Scale-Up of an analytical HPLC method for steviol glycosides to a preparative approach

Význam tématu

Steviol glykosidy z rostliny Stevia rebaudiana představují přírodní nízkokalorické sladidlo s výrazně vyšší sladivostí než sacharóza. Jejich purifikace ve vysoké kvalitě a výtěžnosti je klíčová pro diabetiky, potravinářský průmysl a výzkumné laboratoře zaměřené na vývoj zdravějších náhrad cukru.

Cíle a přehled studie / článku

• Adaptovat stávající gradientní analytickou HPLC metodu pro izolaci rebaudiosidu A a steviosidu na isokratický režim.
• Provést škálování analytické metody na preparativní HPLC pomocí přepočtového nástroje KNAUER ScaleUp Converter.
• Vyhodnotit kapacitu kolony a kvalitu separace při různých objemech injekce.

Použitá metodika a instrumentace

• Simulace přechodu z gradientního na isokratický režim pomocí softwaru DryLab.
• Analytická část: KNAUER AZURA HPLC Plus se C18 kolónou Eurospher II 100-10, rozměr 250×4,6 mm, průtok 1,2 mL/min, detekce UV při 210 nm.
• Preparativní část: AZURA P 2.1L pumpa 100 mL s LPG modulem, UVD 2.1L detektor, Vertex Plus AX kolona Eurospher II 100-10 C18 250×20 mm, průtok 22 mL/min, Labocol vario-4000 fraction collector.

Hlavní výsledky a diskuse

• Isokratické složení 30:70 acetonitril/voda zajistilo oddělení rebaudiosidu A a steviosidu se zachovanou výkonností stanovenou při analytickém měřítku.
• Při zvýšení objemu injekce (až 2 mL analyticky, 2 mL preparativně) se udržela separace cílových sloučenin, avšak vzrůstající matriční signál vyžaduje optimalizaci předúpravy vzorku.
• Škálování kolony z ID 4,6 mm na 20 mm s konstantní délkou a HETP bylo úspěšné, průtok se zvýšil z 1,2 na 22 mL/min bez ztráty rozlišení.

Přínosy a praktické využití metody

• Dílčí krok od analytiky k preparativě se výrazně zrychlil díky použití přepočtového nástroje.
• Umožňuje efektivní purifikaci vysokých dávek rebaudiosidu A s opakovatelnými výsledky.
• Usnadňuje odhad maximálního zatížení kolony a optimalizaci surové matrice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření postupu na další přírodní sloučeniny a metodiky.
• Integrace online SPE pro čištění vzorků bez manuálních kroků.
• Automatizované a nepřetržité procesy preparativní HPLC v průmyslovém měřítku.

Závěr

Prezentovaný postup úspěšně přenesl analytickou HPLC metodu na preparativní úroveň s minimálními úpravami eluce. Kombinace simulace, isokratického režimu a nástroje ScaleUp Converter zkracuje dobu vývoje a zvyšuje produktivitu purifikace steviol glykosidů.

Reference

1. Samuel P Ayoob K T A Magnuson B A et al J Nutr Volume 148 Issue 7 2018 Pages 1186S–1205S
2. KNAUER ScaleUp Converter dokumentace A1696