Analysis of Organic Acids using a Mixed-Mode LC Column and an ACQUITY QDa Mass Detector

Význam tématu

Organické kyseliny ovlivňují chuť, aroma, stabilitu a mikrobiologickou kontrolu potravin a nápojů. Jejich profil může sloužit jako „otisk prstu“ pro ověřování pravosti produktů. Tradiční metody separace často nabízejí kompromis mezi dobou analýzy a rozlišením, zatímco běžné detekční techniky mohou trpět interferencemi ze složitých matric.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout rychlou, citlivou a selektivní chromatografickou metodu pro stanovení patnácti organických kyselin v ovocných šťávách. Metoda kombinuje mixed-mode kolonu Atlantis PREMIER BEH C18 AX s UPLC systému a hmotnostní detektor QDa. Studie zahrnovala optimalizaci podmínek mobilní fáze, vyhodnocení analytických parametrů a aplikaci na vzorky jablečných, hroznových a granátových šťáv.

Použitá instrumentace

• UPLC systém: ACQUITY UPLC H-Class
• Detekce: ACQUITY QDa Mass Detector (ESI- režim)
• Kolona: Atlantis PREMIER BEH C18 AX 1,7 μm, 2,1 × 100 mm
• Software: Empower 3 CDS

Metodika

Mobilní fáze sestávala z vody s 50 mM amonného formiátu a 0,9 % kyseliny formiové (pH 2,9) a acetonitrilu s 0,9 % kyseliny formiové. Gradientní program byl navržen tak, aby zajistil vysoké retenční faktory pro raně eluující kyseliny a dobrou separaci klíčových sloučenin. Rozpouštění standardů proběhlo ve vodě (respektive etanolu), vzorky šťáv byly ředěny a filtrovány přes 0,45 μm membránu.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace obsahu organického rozpouštědla, koncentrace pufru a pH ukázala výrazný dopad na retenční faktory a selektivitu. Metoda poskytuje LOQ v rozmezí 0,2–6 μg/mL a běžné korelace plocha–koncentrace vykazují lineární závislost. Preciznost opakovaných měření dosahuje RSD <5 %. Studie zpětného přidání v ovocných šťávách pro čtyři klíčové kyseliny prokázala obnovy 80–120 %. Příklad pomegranate šťávy ilustruje schopnost detekovat tartarovou kyselinu již při 0,007 mg/mL navzdory složité matici.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká selektivita díky SIR detekci, minimalizace interferencí.
• Rychlý běh pod 8 minut pro efektivní workflow v rutinních laboratořích.
• Vhodné pro ověřování pravosti a kvantifikaci organických kyselin v potravinách a nápojích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může zahrnovat rozšíření metody o stabilní izotopové standardy pro ještě vyšší přesnost. Potenciál je rovněž ve validaci pro širší škálu matric, automatizaci předúprav a kombinaci s dalšími detektory pro multidimenzionální analýzu.

Závěr

Kombinace mixed-mode kolony Atlantis PREMIER BEH C18 AX a UPLC/QDa systému představuje rychlou, citlivou a selektivní metodu pro stanovení organických kyselin. Metoda nabízí vynikající rozlišení, nízké LOQ a je robustní vůči složeným maticím vzorků.

Reference

• Monica Gonzalez, Venerando Gonzalez. Organic Acids in Food Analysis by HPLC; 3rd ed.; CRC Press, 2013.
• Hyoung S. Lee. HPLC Method for Separation and Determination of Non-Volatile Organic Acids in Orange Juice. J. Agric. Food Chem. 1993, 41, 1991–1993.
• Thomas H. Walter et al. A New Mixed-Mode Reversed-Phase/Anion-Exchange Stationary Phase. Waters Application Note, 2020.
• AOAC Guidelines for Single-Laboratory Validation. Official Methods of Analysis, 19th Ed., Appendix K, AOAC INTERNATIONAL, 2012.
• Stefan Ehling, Shannon Cole. Analysis of Organic Acids in Fruit Juices by LC-MS. J. Agric. Food Chem. 2011, 59, 2229–2234.