Charged Aerosol Detection 101

Význam tématu

Charged Aerosol Detection (CAD) představuje univerzální detekční techniku v kapalinové chromatografii, která umožňuje citlivou a kvantitativní analýzu nevolatilních a částečně volatilních látek bez potřeby chromoforu či ionizovatelné skupiny. Díky strukturně nezávislé odezvě a širokému dynamickému rozsahu nachází CAD uplatnění v oblasti farmacie, biochemie i potravinářství.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentace je seznámit čtenáře s principem fungování CAD, ukázat jeho vývoj ve formě jednotlivých generací přístrojů a porovnat výkon CAD s konvenčními detektory ELSD a UV. Součástí je přehled praktických aplikací v analytice léčiv, excipientů, lipidů a jednoduchých sacharidů.

Použitá metodika a instrumentace

Obecný princip CAD zahrnuje:

• Kapalinová chromatografie (HPLC, UHPLC, mikro-LC) s gradientním či izokratickým elučním režimem
• Nebulizaci eluátu pomocí FocusJet koncentric nebulizéru
• Odpaření tekuté fáze v termicky řízené zóně
• Ovlivnění vzniklého aerosolu koronovým výbojem (ion trap)
• Měření elektrického náboje částic elektrometrem

Hlavní přístrojové řady:

• Corona CAD (2005) a Corona Plus CAD (2006)
• Corona ultra CAD/RS (2009–2011)
• Corona Veo RS (2013)
• Vanquish Charged Aerosol Detector (2015)

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání CAD a ELSD odhaluje:

• Širší lineární rozsah až čtyři dekády (sub-ng až µg) vs. 2–3 dekády u ELSD
• Nižší meze detekce (LoD <1 ng) a kvantifikace
• Strukturně nezávislou odezvu a lepší reprodukovatelnost
• Jednodušší obsluhu bez složitého nastavení optimalizace

Praktické studie ukázaly úspěšnou detekci aminoglykozidových antibiotik (gentamicin, amikacin), analýzu excipientů a protiepit, profiling lipidů z řas i potravinové sacharidy „dilute-and-shoot“ metodou.

Přínosy a praktické využití metody

CAD umožňuje:

• Relativní kvantifikaci neznámých nechromoforických látek bez referenčních standardů
• Komplementární detekci spolu s UV/DAD pro širší pokrytí analytických úloh
• Jednoduché přizpůsobení gradientním podmínkám i nízkým průtokům (micro-LC)

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj směřuje k další miniaturizaci a integraci CAD modulů do UHPLC a nano-LC platforem, automatizované lineární kalibraci v reálném čase, rozšíření aplikací v lipidomice, glykanové analýze a environmentálních testech.

Závěr

Charged Aerosol Detection je vysoce univerzální a citlivá detekční technika vhodná pro široké spektrum analytických úloh. Díky své strukturní nezávislosti, širokému dynamickému rozsahu a snadné obsluze představuje CAD výhodnou volbu pro moderní laboratoře zaměřené na farmaceutickou, biotechnologickou i potravinářskou chromatografii.

Reference

• Sandra K. et al. J Chromatogr. A 1176 (2007) 135–142
• Thermo Fisher Scientific Application Note AN20870