Chromatographic separation of Oligosaccharides and Monosaccharides

Význam tématu

Analýza sacharidů od monosacharidů až po oligosacharidy je zásadní pro potravinářský průmysl, biotechnologie i farmaceutický výzkum. Správná separace těchto sloučenin umožňuje kvantitativní stanovení složení, sledování fermentačních procesů či kontrolu kvality cukerných profilů. Tradiční metody často trpí omezenou selektivitou, dlouhými analýzami či náročnou údržbou. Vývoj nových chromatografických fází a režimů separace tak otevírá cestu k rychlejší a přesnější analýze saccharidů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentovaného white paperu je ukázat možnost simultánní separace řady oligosacharidů a monosacharidů na kolonách Shim-pack SUR-Na v režimu kombinující velikostní výluku a ligandovou výměnu na bázi Na+. Studie demonstruje chromatografický profil 21 látek od maltoheptaosy po ethanol a glycerol. Výsledky ilustrují schopnost dosáhnout rozlišení různých typů sacharidů bez použití organických rozpouštědel.

Použitá instrumentace

• Chromatograf: Nexera lite
• Kolona: Shim-pack SUR-Na, 250 mm × 7,8 mm I.D., 8 μm (2 kusy)
• Předkolona: Shim-pack SUR-Na (G), 50 mm × 7,8 mm I.D., 8 μm
• Mobilní fáze: čistá voda
• Průtok: 0,5 mL/min
• Teplota kolony: 60 °C
• Objem injekce: 10 μL
• Detektor: refrakční detektor (RID)

Hlavní výsledky a diskuse

V chromatogramu bylo rozlišeno 21 sloučenin v čase do 35 minut. Oligosacharidy (maltoheptaosa až maltotetraosa) se objevily v horní části chromatogramu, následovaly disacharidy a monosacharidy. Důležitou roli při separaci sehrála kombinace velikostního vyloučení pro oddělení vyšších oligosacharidů a iontové výměny na sodíkových ligandech pro rozlišení menších cukrů a polyolů. Retenční indexy demonstrovaly lineární rámec pro odhad retenčních časů příbuzných sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Široké spektrum separovaných sacharidů bez organických modifikací mobilní fáze
• Vysokou reprodukovatelnost retenčních časů
• Jednoduchou údržbu díky použití vody jako mobilní fáze
• Možnost aplikace v rutině QA/QC potravinářských vzorků a biotechnologických fermentů

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může směřovat k integraci s hmotnostní spektrometrií pro strukturální analýzu, využití multi-detektorů pro simultánní stanovení dalších parametrů (např. organických kyselin) či aplikaci kolonek s menšími částicemi pro zkrácení doby analýzy. Rovněž se očekává rozšíření metody na analýzu rostlinných extraktů a průmyslových fermentačních médií.

Závěr

Studie potvrzuje, že kolonová řada Shim-pack SUR-Na v režimu size exclusion a sodíkové ligandové výměny umožňuje efektivní a reprodukovatelnou separaci širokého spektra sacharidů. Metoda je atraktivní pro rutinní aplikace v potravinářských, farmaceutických i biotechnologických laboratořích díky jednoduchosti přípravy, absenci organických rozpouštědel a robustnímu výkonu.

Reference

Shimadzu Corporation, 2024 / First Edition: Feb. 2024