Automated Method Development in HPLC for the Quantitative Determination of Catechins in Tea

Význam tématu

Čaj je jedním z nejrozšířenějších nápojů na světě a katechiny v něm obsažené patří mezi klíčové antioxidanty s prokázaným přínosem pro lidské zdraví. Precizní a rychlá kvantifikace katechinů je zásadní pro potravinářský průmysl, farmaceutický výzkum i laboratorní kontrolu kvality.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout jednoduchou, rychlou a citlivou HPLC metodu s UV detekcí pro stanovení sedmi katechinů v různých typech čaje. Proces byl zcela automatizován pomocí softwaru pro vývoj chromatografických metod s úkolem minimalizovat dobu potřebnou pro optimalizaci.

Použitá metodika a instrumentace

Analytický systém UltiMate 3000RS zahrnoval čtyřkanálový odplyňovač, kvaternární pumpu, automatický vzorkovač, termostatovanou kolonu a fotodiodový detektor s 2,5 µl mezikapilární buňkou. Softwarové nástroje ChromSwordAuto 5 pro scouting, rapidní a jemnou optimalizaci metod byly kombinovány s Chromeleon 7.2.8 pro akvizici dat a vyhodnocení. Pro scouting bylo testováno 4 columny, 4 vodné eluenty a 2 organická rozpouštědla. Vzorky čaje (bílý, zelený, černý) byly připraveny zalitím horkou vodou, zředěny a analyzovány v trojím opakování. Externí kalibrace probíhala v rozsahu 1–100 µg/ml.

Hlavní výsledky a diskuse

Celkem bylo automaticky vygenerováno 69 metod, přičemž nejlepší separaci poskytla kolona Accucore Phenyl-X v kombinaci 20 mM roztoku acetátového pufru pH 3.8 a acetonitrilu. Oddělení všech sedmi katechinů proběhlo do 4 minut a celkový běh metody trval 9,4 minuty. Detekční limity (LOD) se pohybovaly pod 0,2 µg/ml a kvantifikační limity (LOQ) pod 0,7 µg/ml kromě Gallocatechinu a Epigallocatechinu, u kterých bylo LOQ až 8 µg/ml. Jemná optimalizace odstranila interferenci matice u EGC a zvýšila jeho čistotu špičky z 0,897 na 0,959. Kvantitativní analýza prokázala nejvyšší obsah katechinů v zeleném čaji (107 mg/šálek), následuje bílý čaj (53 mg/šálek) a černý čaj (4 mg/šálek).

Přínosy a praktické využití metody

• Plná automatizace šetří značné množství času analytika.
• Metoda není závislá na rutině pracovníka a minimalizuje chyby způsobené manuální optimalizací.
• Rychlá a citlivá analýza je vhodná pro potravinářskou kontrolu kvality, farmaceutické aplikace a akademický výzkum.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace umělé inteligence pro další zefektivnění návrhu metod.
• Rozšíření přístupu na další třídy bioaktivních látek a komplexních matric.
• Kombinace s detekcí hmotovým spektrem pro zlepšenou selektivitu a citlivost.
• Implementace cloudových řešení pro sdílení a porovnávání vyvíjených metod mezi laboratořemi.

Závěr

Automatizovaný workflow HPLC metod pomocí ChromSwordAuto 5 na platformě UltiMate 3000RS umožnil během pěti dnů vyvinout spolehlivou a rychlou metodu pro kvantifikaci katechinů v čajích. Výrazná úspora laboratorního času a nezávislost na zkušenostech analytika podtrhují přínos automatizace pro moderní analytickou chemii.

Reference

1. Neves MF Trombin VG Lopes FF Kalaki R Milan P World consumption of beverages In The orange juice business Wageningen Academic Publishers 2011 DOI https://doi.org/10.3920/978-90-8686-739-4_31
2. Mohan M Jeevanandan G Raja SM The role of green tea in oral health A review Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research 2018 11 4 1 DOI http://dx.doi.org/10.22159/ajpcr.2018.v11i4.23628
3. Zuo Y Chen H Deng Y Simultaneous determination of catechins caffeine and gallic acids in green Oolong black and pu-erh teas using HPLC with a photodiode array detector Talanta 2002 57 307-316