Carbohydrate analysis with HPAE-PAD

Význam tématu

Sacharidy hrají nezastupitelnou roli v biologických procesech i v průmyslových aplikacích. Jejich vysoká polarita, podobná struktura a absence chromoforu ztěžují analýzu běžnými chromatografickými metodami. Metoda HPAE-PAD kombinuje vysokovýkonnou aniontovou výměnnou chromatografii při silně zásaditém pH a pulzní amperometrickou detekci, což umožňuje přímou, citlivou a selektivní detekci sacharidů bez potřeby derivatizace.

Cíle a přehled studie

Cílem předloženého materiálu je představit technologii HPAE-PAD a její praktické nasazení v oblasti analýzy mono- a oligosacharidů, sialových kyselin, cukerných kyselin a alkoholů v různých typech vzorků (glykoproteiny, potraviny, farmaceutika, biopaliva). Studie popisuje instrumentaci, chromatografické podmínky, waveform pro PAD a příklady aplikací s dosaženou citlivostí, rozlišením a reprodukovatelností.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda využívá:

• Silně aniontové CarboPac kolony (PA20, PA200, SA10) pro selektivní separaci sacharidů.
• Reagent-Free IC s elektrolyticky generovaným eluentelem (RFIC-EG) pro konzistentní tvorbu KOH/NaOH.
• Dionex ICS-5000+ a ICS-4000 systémy s plně PEEK™ cestou a čtyřnásobným gradientním čerpadlem pro vysoké průtoky a robustnost.
• Pulsní amperometrickou detekci (PAD) se zlatým pracovním elektrodovým povrchem, Ag/AgCl nebo Pd/H2 referencí a waveform A pro stabilní dlouhodobé měření.
• Volitelně 3-D amperometrii pro postchromatografické přizpůsobení integračních intervalů a eliminaci rušivých koelucí.
• MS detekci po potlačení zásaditosti pomocí CMD™ 300 desalteru pro identifikaci a potvrzení molekulových váh sacharidů.

Hlavní výsledky a diskuse

V demonstračních aplikacích metoda dosahuje sub-picomolové citlivosti na standardních průměrech a femtomolové v kapilárních systémech. Monosacharidy, disacharidy a sialové kyseliny lze jednoznačně rozlišit v isokratických a gradientních režimech do 7–15 minut. RFIC-EG zajišťuje vysoce reprodukovatelnou tvorbu eluenta bez kontaminace. Kapilární kolony snižují spotřebu vzorku a eluenta na 1/100 standardních objemů. 3-D amperometrie a MS-PAD pak umožňují adaptaci metody na komplikované matrice a potvrzení identity analytů.

Přínosy a praktické využití metody

HPAE-PAD nabízí:

• Bezderivátovou analýzu širokého spektra sacharidů s vysokou citlivostí a poměrem signál/šum.
• Rychlé metody (<7 min pro monosacharidy, <15 min pro oligosacharidy).
• Automatizaci přípravy vzorků a tvorby eluenta, snižující riziko chyb a provozní náklady.
• Využití v QA/QC laboratořích potravinářského, farmaceutického, biotechnologického i energetického průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další miniaturizace systémů, rozšířené propojení s HPLC-MS/MS pro detailní strukturální charakterizaci a real-time monitoring fermentačních procesů. Umělá inteligence a pokročilá multivariate data analysis mohou zlepšit rychlou interpretaci komplexních chromatografických a amperometrických dat.

Závěr

HPAE-PAD představuje vysoce robustní a citlivý přístup pro komplexní analýzu sacharidů bez derivatizace. Díky moderní instrumentaci Dionex ICS-5000+/4000 a CarboPac kolonám nabízí excelentní rozlišení, přesnost, reprodukovatelnost a široké aplikační spektrum napříč průmyslovými odvětvími.

Reference

Nejsou uvedeny explicitní literární zdroje.