Advanced SEC-MALS Analysis of Sodium Hyaluronates

Význam tématu

Hyaluronáty jsou klíčové v kosmetice a farmacii díky své schopnosti vázat vodu a ovlivňovat viskoelastické vlastnosti přípravků. Přesné stanovení molární hmotnosti a její distribuce je zásadní pro kontrolu kvality a pochopení strukturálně-vlastnostních vztahů těchto biopolymerů.

Cíle a přehled studie / článku

Studie demonstruje použití SEC-MALS metody pro přesné stanovení absolutní molární hmotnosti ultravysoce molárních sodných hyaluronátů bez závislosti na kalibrační křivce. Využití Agilent 1260 Infinity II Multi-Angle Light Scattering detektoru v kombinaci s Agilent 1260 Infinity III LC systémem umožňuje zlepšenou opakovatelnost výsledků.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity III Isocratic Pump (G7110B)
• Agilent 1260 Infinity III Vialsampler (G7129A)
• Agilent 1260 Infinity II GPC/SEC Column Thermostat (G7886A)
• Agilent 1260 Infinity III Variable Wavelength Detector (G7114A)
• Agilent 1260 Infinity III Refractive Index Detector (G7162A)
• Agilent 1260 Infinity II Multi-Angle Light Scattering Detector (G7885A), 20 úhlů
• SUPREMA Linear Ultrahigh kolony 3× (8×300 mm, 10 µm) se strážní kolonkou (8×50 mm, 10 µm)

• Sodné hyaluronáty (Lifecore Biomedical)
• 10 mM fosfátový pufr (PBS) pH 7,4
• Desaltovaná voda a 1 µm PTFE stříkačkové filtry

Hlavní výsledky a diskuse

• SUPREMA kolony umožňují separaci velmi vysokomolárních hyaluronátů, které standardní kalibrace nedokáže přesně analyzovat.
• Porovnání RI stop tří vzorků ukázalo posuny v objemu elučních vrcholů, potvrzující účinné rozlišení.
• MALS detektor poskytuje citlivou detekci závislou na molární hmotnosti; extrapolací intenzity rozptýleného světla k nultému úhlu získáme správnou molární hmotnost (~550 000 g/mol).
• Kombinace MALS a RI detektoru umožňuje stanovit molární hmotnost v každém objemu eluátu bez polymerních standardů, odhaluje rozdíly v coil size hyaluronátu vs. pullulan.
• Použití pullulanové kalibrace vedlo k nadhodnocení hyaluronátu o 2–3× kvůli odlišné expanzi molekul v roztoku.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda SEC-MALS bez nutnosti kalibrace polymerními standardy zajišťuje absoluťní molární hmotnosti s nižší nejistotou a vysokou opakovatelností. Je ideální pro kontrolu kvality a výzkum biopolymery v kosmetice, farmacii a průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další biopolymery a makromolekuly.
• Integrace s dalšími detektory (UV, viskometrie) pro komplexní charakterizaci.
• Automatizace analýzy a pokročilá datová zpracování s využitím strojového učení.
• Propojování s hyphenovanými technikami (LC–MS, AF4) pro multifunkční analýzu.

Závěr

Kombinace Agilent 1260 Infinity II MALS detektoru a SUPREMA ultrahigh kolonek umožňuje přesné a absolutní stanovení molární hmotnosti sodných hyaluronátů. Metoda překonává omezení tradiční SEC kalibrace a zajišťuje konzistentní výsledky mezi laboratořemi.

Reference

• Striegel A. M. et al., Modern Size-Exclusion Liquid Chromatography, John Wiley & Sons, 2009, Chapter 8
• Radke W., Chromatography of Polymers, Wiley-VCH, 2007, Chapter 13
• Striegel A. M. et al., Physical Detectors, John Wiley & Sons, 2009, Chapter 9