Carbohydrate and Amino Acid Analysis Using 3-D Amperometry
Aplikace | 2007 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza aminokyselin a sacharidů je klíčová pro biotechnologické procesy, farmaceutický výzkum, kontrolu kvality a potravinářský průmysl.
Tradiční chemická derivatizace komplikuje práci, zvyšuje náklady a generuje toxický odpad.
Metoda AAA-Direct s integrovanou pulsní amperometrií umožňuje citlivé přímé stanovení bez derivatizace a minimalizuje rizika pro obsluhu i životní prostředí.
Cílem článku bylo představit 3-D amperometrii jako rozšíření standardní amperometrie pro selektivní a post-chromatografickou úpravu integrace proudu.
Ukázat, jak lze pomocí průběžného snímání proudu optimalizovat rozlišení a kvantifikaci aminokyselin a sacharidů v komplexních matricích (fermentační brothy, buněčná média).
Metoda AAA-Direct spočívá v aniontové výměnné chromatografii na kolonu AminoPac PA10 za gradientu hydroxidu sodného.
Detekce je prováděna integrovanou pulsně-amperometrickou detekcí (IPAD) se zlatou pracovní elektrodou.
3-D amperometrie snímá proud během celého vlnového průběhu (typ. 0–0,6 s), což umožňuje zpětnou volbu integračních intervalů.
Při standardním integračním rozsahu 210–560 ms dochází ke částečnému souběhu glukózy s alaninem a threoninem, stejně jako fruktózy/sacharózy s glycinem a prolinem.
Volbou kratšího intervalu 110–210 ms se selektivně potlačí signály asparaginu, glycinu a prolinu, čímž se výrazně zlepší rozlišení a přesnost stanovení glukózy, fruktózy a sacharózy.
Rezoluční faktor mezi asparaginem a glukózou vzrostl z 1,1 na 1,2 (USP definice).
Aplikace na 100× zředěný LB broth ukázala lepší integraci aminokyselin (valin, serin, prolin) s minimalizovanými šumy a interferencemi od mrtvého objemového proudu.
Lineárnost odezvy pro glukózu (1–200 µM) zůstává vysoká (r2 > 0,997) i při posunu integračních intervalů; LOD 0,04–0,10 µM, LOQ 0,14–0,32 µM.
Rozšíření 3-D amperometrie o automatizované výběry integračních intervalů pomocí strojového učení.
Vývoj specifických vlnových průběhů pro charakterizaci dalších skupin látek (aminosacharidů, peptidů, glykanů).
Integrace s online monitoringem bioprocesů a kontinuálními výrobními systémy.
Využití dat z 3-D amperometrie v kombinaci s chemometrií pro komplexní analýzu vzorků.
3-D amperometrie představuje účinný nástroj pro zvýšení selektivity a rozlišení v analýze aminokyselin a sacharidů bez nutnosti derivatizace.
Umožňuje post-chromatografickou optimalizaci a snížení počtu injekcí, čímž zefektivňuje workflow a podporuje přenos metod mezi generacemi přístrojů.
Iontová chromatografie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza aminokyselin a sacharidů je klíčová pro biotechnologické procesy, farmaceutický výzkum, kontrolu kvality a potravinářský průmysl.
Tradiční chemická derivatizace komplikuje práci, zvyšuje náklady a generuje toxický odpad.
Metoda AAA-Direct s integrovanou pulsní amperometrií umožňuje citlivé přímé stanovení bez derivatizace a minimalizuje rizika pro obsluhu i životní prostředí.
Cíle a přehled studie
Cílem článku bylo představit 3-D amperometrii jako rozšíření standardní amperometrie pro selektivní a post-chromatografickou úpravu integrace proudu.
Ukázat, jak lze pomocí průběžného snímání proudu optimalizovat rozlišení a kvantifikaci aminokyselin a sacharidů v komplexních matricích (fermentační brothy, buněčná média).
Použitá metodika a instrumentace
Metoda AAA-Direct spočívá v aniontové výměnné chromatografii na kolonu AminoPac PA10 za gradientu hydroxidu sodného.
Detekce je prováděna integrovanou pulsně-amperometrickou detekcí (IPAD) se zlatou pracovní elektrodou.
3-D amperometrie snímá proud během celého vlnového průběhu (typ. 0–0,6 s), což umožňuje zpětnou volbu integračních intervalů.
- Dionex ICS-3000 s DP gradient pumpou, elektrochemickým detektorem, AS autosamplerem a Chromeleon softwarem
- AminoPac PA10 analytická a strážná kolona
- Pracovní zlaté elektrody (AAA-Certified™ disposable a konvenční)
- Eluenty: 10 mM, 60 mM a 250 mM NaOH, 25 mM NaOH/1 M acetát, 100 mM kyselina octová
Hlavní výsledky a diskuse
Při standardním integračním rozsahu 210–560 ms dochází ke částečnému souběhu glukózy s alaninem a threoninem, stejně jako fruktózy/sacharózy s glycinem a prolinem.
Volbou kratšího intervalu 110–210 ms se selektivně potlačí signály asparaginu, glycinu a prolinu, čímž se výrazně zlepší rozlišení a přesnost stanovení glukózy, fruktózy a sacharózy.
Rezoluční faktor mezi asparaginem a glukózou vzrostl z 1,1 na 1,2 (USP definice).
