Alternative Proteins Testing Application Compendium

Význam tématu

V potravinářském, biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu je častou potřebou kvantitativně a spolehlivě stanovit profily krátkořetězcových organických kyselin (C2–C7) a volných mastných kyselin (C2–C18) v nerozpuštěné, vodné matrici. Tyto látky jsou důležité jak pro sledování fermentačních procesů, tak pro hodnocení kvality a složení potravin, nápojů a biologických vzorků. Přímá GC analýza za přítomnosti vody a kyselin však vyžaduje vysoce inertní kolonové fáze odolné vůči adsorpci a rozkladu, aby se dosáhlo ostrých společných špiček a opakovatelné kvantifikace i na nízkých úrovních.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo porovnat výkon nepolárně modifikovaných WAX GC kolon Agilent J&W DB-FATWAX Ultra Inert (UI) s běžně používanými kyselinově modifikovanými WAX fázemi (např. DB-FFAP) a dalším komerčně dostupným WAX UI kolonkám pro přímou analýzu nerozpuštěných krátkořetězcových organických kyselin a volných mastných kyselin metodou přímé injekce do GC/FID. Studie zahrnovala také testovací směs standardů WAX UI pro posouzení inertnosti a opakovatelnosti.

Použitá metodika a instrumentace

– GC/FID: Agilent 7890B s plamenoionizačním detektorem, přívod vzorku Agilent 7683B s 5 µL injekční stříkačkou.
– Kolony: Agilent J&W DB-FATWAX Ultra Inert 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm, DB-FFAP 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm a další WAX UI kolony (dodavatelé 1 a 2).
– Podmínky GC: nosný plyn helium (42 cm/s), režim konstantního průtoku, split poměr 30:1 až 75:1, teplota vstřikovacího portu 250–280 °C, FID (H2 40 mL/min, vzduch 400 mL/min, make-up 25 mL/min).
– Metody: přímá injekce vodných roztoků C2–C7 volných mastných kyselin (0,06–0,13 % v H2O), organických kyselin C2–C18 (0,05–0,1 % v CH2Cl2), testovací směs WAX UI (12 standardů, 3–6 ng on-column).
– Kolonový hardware: inertní ocelové přechody Ultra Inert, grafitové Ferrule, Ultra Inert ostřící vložka s glass wool.

Hlavní výsledky a diskuse

– Agilent J&W DB-FATWAX Ultra Inert ukázala vynikající inertnost vůči přímým injekcím vodných a kyselých vzorků, bez driftu retence po 15 opakovaných injekcích minerálních vodných směsí C2–C7 mastných kyselin.
– Ve srovnání s DB-FFAP a komerčními WAX UI kolony prokazuje DB-FATWAX UI ekvivalentní až lepší tvar špiček u krátkořetězcových organických kyselin bez nutnosti derivatizace.
– DB-FATWAX UI poskytuje stabilnější výkon a opakovatelné časy retence (RSD < 0,03 %) i konstantní absolutní oblasti špiček (< 2 %) na modelové směsi mastných a organických kyselin.
– Termická stabilita až do 250 °C umožňuje analýzu širokého rozsahu kyselin C2–C18 v jednom běhu.

Přínosy a praktické využití metody

• Sjednocení analýzy organických kyselin a volných mastných kyselin do jedné přímé GC metody bez derivatizace.
• Eliminace kroků extrakce a esterifikace minimalizuje ztráty krátkých kyselin a riziko nesouměřitelné derivatizace.
• Vysoká inertnost a opakovatelnost zkracují dobu validace a zvyšují spolehlivost výsledků v rutinních analýzách.
• Metoda je vhodná pro potravinářské laboratoře, bioreaktory i environmentální analýzy, kde se sledují profilace kyselin.

Budoucí trendy a možnosti využití

– Další rozšíření o sledování silně polárních metabolit bez derivatizace kombinací WAX UI kolony s GC-MS nebo GC-MS/MS.
– Integrace s provozními procesy fermentační výroby pro on-line nebo at-line monitoring profilů volných mastných a organických kyselin.
– Vývoj speciálních směsí testovacích standardů pro širší rozsah polárních látek (amino kyseliny, organické kyseliny) na WAX UI fázích.
– Možné aplikace v klinické diagnostice pro přímou analýzu metabolitů v biologických tekutinách.

Závěr

Agilent J&W DB-FATWAX Ultra Inert kolona prokázala excelentní inertnost, opakovatelnost a termickou stabilitu při přímé analýze nerozpuštěných volných mastných kyselin a krátkořetězcových organických kyselin v matricích obsahujících vodu a kyseliny. Ve všech testovaných případech DB-FATWAX UI poskytla rovnoměrné, ostré špičky a stabilní retence, a to i po mnoha opakovaných injekcích vodných vzorků. Metoda výrazně zjednodušuje rutinní analýzu kyselin bez nutnosti derivatizace a je tak vhodná pro široké průmyslové i výzkumné aplikace.

Reference

1. Greenberg, E. P. et al. J. Microbiol. Methods 2004, 56, 381–395.
2. Veiga, M. C. et al. Anal. Chim. Acta 2001, 441, 139–144.
3. Christie, W. W. Gas Chromatography and Lipids; The Oily Press: Bridgwater, UK, 2003.
4. Liang, B. et al. J. Chromatogr. A 2015, 1382, 118–124.
5. Kim, J. et al. J. Sep. Sci. 2018, 41, 3450–3457.
6. Herod, A. A. et al. J. Chromatogr. Sci. 2016, 54, 372–378.