Waters ACQUITY UPC2 Bibliography - A compendium of references to scientific journal articles based on the technique of UltraPerformance Convergence Chromatography (UPC2)

Význam tématu

UltraPerformance Convergence Chromatography (UPC²) neboli superkritická fluidní chromatografie je moderní ekologická separační technika, která používá jako hlavní mobilní fázi superkritický oxid uhličitý s malým podílem organického modifikátoru. UPC² nabízí vysokou rychlost, vynikající účinnost a nižší spotřebu organických rozpouštědel ve srovnání s klasickou kapalinovou chromatografií (UHPLC) i plynovou chromatografií (GC). Interakce scCO₂ s různými sorpčními fázemi a modifikátory umožňuje dosahovat ortogonálních selektivit, což usnadňuje separaci složitých směsí, stereoisomerů, strukturálně blízkých sloučenin a nízkomolekulárních bioaktivních metabolitů. UPC²-MS/MS se tak stává klíčovým nástrojem v analýze přírodních produktů, farmaceutických sloučenin, environmentálních kontaminant, lipidomice i monitoringu potravin a doplňků stravy.

Cíle a přehled studie

Cílem tohoto obsáhlého bibliografického přehledu Waters ACQUITY UPC² (2016) je poskytnout vědcům komplexní seznam publikovaných aplikací superkritické fluidní chromatografie od roku 2014 do 2020. Přehled zahrnuje metodiky vývoje, optimalizace a validace separačních postupů na různých stacionárních fázích (polysacharidové, aminické, diolové, fluoro-fenylové aj.) a s různými typy analýz (enzymové metabolity, pesticidy, vitaminy, steroidy, lipidy, alkaloidy, čisticí technologie). Studií se účastní jak akademické skupiny (Baynham & Murphy, Corella-Ochoa et al., West a kol.), tak průmyslové i vládní laboratoře.

Použitá metodika a instrumentace

Ultrapreparativní a analytické separace byly realizovány na přístrojích Waters ACQUITY UPC² s UPC² Torus a BEH kolonkami, v modálních poměrech scCO₂ a metanol/izopropanol s přídavkem kyselých či zásaditých aditiv. Napojení na MS systémy zahrnovalo Q-ToF, triple-quad a ion mobility analyzátory v elektronové ionizaci (ESI, APCI), v pozitivním i negativním režimu. Pro optimalizaci podmínek byly využity principy Quality by Design (DoE, Design Space), solvatochromní testy pH a měření hustoty mobilní fáze. Pro extrakci vzorků se často aplikovalo QuEChERS, LLE, SPE či mikroextrakce (DLLME).

Hlavní výsledky a diskuse

1. Separation performance: UPC² dosahuje separace náročných vztahových molekul (enantio-, diasterisomery, regioisomery) v časech 2–8 min, často 5× rychleji než UHPLC.
2. Selectivity: Rozmanité chiralita-sorbenty (Whelk-O1, amylose/­cellulose deriváty) a modifikátory umožňují ortogonální selektivitu a překonání restrikcí běžných LC a GC.
3. Sensitivity: Optimalizované interfacingy (make-up pump, snížení dead-volume) a ladění ESI/APCI/APPI přináší zlepšení LOD až 10× oproti LC-MS.
4. Robustnost: Design Space metodiky vedly k ověřeným metodám s požadavky farmakopey (LLOQ, přesnost, linearita) pro QC v potravinářství, farmaceutickém a environmentálním sektoru.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení doby analýzy a zvýšení průchodnosti laboratorních vzorků
• Snížení spotřeby organických rozpouštědel a ekologický benefit
• Možnost simultánní analýzy širokého spektra látek ve stejném běhu
• Ortogonální selektivita pro stereoseparace a profilování drog a přírodních látek
• Vysoká citlivost a specifita s MS/MS detekcí pro stopové analýzy v biologických i environmentálních matricích

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj nových stacionárních fází odolných vůči vysoké koncentraci modifierů
• Pokračující úpravy interfacingu pro lepší kontrolu hustoty a ionizace
• Integrace SFC v nabušených multimodálních systémech (SFC×LC, SFC×GC, SFC×IMS)
• Automatizace a miniaturizace pro point-of-care a on-line monitoring
• Metabolomické a lipidomické platformy s širší metabolitovou pokrytostí

Závěr

Superkritická fluidní chromatografie UPC² je etablovanou, rychlou a „zelenou“ alternativou k běžné LC a GC, vhodnou pro analytickou i preparativní separaci komplexních směsí. Metodiky založené na designu experimentů a validace podle principů total error zaručují robustnost a splnění přísných požadavků v QA/QC. UPC²-MS/MS představuje univerzální nástroj pro široké spektrum oborů od farmacie přes potraviny až po environmentální monitoring. Její další rozvoj bude zahrnovat rozšíření stacionárních fází, zdokonalení interfacingu a plnou integraci do multidimenzionální chromatografie.

Reference

• Baynham M.K., Murphy B.J. A compendium of references to scientific journal articles based on the technique of UltraPerformance Convergence Chromatography (UPC2). Waters Corporation, 2016.