Characterization of four saturated fatty acids using gradient HPLC-CAD highlighting optimized evaporation temperature control features

Význam tématu

Analýza volných nasycených mastných kyselin (FAs) je zásadní pro kontrolu kvality polysorbátů ve farmaceutických a biotechnologických formulacích. Mastné kyseliny mohou vznikat degradačními procesy nebo kontaminací, což vede k tvorbě nerozpustných částic a ohrožení kvality, účinnosti i bezpečnosti léčiv.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo hodnotit vliv inovovaného řízení teploty vypařovací trubice (EvapT) a aktivace režimu Temperature Coupling Mode v detektoru Charged Aerosol Detector (CAD) HP na citlivost a stabilitu analýzy čtyř běžných nasycených mastných kyselin. Metodika zahrnovala 24hodinové sledování signálu a vyhodnocení optimální EvapT pro maximální poměr signál/šum (S/N).

Použitá metodika

Gradientní RP-HPLC metoda: kolona Hypersil GOLD C18 (50×2,1 mm, 1,9 µm); mobilní fáze A: 0,05 % kyseliny mravenčí ve vodě, B: 0,05 % kyseliny mravenčí v acetonitrilu; gradient od 75 % B po 85 % B za 3 min, návrat na 75 % B do 5 min, průtok 0,75 mL/min; teplota kolony 25 °C; objem injekce 10 µL. Sběr dat frekvencí 10 Hz, CAD filtrace 5 s.

Použitá instrumentace

• HPLC systém Thermo Scientific Vanquish
• Detektor Charged Aerosol Detector P series (CAD HP) s Temperature Coupling Mode
• Kolona Thermo Scientific Hypersil GOLD C18 (P/N 25002-052130)
• Autosampler s chlazením na 6 °C, mytí jehlou vodou/isopropanolem (10/90, v/v)
• Software Thermo Scientific Chromeleon CDS 7.3.2

Hlavní výsledky a diskuse

Variace EvapT mezi 25 °C a 40 °C neměla významný vliv na pozadí šumu. Poměr S/N se však s rostoucí EvapT snižoval u všech mastných kyselin, přičemž nejvolatilnější laurová kyselina vykázala nejprudší pokles. Optimální EvapT 25 °C vedlo k nejvyšším hodnotám S/N pro všechny čtyři FAs. Aktivace Temperature Coupling Mode přinesla dodatečné zvýšení S/N (až +47 % pro laurovou kyselinu), protože nižší teplota v modulu CDM omezila nežádoucí odpařování. Metoda prokázala stabilní výkon po 24 hodinách s RSD pod 10 %.

Přínosy a praktické využití metody

Charged aerosol detekce umožňuje přímé stanovení FAs bez derivatizace, s širokým lineárním rozsahem a rovnoměrným odpovídáním pro nenasycené i polosmálo-volatile látky. Optimalizované řízení teploty zlepšuje citlivost a reprodukovatelnost, což je klíčové pro rutinní kontrolu polysorbátů v rámci QA/QC laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na další polosmálo-volatile a amfifilní látky
• Integrace automatizovaného řízení teploty do pokročilých analytických protokolů
• Využití umělé inteligence pro optimalizaci pracovních podmínek a predikci stability signálu
• Adaptace na vysoce propustné screeningové aplikace v průmyslové analytice

Závěr

Optimalizace teploty vypařovací trubice na 25 °C spolu s aktivací Temperature Coupling Mode v detektoru CAD HP přináší významné zvýšení poměru signál/šum při analýze nasycených mastných kyselin. Metoda vykazuje vysokou robustnost a opakovatelnost, což ji činí vhodnou pro rutinní kontrolu kvality surfaktantů ve farmaceutickém průmyslu.

Reference

1. Schilling K.; Pawellek R.; Lovejoy K.; Muellner T.; Holzgrabe U. Influence of charged aerosol detector instrument settings on the ultra-high-performance liquid chromatography analysis of fatty acids in polysorbate 80. Journal of Chromatography A. 2018, 1576, 58–66.
2. Shi L.; Shen G.; Chai R.; Gamache P. H.; Jin Y. A review of polysorbate quantification and its degradation analysis by liquid chromatography coupled with charged aerosol detection. Journal of Chromatography A. 2025, 1742, 465651.
3. Siska C. C.; Pierini C. J.; Lau H. R.; Latypov R. F.; Fesinmeyer R. M.; Litowski J. R. Free fatty acid particles in protein formulations, Part 2: Contribution of polysorbate raw material. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2015, 104, 447–456.
4. Doshi N.; Giddings J.; Luis L.; Wu A.; Ritchie K.; Liu W.; Chan W.; Taing R.; Chu J.; Sreedhara A.; Kannan A.; Kei P.; Shieh I.; Graf T.; Hu M. Comprehensive assessment of all-oleate polysorbate 80: Free fatty acid particle formation, interfacial protection and oxidative degradation. Pharmaceutical Research. 2021, 38, 531–548.
5. Menz M.; Eggart B.; Lovejoy K.; Acworth I.; Gamache P.; Steiner F. Charged aerosol detection – factors affecting uniform analyte response. Technical Note 72806.
6. Muellner T.; Acworth I.; Gamache P. Getting the most out of your charged aerosol detector: Factors influencing charged aerosol detector performance. Technical Guide 73914.