Analysis of sugars using an Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z column

Význam tématu

Analýza cukrů je klíčová v potravinářském, biofarmaceutickém a biopalivovém průmyslu, neboť rozlišení a kvantifikace jednotlivých sacharidů ovlivňuje kvalitu produktů, procesní kontrolu fermentací a zajištění souladu s regulačními standardy. HILIC metodiky umožňují efektivní separaci vysoce polárních sloučenin, které bývají v reverzní fázi obtížně zadržitelné.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo otestovat výkon Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z kolony pro separaci 11 běžných cukrů pomocí gradientní a izokratické eluce. Dále bylo zkoumáno, jak podmínky pH a teploty ovlivňují rozlišení glukózových anomerů a životnost kolony.

Použitá metodika a instrumentace

• Kolona: Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z, 2,1 × 100 mm, 2,7 µm
• LC systém: Agilent 1260 Infinity binary LC
• Detektor: Agilent G4218A ELSD (60 °C, 3,5 bar, 30 Hz)
• Mobilní fáze: kombinace 0,3 % NH₄OH v H₂O, 0,3 % NH₄OH v acetonitrilu, 100 mM NH₄OAc pH 7,0 či pH 4,5 ve vodě a acetonitrilu (poměry B od 95 % do 60 %)
• Příprava vzorků: 11 cukrů (xylose, arabinóza, fruktóza, mannóza, glukóza, galaktóza, sacharóza, maltóza, laktóza, maltotrioza, rafinóza) rozpuštěných ve směsi CH₃CN/H₂O (9:1), injekční objemy 0,1–7 µL.

Hlavní výsledky a diskuse

• Efekt pH a teploty: nejlepší tvar píků i životnost kolony poskytuje vysoké pH (~10,8) při nízké teplotě (35 °C). Kombinace středního pH (7,0) a vysoké teploty (80 °C) přináší užší píky a nižší tlak, ale zkracuje životnost fáze.
• Gradientní eluce: rozlišení všech 11 cukrů během 6 minut gradientem 85–60 % B. Kritické páry xylose/arabinose a glucose/galactose nebyly zcela baseline, doporučuje se delší kolona nebo delší běh pro úplné rozlišení.
• Izokratická eluce: separace proběhla ve srovnatelném čase, ale s nižší citlivostí pro pozdní píky a menším rozlišením raných sloučenin. Metoda je vhodná tam, kde gradient není možný.
• Životnost kolony: při vysokém pH a nízké teplotě bez významné ztráty rozlišení po 14 000 injekcích; u středního pH a vysoké teploty došlo k rychlejší degradaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Robustní a reprodukovatelná separace řady sacharidů
• Vysoká účinnost a dobrá kontrola anomerů
• Široká stabilita kolony při pH až do 12 a teplotách do 80 °C
• Možnost volby mezi gradientní a izokratickou elucí dle provozních požadavků

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace HILIC-Z na jiné polární analyty (aminokyseliny, nukleotidy)
• Kombinace s mass‐spectrometrickou detekcí pro vyšší citlivost a selektivitu
• Integrace do vysoce výkonných skríningových protokolů a on‐line monitorování fermentací
• Další optimalizace fází směrem k extrémním podmínkám a ještě delší životnosti

Závěr

Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z kolona prokázala vynikající schopnost separace 11 sacharidů za vysokého pH a nízké teploty, přičemž si zachovává dlouhou životnost. Metoda je flexibilní díky možnosti gradientní i izokratické eluce a je vhodná pro rutinní i výzkumné aplikace v potravinářství, biofarmacii a průmyslové analytice.

Reference

• Agilent Technologies, Inc. Application Note 5991-8984EN, 2019