A Multi-Detector Set-up Comprising UV/Vis Detection, Charged Aerosol Detection and Single Quadrupole Mass Spectrometric Detection for Comprehensive Quantitative Sample Analysis

Význam tématu

Komplexní analýza vzorků je nezbytná pro odhalení jak známých, tak neočekávaných látek, jako jsou kontaminanty, degradační produkty či extrahovatelné látky z obalových materiálů. Spojení detekčních technik umožňuje přesné kvantitativní stanovení i identifikaci těchto látek, což je klíčové pro zajištění kvality v biotechnologii, farmacii a průmyslové analytice.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vytvořit a ověřit výkonnou HPLC platformu kombinující UV/Vis detekci, Charged Aerosol Detection a jednochodý kvadrupólový hmotnostní analyzátor pro komplexní kvantitativní analýzu. Autoři testovali standardní i inverzní gradientovou konfiguraci při analýze extraktů z jednorázových vaků pro buněčné kultury, přičemž kvantifikovali známé i neznámé extrahovatelné látky.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografický systém: Thermo Scientific Vanquish Flex UHPLC s Chromeleon 7.2.
• Kolona: Accucore C18 (100×2,1 mm, 2,6 μm), 45 °C.
• Detekce: UV/Vis (210–345 nm, 3D pole), Charged Aerosol Detector (35 °C evaporátor), MS se zdroji HESI a APCI v režimu full scan a SIM.
• Gradient: analytický a inverzní (dvoupumpový systém) při průtoku 0,5 mL/min.
• Injekční objem: 2 μL; mobilní fáze A: 4 mM kyselina mravenčí ve vodě, B: isopropanol.

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekováno a kvantifikováno 18 známých a 19 neznámých extrahovatelných látek z vaků pro buněčné kultury.
• UV/Vis a CAD se navzájem doplňovaly – některé látky detekoval pouze CAD, jiné jen UV/Vis.
• Inverzní gradient výrazně zlepšil uniformitu odpovědí CAD, což umožnilo použít jeden univerzální kalibrant (bisfenol A) pro kvantifikaci i neznámých látek.
• MS potvrdila identitu pomocí m/z signálů; dva zdroje ionizace (HESI, APCI) optimalizovaly detekci pro různé analyty.
• V extraktech převládal slip agent erucamid a deriváty antioxidantů, detekována byla i stabilizátorová činidla Irgafos a Irganox.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení spolehlivosti QA/QC procesů v biotechnologii a farmacii díky komplexnímu sledování extrahovatelných a degradantů.
• Možnost kvantifikace i u látek bez dostupných standardů díky univerzálnímu kalibrantu v inverzním gradientu.
• Rychlé ověření identity složek pomocí MS, podporované 3D UV/Vis daty.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vysokonapěťové nebo orbitrapové hmotnostní spektrometrie pro přesnější identifikaci stopově přítomných látek.
• Automatizace workflow a miniaturizace zařízení pro vyšší propustnost a nižší spotřebu rozpouštědel.
• Real-time monitoring a připojení do IoT systémů pro nepřetržitou kontrolu kvality výrobních procesů.

Závěr

Multi-detektorová UHPLC platforma se ukázala jako efektivní nástroj pro kvantitativní i kvalitativní analýzu komplexních vzorků. Kombinace UV/Vis, CAD a MS poskytuje úplný přehled o přítomných látkách, přičemž inverzní gradient zajišťuje uniformitu detekce i u neznámých sloučenin.

Reference

• Dorival-García N., Bones J. Monitoring leachables from single-use bioreactor bags for mammalian cell culture by dispersive liquid-liquid microextraction followed by UHPLC-QTOF MS. J. Chromatogr. A 2017, 1512, 51–60.
• Norwood D.L., Jenke D., Manolescu C., Pennino S., Grinberg N. HPLC and LC/MS analysis of pharmaceutical container closure system leachables and extractables. J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. 2009, 32, 1768–1827.
• Asa D., Carreiro D. Extractable and leachable measurements by universal HPLC detection. Thermo Fisher Scientific Technical Note, 2007.
• Menz M., Eggart B., Lovejoy K., Acworth I., Gamache P., Steiner F. Charged aerosol detection — factors affecting uniform analyte response. Thermo Fisher Technical Note 72806, 2018.
• Meding S., Lovejoy K., Swart R., Steiner F., Ruehl M. A multi-detector set-up comprising UV/Vis detection, charged aerosol detection and single quadrupole mass spectrometric detection for comprehensive quantitative sample analysis. Thermo Fisher Application Note 72869, 2018.