High-Performance Anion-Exchange Chromatography with Pulsed Amperometric Detection (HPAE-PAD) - Carbohydrates Analysis Application Notebook

Význam tématu

Sacharidy patří mezi zásadní biomolekuly, ovlivňují buněčnou komunikaci, imunitní odpověď a metabolismus a jsou klíčové v potravinářství, biofarmacii i výrobě biopaliv. Jejich analýza je náročná vzhledem k vysoké polaritě, absenci chromoforů a složitým strukturám, proto je důležitý výběr citlivé, selektivní a robustní chromatografické metody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem dokumentu je představit univerzální protokol pro přímou kvantifikaci mono-, di- a oligosacharidů bez derivatizace pomocí vysokovýkonné aniontové výměnné chromatografie spojené s pulzní amperometrickou detekcí (HPAE-PAD). Aplikační poznámka shrnuje použití HPAE-PAD v glykobio­logii, potravinářství, výrobě biopaliv a dalších oborech.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografie HPAE při vysokém pH s hydroxidovými eluenty generovanými elektrolýzou.
• Pulzní amperometrická detekce (PAD) s čtyř-potenciálovým waveform, oxidace a redukce na zlatých pracovních elektrodách na PTFE.
• Referenční elektroda Ag/AgCl, paladiová vodíková elektroda (PdH) pro kapilární systémy.
• Pracovní systémy: Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ HPIC a ICS-4000 Capillary HPIC s Reagent-Free IC eluentní generací.
• Kolony: CarboPac PA20, PA200, SA10 (včetně Fast Sialic Acid), MA1, AminoTrap, BorateTrap.
• Eluentní generátory a trapy: EGC II/III KOH Cartridge, CR-ATC Continuously Regenerated Anion Trap Column.

Hlavní výsledky a diskuse

• Rozsah detekce od pmol úrovní sialových kyselin po mg/L mono- a disacharidů.
• Vysoce reprodukovatelná analýza glykoproteinů: monosacharidy, N-linked oligosacharidy a sialylace (Neu5Ac, Neu5Gc).
• Potravinářské aplikace: stanovení laktózy a laktulózy v mléčných výrobcích, sacharidů v kávových extraktech a nealkoholických nápojích.
• Stanovení myo-inositolu v kojenecké a výživové tekuté výživě.
• Biofuel: kvantifikace glukózy, xylozy, arabinózy a ostatních cukrů v acid-hydrolyzátech biomasy.
• Další matrix: uronové kyseliny v dřevních hydrolizátech, mono- a disacharidy v moči.

Přínosy a praktické využití metody

• Žádná chemická derivatizace, úspora času i nákladů.
• Vysoká citlivost a selektivita díky PAD, potlačení interferencí.
• Reagent-Free IC zajišťuje stabilní eluent a vysokou replikovatelnost.
• Rychlý náběh a vysoká propustnost vzorků vhodné pro rutinní QA/QC.
• Možnost on-line monitoringu během výrobních procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace HPAE-PAD s hmotnostní spektrometrií umožní spolehlivou identifikaci a potvrzení struktury sacharidů. 3-D amperometrie nabízí post-run úpravu waveform integrace pro potlačení interferencí. Rozvoj kapilárních a mikroproudových systémů zmenší objem vzorku a umožní miniaturizované on-line stanovení v průmyslových aplikacích.

Závěr

HPAE-PAD představuje univerzální, citlivou a robustní platformu pro analýzu sacharidů napříč mnoha odvětvími. Kombinace vysokého pH, aniontové výměnné chromatografie a pulzní amperometrie umožňuje přímou, rychlou a selektivní detekci bez derivatizace, čímž zefektivňuje rutinní i výzkumné analytické postupy.

Reference

• Thermo Fisher Scientific, Technical Note 40: Glycoprotein Monosaccharide Analysis Using HPAE-PAD.
• Thermo Fisher Scientific, Application Update 181: Rapid Screening of Sialic Acids in Glycoproteins by HPAE-PAD.
• Thermo Fisher Scientific, Application Note 1050: Evaluating Protein Glycosylation in Limited-Quantity Samples by HPAE-PAD.
• Thermo Fisher Scientific, Technical Note 146: Fast Determinations of Lactose and Lactulose in Milk Products Using HPAE-PAD.
• Thermo Fisher Scientific, Application Note 280: Carbohydrates in Coffee: AOAC Method 995.13 vs Fast IC Method.
• Thermo Fisher Scientific, Application Update 192: Carbohydrate Determination of Biofuel Samples.
• Thermo Fisher Scientific, Application Note 1083: Determination of Myo-Inositol in Infant Formula and Adult Nutritionals.
• Thermo Fisher Scientific, Technical Note 135: Determinations of Monosaccharides and Disaccharides in Beverages by Capillary HPAE-PAD.