Using High Speed/High Resolution Size Exclusion Chromatography Separation of Polymeric Materials with Light Scattering Detection

Význam tématu

V dnešní době roste potřeba rychlých a vysoce rozlišených metod pro charakterizaci polymerů a biologických makromolekul. Pokročilá velikostně-exkluzní chromatografie (SEC) umožňuje detailní analýzu molekulové hmotnosti, viskozity a hydrodynamického poloměru, což je klíčové pro vývoj materiálů v chemickém, farmaceutickém a biotechnologickém průmyslu.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na propojení systému Waters ACQUITY APC Core 1 (vysokorychlostní a vysokorozlišená SEC) s integrovaným modulárním detektorem Malvern OMNISEC Reveal. Cílem je ověřit vliv připojení detektoru na kvalitu chromatografických dat a demonstrovat výpočet absolutní molekulové hmotnosti, inherentní viskozity a hydrodynamického poloměru na modelech polystyrenových standardů a bovinní sérové albuminu (BSA).

Použitá metodika a instrumentace

Experimetry byly provedeny při následujících podmínkách:

• Chromatograf: Waters ACQUITY APC Core 1 System
• Detektor: Malvern OMNISEC Reveal (RI, UV, DPV, RALS/LALS)
• Připojení: kapilára 0,004" ID, nízkodisperzní spojky
• Fáze: organická (THF) a vodná (proteinový pufr)
• Průtok: 1,0 mL/min, T = 25–40 °C, injekční objem 10 µL
• Kolony: série APC XT 450 Å, 125 Å a 45 Å pro PS; BEH SEC Protein 200 Å pro BSA
• Software: Waters Empower 3 a Malvern OMNISEC

Hlavní výsledky a diskuse

Připojení OMNISEC Reveal nezdvojnásobilo šířku eluační zóny díky optimalizovaným spojům a minimálnímu objemu mezidetektorové kapiláry. Chromatogramy dvou polystyrenových standardů (65 kDa a 30 kDa) vykázaly konzistentní retenční objemy napříč všemi detektory. Analýza BSA prokázala stabilní rozlišení makromolekul a spolehlivý výpočet molekulové hmotnosti (~66 kDa) a hydrodynamického poloměru (~3,6 nm).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlé a vysokorozlišené dělení polymerů a bílkovin
• Výpočet absolutní molekulové hmotnosti bez kalibrační křivky
• Určení inherentní viskozity a hydrodynamického poloměru
• Vysokou reprodukovatelnost pro QA/QC procesy

Uplatnění nalézá v kontrole kvality polymerů, charakterizaci proteinových bioterapeutik a vývoji nových materiálů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace dalších detekčních technik (např. mass spectrometry), masivní paralelizace kapkových chromatografických systémů a rozvoj multidimenzionální SEC pro komplexní směsi. Vznikají pokročilé softwarové nástroje pro automatizované zpracování víceparametrických dat.

Závěr

Hyphenace APC Core 1 se systémem OMNISEC Reveal přináší synergii vysoké rychlosti a precizního rozlišení s robustním výpočtem fyzikálně-chemických parametrů polymerů i proteinů. Metoda usnadňuje vývoj materiálů s definovanými vlastnostmi a zrychluje rozhodovací procesy ve výzkumu a průmyslové praxi.

Reference

• Xian, J. L., Polymers for Personal Care Products and Cosmetics, Royal Society of Chemistry, 2016.
• Srivastava, A. et al., Polymers in Drug Delivery, Journal of Biosciences and Medicines 4 (2016) 69–84.
• Montaudo, M. S. et al., Rapid Commun. Mass Spectrom. 12 (1998) 519–528.
• Waters Corporation, ACQUITY Advanced Polymer Chromatography System, 2016.
• Malvern Instruments Ltd., OMNISEC Reveal, 2016.