich häufig auf die Lösungsmittelqualität oder eine falsche Auswahl zurückführen.

Das Problem dabei: Lösungsmittel werden oft als einfacher, routinemäßiger Schritt betrachtet.

Doch bei UHPLC funktioniert diese Annahme nicht.

In diesem Leitfaden geht es darum, wie Sie Lösungsmittel praxisnah und gezielt auswählen – basierend auf Reinheit, Polarität, UV-Verhalten und der Zusammensetzung der mobilen Phase.

Warum UHPLC weniger tolerant ist als HPLC

UHPLC bietet bessere Auflösung und schnellere Analysen – deshalb wird es eingesetzt.

Aber es gibt einen Haken: Es ist deutlich weniger fehlertolerant.

Da UHPLC mit höheren Drücken und kleineren Partikeln arbeitet:

• Werden kleinste Verunreinigungen zu echten Problemen
• Können Partikel das System blockieren
• Führen kleine Abweichungen zu deutlichen Ergebnisschwankungen

In der HPLC kommt man manchmal mit geringerer Lösungsmittelqualität aus.
In der UHPLC kann genau das zu schlechten Daten führen.

Deshalb gibt es UHPLC-geeignete Lösungsmittel mit:

• Geringeren Verunreinigungen
• Besserer UV-Transparenz
• Höherer Konsistenz

Kann man HPLC-Lösungsmittel in UHPLC verwenden? Manchmal ja.
Für empfindliche Methoden oder LC-MS? Eher nicht empfehlenswert.

Was bedeutet „Lösungsmittelqualität“ wirklich?

Die Bezeichnungen können verwirrend sein – entscheidend ist, was tatsächlich geprüft wurde.

• Technische Qualität → für Reinigung oder Synthese, nicht für Chromatographie geeignet
• HPLC-Qualität → ausreichend rein für Routineanalysen
• UHPLC / LC-MS-Qualität → für hohe Empfindlichkeit und minimale Störsignale

Wenn Ihre Methode Folgendes beinhaltet:

• Spurenanalytik
• Gradientenmethoden
• LC-MS

dann sind hochwertige Lösungsmittel unverzichtbar.

Wichtig ist auch: Nicht jede „HPLC-Qualität“ ist gleich.

Hersteller wie Merck KGaA oder Avantor liefern chargenspezifische Analysedaten, z. B.:

• UV-Absorption
• Rückstände
• Wassergehalt

Das sorgt für Vertrauen und Reproduzierbarkeit.

Polarität: Das Grundprinzip der Trennung

Polarität ist der Schlüssel zum Verständnis der UHPLC.

Bei der Umkehrphasen-Chromatographie:

• Die stationäre Phase ist unpolar
• Die mobile Phase ist polar

Daraus ergibt sich:

👉 Mehr Wasser = längere Retention
👉 Mehr organisches Lösungsmittel = schnellere Elution

Typische Lösungsmittel:

• Wasser → sehr polar, erhöht Retention
• Methanol → mäßig polar, höhere Viskosität
• Acetonitril → weniger polar, niedrige Viskosität, bessere Peaks

Reihenfolge der Polarität:
Wasser > Methanol > Acetonitril

Acetonitril wird häufig bevorzugt, da es:

• Niedrigeren Druck erzeugt
• Bessere Peakformen liefert
• Eine stabile Basislinie unterstützt

Wie wählt man das richtige Lösungsmittelsystem?

Das Prinzip ist einfacher als es scheint:

1. Säule berücksichtigen
C18-Säulen → meist Wasser + Acetonitril oder Methanol

2. Analyten verstehen

• Polar → mehr Wasser
• Unpolar → mehr organisches Lösungsmittel

3. Ergebnisse anpassen

• Zu schnelle Elution → mehr Wasser
• Zu lange Retention → mehr organisches Lösungsmittel

UV-Kompatibilität nicht unterschätzen

Die Detektionswellenlänge ist entscheidend:

• Wasser → keine UV-Störung
• Acetonitril → sehr niedriger Cutoff (~190 nm)
• Methanol → höherer Cutoff (~205 nm)

Bei niedrigen Wellenlängen (z. B. 210 nm) ist hohe Reinheit besonders wichtig.

Die Lösungsmittelfront verstehen

Die Lösungsmittelfront erscheint früh im Chromatogramm.

Wenn das Lösungsmittel UV absorbiert:

• Steigt die Basislinie
• Frühe Peaks können überlagert werden

Lösung:

• Hochreine Lösungsmittel verwenden
• Mit höherem Wasseranteil starten

Additive sind entscheidend

Typische Additive:

• Ameisensäure
• TFA
• Ammonium-Puffer

Wichtig:
👉 Sauberes Lösungsmittel + unreines Additiv = verunreinigte mobile Phase

Lagerung und Handhabung

Häufige Fehler:

• Offene Flaschen
• Alte Lösungsmittel
• Falsche Lagerung

Folgen:

• CO₂-Aufnahme → pH-Änderung
• Verdunstung → Konzentrationsänderung

UHPLC-Lösungsmittel von Häberle Labortechnik

Häberle Labortechnik bietet UHPLC- und HPLC-Lösungsmittel von Herstellern wie Merck, Avantor, J.T. Baker und PanReac AppliChem.

Aktuelle Aktion für UHPLC-Lösungsmittel

Für Labore, die regelmäßig mit UHPLC- oder LC-MS-Methoden arbeiten, bietet Häberle Labortechnik derzeit eine zeitlich begrenzte Aktion auf ausgewählte Lösungsmittel in UHPLC- und Gradient-Grade-Qualität.

Erhältlich sind Produkte von Herstellern wie Merck, J.T. Baker und PanReac AppliChem – mit Preisreduzierungen von bis zu 60 %.

Zur aktuellen Lösungsmittel-Aktion

Warum die Lieferantenauswahl wichtig ist

Konsistenz ist entscheidend. Hersteller wie J.T. Baker und PanReac AppliChem stehen für hochreine Lösungsmittel und eine zuverlässige Chargendokumentation. Produkte wie Acetonitril 99,9 % Gradient Grade für HPLC oder Acetonitril Reag. Ph. Eur. für HPLC/UHPLC Supergradient Grade unterstützen reproduzierbare Analyseergebnisse und eine bessere Nachverfolgbarkeit im Laboralltag.

Häufige Probleme und Ursachen

• Hintergrundrauschen → falsche Qualität
• Instabile Basislinie → falscher UV-Bereich
• Schlechte Trennung → falsche Polarität

Fazit

UHPLC ist nicht kompliziert – aber präzise.

Wenn Sie diese drei Punkte beachten:

• Reinheit
• Polarität
• UV-Kompatibilität

vermeiden Sie die meisten Probleme von Anfang an.

Denn: Das richtige Lösungsmittel spart mehr Zeit, als es kostet.