Beverages Applications Notebook - Sugars in Beverages

Význam tématu

Cíle a přehled metod

• Integrované systémy UHPLC, IC, LC-MS/IC-MS
• Softwarová platforma Chromeleon 7
• Procesní analytické a automatizované přípravné jednotky (ASE, AutoTrace)
• Specifické aplikační poznámky: HPAE-PAD metody pro stanovení sucralózy, cukrů v melase, optimalizace PAD, výběr kolonek

Použitá instrumentace

• UHPLC: UltiMate 3000 UHPLC+ (řady Basic, Standard, RSLCnano)
• Ionová chromatografie: ICS-5000, ICS-2100 (RFIC), ICS-1600, ICS-1100, ICS-900
• MS detekce: MSQ Plus single quadrupole, přímé připojení IC/LC-MS
• Autosamplery a příprava vzorku: AS50, ASE 150/350, AutoTrace 280 SPE
• Detektory: ED50 pulsed amperometric detector, CarboPac a AminoPac kolony
• Software: Chromeleon 7 CDS pro řízení, analýzu a reporty

Metodika

• HPAE-PAD využívá aniontově výměnnou kolonu (CarboPac PA20, PA1, PA100, MA1) při vysokém pH či gradientu acetátu
• Pulsed amperometrická detekce na zlaté elektrodě: optimalizovaný potenciál pro oxidaci sacharidů, očištění elektrody i regeneraci
• Eluenty: 10–200 mM NaOH, 0–800 mM acetát sodný
• Příprava vzorků: 0,2 µm filtrace, eliminace proteinů/halogenů/organických interferentů pomocí OnGuard cartridgí
• Kalibrace: standardy glukóza, sucralóza, příprava pufrovaných elučních směsí

Hlavní výsledky a diskuse

• Stanovení sucralózy v dietních nápojích: detekční limit ~0,01 µM, lineární oblast 0,04–40 µM, opakovatelnost RSD <3 %
• Simultánní stanovení glukózy a sucralózy gradientem acetátu
• Analýza cukrů v melase a potravinových matricích: vysoká selektivita a citlivost
• Separační výkonnost CarboPac kolon: vylepšená kapacita pro alditoly (MA1), monosacharidy (PA1) a oligosacharidy (PA100)
• Optimalizace PAD: doporučené vlnové průběhy, délky impulsů pro maximální signál/šum
• Rychlá regenerace kolon a stabilní běh i po stovkách injekcí

Přínosy a praktické využití

• Direct injection nevyžaduje derivatizaci ani rozsáhlou přípravu vzorku
• Široké spektrum aplikací: potravinářství, nápoje, farmaceutika, QA/QC, výrobní procesy
• Vysoká odezva, nízké detekční limity a vynikající selektivita pro sacharidy
• Automatizace a integrace s MS posilují schopnost identifikace a kvantifikace
• Podpora procesní optimalizace pomocí online IC/HPLC analýzy

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další integrace s hmotnostní spektrometrií pro strukturní charakterizaci glykokonjugátů
• Miniaturizace a ultrarychlé HPLC/UHPLC systémy pro vyšší vzorkovací výkon
• Pokročilé kolony s novými stacionárními fázemi pro specifické oligosacharidy
• Green chromatography: snížení objemu elučního pufru a spotřeby energie
• Využití umělé inteligence a strojového učení pro zpracování chromatografických dat

Závěr

Reference

• Hardy M.R., et al., Anal. Biochem. 1988, 170, 54–62.
• Townsend R.R., Lee Y.C., Anal. Biochem. 1988, 174, 459–470.
• Manzi A.E., Diaz S., Varki A., Anal. Biochem. 1990, 188, 20–32.
• Dionex Corporation, Application Note 155–160: Determination of Sugars in Beverages.