Advancing HPLC/ UHPLC Analysis with Multi-Angle Light Scattering Technology

Význam tématu

Multi-úhlové rozptylové detekce v online HPLC/UHPLC představují klíčový nástroj pro absolutní stanovení molekulové hmotnosti, velikosti a konformace makromolekul bez závislosti na retenci nebo referenčních standardech.

Cíle a přehled studie

Text shrnuje vývoj a nasazení nové generace detektorů DAWN®, Optilab® a ViscoStar® od Wyatt Technology, popisuje princip SEC-MALS a jeho aplikace v oblasti analýzy proteinů, komplexů a syntetických polymerů včetně UHP-SEC-MALS.

Použitá instrumentace

• DAWN® multi-úhlový rozptyl (MALS)
• Optilab® refrakční index (RI)
• ViscoStar® diferenciální viskozimetrie
• microDAWN, microOptilab, microViscoStar pro UHPLC
• UHP-SEC kolony Waters (APC 125, 450 Å)
• ASTRA software pro analýzu dat

Hlavní výsledky a diskuse

• Moderní detektory nabízejí dotykové ovládání, modulární výměnné flow cell, automatickou diagnostiku (CheckPlus) a platformu Smart Services pro monitoring stavu systému.
• V biochemických případových studiích SEC-MALS-UV-RI odhalil stechiometrii komplexu FIR–DNA, stanovil oligomerizaci membránových proteinů (LamB, α-HL) v přítomnosti detergentů, analyzoval tvar a agregaci scaffoldu PopZ a určil rovnovážné konstanty dimerizace proteinů NUCB1 a SecA.
• UHP-SEC-MALS ukázal shodu výsledků s konvenční SEC-MALS (např. polystyren 1,5 MDa) bez průmyslové degradace, rozlišil konformace tuhých epoxidových pryskyřic oproti lineárním polymerům a umožnil analýzu kopolymerů pomocí kombinace MALS, UV a dRI.

Přínosy a praktické využití metody

• Absolutní stanovení molární hmotnosti a velikosti bez nutnosti kalibrace
• Detailní analýza stechiometrie, tvaru a konformace makromolekul
• Rychlá a citlivá detekce v HPLC/UHPLC s minimální spotřebou vzorku
• Široké uplatnění od biofarmaceutického výzkumu přes QC laboratoře až po syntetické polymery v průmyslu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace pokročilých senzorů a umělé inteligence pro prediktivní údržbu a analýzu
• Miniaturizace a mikrofluidická řešení pro vyšší propustnost a nižší spotřebu vzorku
• Rozšíření sortimentu UHP-SEC kol mostů pro širší spektrum makromolekul
• Propojení SEC/UHP-SEC-MALS s dalšími technikami (MS, NMR) pro komplexní charakterizaci

Závěr

SEC-MALS a UHP-SEC-MALS představují univerzální, vysoce robustní a vysoce informační metody pro detailní charakterizaci makromolekul, které díky absolutnímu stanovení a multimodálnímu přístupu překonávají omezení tradiční SEC a otevírají nové možnosti ve výzkumu i průmyslové praxi.

Reference

• P.J. Wyatt, Analytica Chimica Acta 272, 1–40 (1993).
• V.H. Hsieh, P.J. Wyatt, Scientific Reports 7, 10030 (2017).
• S.M. Rowland, A.M. Striegel, Analytical Chemistry 84(11), 4812–4820 (2012).
• Originální články a případové studie prezentované společností Wyatt Technology a časopisem LCGC (2019).