Application Handbook Liquid Chromatography

Význam tématu

Kapalinová chromatografie a její moderní varianty (UHPLC, HPLC, SFC, 2D-LC, SFE–SFC) představují základní nástroje ve farmacii, klinické diagnostice, ochraně životního prostředí, potravinářství a zemědělství. Umožňují separaci, kvantifikaci a identifikaci stopových složek i vysoce nerozlišovaných sloučenin v komplexních matricích. Díky pokročilým modulům automatizace a detekce (UV/VIS, PDA, FL, RID, ELSD, MS, MS/MS) se zvyšuje produktivita, citlivost i spolehlivost analýz, přičemž se snižují nároky na čas a objem organických rozpouštědel.

Cíle a přehled studie / článku

Text shrnuje řadu aplikací Shimadzu nástrojů (Nexera UC, Nexera X2, Prominence-i, Prominence-UV/RID/FL, LCMS-IT-TOF, LCMS-MS) v různých oborech. Představuje off-line a on-line SFE–SFC pro nestabilní sloučeniny, komplexní 2D-LC metody pro proteomy i lipidy, UHPLC-MS/MS pro pesticidy, glykanovou a aminosacharidovou analýzu, biogenní aminy a mikrosložky v potravinách, stejně jako kvalifikaci a kvantifikaci příměsí a degradačních produktů ve farmacii.

Použitá metodika a instrumentace

• Extrahování vzorků: superkritická fluidní extrakce (SFE) off-line/on-line v systému Nexera UC
• Kapalinová chromatografie: HPLC, UHPLC (Nexera X2, Nexera-i), SFC
• Dvoudimenzionální LC: On-line/off-line LC×LC s cyano i C18 kolonkami
• Automatizace vzorku: SIL-30AC pre-column derivatizace (OPA, FMOC), Co-Sense valves
• Detekce: UV/VIS, fotodiode array, fluorescence (RF-20AXS), refraktometrie (RID-20A), ELSD
• Hmotnostní spektrometrie: LC-MS, LC-MS/MS (8030, 8060), IT-TOF, GC-MS/MS

Hlavní výsledky a diskuse

• SFE–SFC: online/off-line integrace SFE před rozdělováním SFC umožnila analýzu nestabilních ingrediencí (redukovaná CoQ10) bez oxidace a obohacení.
• UHPLC-MS/MS pesticidů: SFE-LC-MS/MS sebevyčišťující extrakce odhalila stovky pesticidů v půdách, potravinách, plodinách s vysokou spolehlivostí.
• 2D-LC proteomiky: RP×RP duo cyano/C18 u separace tryptických peptidů z α-kaseinu, 90% pokrytí sekvence a detailní isoformy proteinů.
• Glykanová chromatografie: RF-20AXS detekce PA-glykanů v monoklonálních protilátkách, femtomolová citlivost a lineární reakce.
• Aminokyselinové a biogenní aminy: SIL-30AC automatická derivatizace OPA/FMOC, 20 sekund analýzy 22 AK, biogenní aminy metodou OPA v <8 minutách.
• Charakterizace lipidů: 2D-LC účinně rozlišila glycerofosfolipidy, fosfolipidy, triacylglyceroly a karotenoidy v olejích a potravinách.
• Farmaceutická kvalita: 2D LC/MS umožnila detekci stopových nečistot v API; TFA a přímá FL detekce aflatoxinů; derivatizace a UV pro deoxynivalenol, histamin v surovinách.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená rozlišovací schopnost a špičková selektivita i pro složité směsi
• Rychlá analýza a vysoká propustnost vzorků (UHPLC, 2D-LC, SFE-online)
• Omezení práce operátora díky plné automatizaci předúprav a gradientních přepínačů
• Nižší spotřeba organických rozpouštědel (zelená chemie) a nižší provozní náklady
• Možnost paralelní detekce multimodálními detektory (PDA, FL, ELSD, RID, MS)
• Komplexní profilace složek i stopových nečistot v potravinách, krmivech, api, kosmetice

Budoucí trendy a možnosti využití

• Zavádění umělé inteligence (AI) pro navrhování optimálního gradientu a výběr kolonkových podmínek
• Miniaturizace a integrace microfluidních a 3D-tiskových modulů pro on-site analýzu
• Rozšířené využití MS Imaging, MALDI-MS pro prostorovou distribuci metabolitů a proteinů
• Online propojení s chemometrickou analýzou a „big data“ pro komplexní biologické mapování
• Inteligentní laboratoře s plnou integrací robotických systémů a vzdáleným cloud-monitoringem

Závěr

Přehled nejnovějších aplikací Shimadzu instrumentace ukazuje, že kombinace UHPLC, SFC, SFE, 2D-LC a citlivé detekce (PDA, FL, RID, ELSD, MS) dokáže vyřešit široké spektrum analytických výzev v různých oblastech: od klinických testů, prostředí, potravin až po farmaceutickou kvalitu. Pokrok v automatizaci, ekologii provozu a schopnosti komplexní multidimenzionální separace znamená rychlejší, spolehlivější a šetrnější analýzy, bezpečně podporující vývoj nových léčiv, kontrolu potravin a ochranu životního prostředí.

Reference

1. Shimadzu Application Handbook „Liquid Chromatography Introduction“
2. Shimadzu Application News bulletins L232, L362, L428, L440, L491, SCA_190_015, SCA_190_022, SCA_190_025 a další
3. ChromSquare/LC×LC-Assist software documentation, Chromaleont, Italy
4. Japanese Pharmacopoeia notifications on aflatoxin and contaminants