Aplikace na 100× zředěný LB broth ukázala lepší integraci aminokyselin (valin, serin, prolin) s minimalizovanými šumy a interferencemi od mrtvého objemového proudu.
Lineárnost odezvy pro glukózu (1–200 µM) zůstává vysoká (r2 > 0,997) i při posunu integračních intervalů; LOD 0,04–0,10 µM, LOQ 0,14–0,32 µM.
Přínosy a praktické využití metody
- Eliminace derivatizace a s ní spojených nákladů i rizik
- Citlivé stanovení < 1 pmol sacharidů a aminokyselin
- Jednoinjekční rozbor s možností post-chromatografické optimalizace integrace
- Flexibilní úprava odezvy pro přenos metod mezi instrumenty
- Vhodné pro komplexní vzorky: buněčná média, fermentační brothy, průmyslové produkty
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšíření 3-D amperometrie o automatizované výběry integračních intervalů pomocí strojového učení.
Vývoj specifických vlnových průběhů pro charakterizaci dalších skupin látek (aminosacharidů, peptidů, glykanů).
Integrace s online monitoringem bioprocesů a kontinuálními výrobními systémy.
Využití dat z 3-D amperometrie v kombinaci s chemometrií pro komplexní analýzu vzorků.
Závěr
3-D amperometrie představuje účinný nástroj pro zvýšení selektivity a rozlišení v analýze aminokyselin a sacharidů bez nutnosti derivatizace.
Umožňuje post-chromatografickou optimalizaci a snížení počtu injekcí, čímž zefektivňuje workflow a podporuje přenos metod mezi generacemi přístrojů.
Reference
- Clarke A. P., Jandik P., Liu Y., Avdalovic N. An Integrated Amperometric Waveform for the Direct, Sensitive Detection of Amino Acids and Amino Sugars Following Anion-Exchange Chromatography. Anal. Chem. 1999, 71, 2774–2781.
- Jandik P., Clarke A. P., Avdalovic N., Andersen D. C., Cacia J. Analyzing Mixtures of Amino Acids and Carbohydrates Using Bi-Modal Integrated Amperometric Detection. J. Chromatogr. B. 1999, 732, 193–201.
- Hanko V. P., Rohrer J. S. Determination of Amino Acids in Cell Culture and Fermentation Broth Media Using Anion-Exchange Chromatography with Integrated Pulsed Amperometric Detection. Anal. Biochem. 2004, 324, 29–38.
- Dionex Application Note 150: Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths. Dionex Corporation, 2003.
- Dionex Technical Note 63: Peak Identification and Estimation of Percent Purity using HPAE with 3-D Amperometry. Dionex Corporation, 2005.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 150 Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths INTRODUCTION Cell cultures and fermentation broths are used in the manufacture of biotherapeutics and many other biological materials produced using recombinant genetic technology. Broths are also used…
Klíčová slova
amino, aminobroths, brothsfermentation, fermentationacids, acidsbroth, brothsigma, sigmanaoh, naohcarbohydrates, carbohydratescultures, culturesaaa, aaaypd, ypdmedia, mediachemical, chemicalcell, cellculture
An Improved Gradient Method for the AAA-Direct™ Separation of Amino Acids and Carbohydrates in Complex Sample Matrices
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Update 152 An Improved Gradient Method for the AAA-Direct™ Separation of Amino Acids and Carbohydrates in Complex Sample Matrices INTRODUCTION AAA-Direct is an established technique for amino acid analysis. This technique has proven capabilities for the separation of amino…
Klíčová slova
aaa, aaaamino, aminocarbohydrates, carbohydratesacids, acidsdirect, directnaoh, naohhci, hcimccoy, mccoyoff, offdulbecco, dulbeccomedium, mediumsodium, sodiumgradient, gradientingredient, ingredientbroth
Determination of Tryptophan Using AAA-Direct
2001|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 142 Determination of Tryptophan Using AAA-Direct ™ INTRODUCTION Tryptophan (Trp) is a difficult amino acid to determine in proteins and peptides because it chemically decomposes during acid hydrolysis. Consequently, many procedures have been developed for the independent preservation…
Klíčová slova
trp, trptryptophan, tryptophanaaa, aaahydrolysis, hydrolysisamino, aminopeptide, peptidehydrolysates, hydrolysatesprotein, proteindirect, directbsa, bsadetermination, determinationrecovery, recoveryusing, usingculture, culturefree
High-Performance Anion-Exchange Chromatography with Pulsed Amperometric Detection (HPAE-PAD) - Carbohydrates Analysis Application Notebook
2014|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of Contents Introduction Glycobiology Food and Beverage Biofuels Other Applications Innovative Solutions HPAE-PAD Resources High-Performance Anion-Exchange Chromatography with Pulsed Amperometric Detection (HPAE-PAD) Carbohydrates Analysis Application Notebook Table of Contents Introduction Glycobiology Introduction Food and Beverage Biofuels Other Applications Innovative…
Klíčová slova
hpae, hpaepad, padglycobiology, glycobiologybiofuels, biofuelsinnovative, innovativebeverage, beveragedionex, dionexcarbohydrates, carbohydratesresources, resourcescontents, contentscarbohydrate, carbohydratesolutions, solutionstable, tablefood, foodwood