High Speed Simultaneous Analysis of Amino Acids in Foods Using Automatic Pretreatment Function

Význam tématu

Aminokyseliny představují základní stavební kameny bílkovin a ovlivňují jak výživovou hodnotu, tak chuť potravin. Rychlá a spolehlivá analýza aminokyselin je klíčová pro potravinářskou kontrolu kvality, výzkum metabolitů i vývoj nových produktů. Metoda automatizované pre-kolónové derivatizace nabízí efektivní alternativu k tradičnímu post-kolónovému značení, která kombinuje vysokou rychlost a jednoduchost přípravy vzorku.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ukázat univerzální využití předkolonové derivatizace aminokyselin pomocí automatické pretreatment funkce systému Nexera XR. Studie demonstruje:

• rychlou simultánní separaci 20 proteinogenních aminokyselin
• aplikaci metody na širokou škálu potravinových vzorků
• hodnocení účinku matricového prostředí prostřednictvím spike-and-recovery testů

Použitá metodika

Derivatizace se provádí v injektoru autosampléru, kde se v přesně stanoveném poměru míchají:

• vzorek
• borátový pufr
• MPA/OPA roztok (mercaptopropionová kyselina + o-ftalaldehyd)
• FMOC činidlo (9-fluorenylmethyl chloroformát)

Po dvouminutovém čekání je směs injektována na kolonu. Chromatografie probíhá v režimu nízkotlakého gradientu s mobilními fázemi založenými na octanových pufrech, vodě a acetonitrilu. Celková doba běhu činí přibližně 14 minut.

Použitá instrumentace

• UHPLC přístroj Shimadzu Nexera XR s automatickou pretreatment funkcí
• Kolona Shim-pack XR-ODS II, 100 × 3,0 mm, 2,2 µm
• Fluorescenční detektor se dvěma kanály (Ex/Em 350/450 nm a 266/305 nm)
• Teplotní řízení kolony (35 °C) a vzorku (4 °C)

Hlavní výsledky a diskuse

Simultánní separace 20 proteinogenních aminokyselin byla dosažena během 14 minut s dostatečným rozlišením všech složek. Metodu úspěšně aplikovali na různé potravinové vzorky – vývary, pasty (ketchup, miso, gochujang), polévkové základy, arašídové máslo, nápoje (energetické, džusy, sake, sójová omáčka). Spike-and-recovery testy ukázaly v širokém spektru vzorků recovery 85–115 %, což potvrzuje, že matrix-efekty jsou minimalizovány automatizovanou derivatizací.

Přínosy a praktické využití metody

• Podstatné zkrácení doby analýzy oproti post-kolónovým metodám
• Eliminace manuálního derivačního kroku – zjednodušení pracovního postupu
• Možnost použití standardního HPLC vybavení bez nutnosti složitého příslušenství
• Vysoká reprodukovatelnost a robustnost vhodná pro rutinní QA/QC

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávaný rozvoj automatizace a miniaturizace by mohl vést k dalšímu zrychlení preanalytických kroků. Integrace s online vzorkovači a rozšíření na další třídy biomolekul (peptidy, metabolity) nabídne široké uplatnění v potravinářském výzkumu i klinické analytice. V kombinaci s pokročilými datovými platformami a umělou inteligencí lze předpokládat zvýšenou přesnost kvantifikace a prediktivní schopnosti pro studium metabolismu.

Závěr

Popsaná metoda automatizované pre-kolónové derivatizace na systému Nexera XR představuje rychlý, spolehlivý a snadno implementovatelný způsob analýzy aminokyselin v potravinách. Kombinace vysokého průtoku vzorků, robustní chromatografie a minimalizace matrix-efektů zaručuje široké využití v průmyslové i výzkumné praxi.

Reference

• Shimadzu Application News 01-00007, „Pre-Column Derivatization of Amino Acids Using Automatic Pretreatment Function“