Последовательные колонны для анализа сахара: повышение эффективности разделения при анализе сахара
Оглавление
Введение
Сахара — один из самых известных и важных компонентов пищевых продуктов. Они не только существенно влияют на вкус, но и являются ключевыми показателями пищевой ценности продукта. Распространённые подсластители, такие как фруктоза, глюкоза, сахароза и мальтоза, часто добавляются в процессе обработки пищевых продуктов, а сахарные спирты, такие как маннит и ксилит, выполняют важные функции в фармацевтической промышленности.
Для обеспечения безопасности пищевых и фармацевтических продуктов, а также для удовлетворения растущих аналитических потребностей современной промышленности анализ сахара с помощью хроматографии стал важнейшим инструментом. В этих анализах наиболее широко используются колонки для ВЭЖХ с амино-(NH₂)-основой на основе силикагеля и колонки на основе сульфированных полимеров, обычно называемые « углеводными », « сахаридными » или « сахарными ».
Компания Welch Materials предлагает два типа полимерных колонок для анализа сахара: Xtimate® Sugar-H и Sugar-Ca , представляющие собой сильные катионообменные колонки, специально разработанные для анализа сахара.
В этой статье мы делимся практическим опытом, который значительно улучшает разделение при использовании двух последовательно соединенных колонок для сахара. Эта стратегия очень полезна, когда одна колонка для сахара не обеспечивает желаемого разрешения даже после регулировки температуры и скорости потока.
Применение 1: Бульон для ферментации сиаловой кислоты
Хроматографические условия
- Колонка : Xtimate® Sugar-H (7,8×300 мм, 8 мкм) / Xtimate® Sugar-H (7,8×150 мм, 8 мкм)
- Подвижная фаза : водный раствор серной кислоты (H₂SO₄) концентрацией 25 ммоль/л
- Температура колонки : 60℃
- Детектор : Детектор показателя преломления (RID)
- Температура детектора : 40℃
- Скорость потока : 0,4 мл/мин
- Время элюирования : 40 минут
- Объем инъекции : 20 мкл
Приготовление стандартных растворов
- Стандартный раствор сиаловой кислоты : Взвесьте 20 мг сиаловой кислоты в мерной колбе объемом 10 мл, растворите в воде и разбавьте до отметки, затем тщательно перемешайте.
- Стандартный раствор MCNNAC : Взвесьте 20 мг стандарта в мерной колбе объемом 10 мл, растворите в воде и разбавьте до отметки, затем тщательно перемешайте.
- Стандартный раствор GLCNAC : Взвесьте 20 мг стандарта в мерной колбе объемом 10 мл, растворите в воде и разбавьте до отметки, затем тщательно перемешайте.
- Смешанный стандартный раствор : Соедините и смешайте по 1 мл каждого стандартного раствора.
| Нет. | Сложный | Время отдыха (мин) | Площадь пика | Область% | Тарелки | Фактор хвоста | Разрешение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Сиаловая кислота | 10.06 | 4909956 | 20.56 | 5501 | 0,64 | - |
| 2 | М-НАК | 16.07 | 9096636 | 38.10 | 12167 | - | 10.7 |
| 3 | G-NAC | 16.73 | 9869595 | 41.34 | 11687 | - | 1.1 |
| Сумма | 28876186 | 100.00 |
| Нет. | Сложный | Время отдыха (мин) | Площадь пика | Область% | Тарелки | Фактор хвоста | Разрешение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Сиаловая кислота | 14.46 | 5232986 | 21.91 | 5283 | 0,66 | - |
| 2 | М-НАК | 23.67 | 8797475 | 36.84 | 20858 | 1.16 | 13.3 |
| 3 | G-NAC | 24.65 | 9851514 | 41.25 | 20068 | 1.20 | 1.5 |
| Сумма | 23881975 | 100.00 |
Результаты:
Использование одной колонки Xtimate Sugar-H (7,8 × 300 мм, 8 мкм) дало недостаточное разрешение для последних двух аналитов (разрешение: 1,1), тогда как последовательное использование Sugar-H (7,8 × 300 мм) и Sugar-H (7,8 × 150 мм) значительно улучшило разрешение до 1,5, что соответствует аналитическим требованиям.
Учет давления
Распространенной проблемой при последовательном расположении колонн является повышенное противодавление. В данном случае мы имеем:
- Давление в одиночной колонне: ~1,2 МПа
- Давление в колонне последовательно: ~2,5 МПа
Это значение вполне соответствует допустимому давлению большинства систем ВЭЖХ, которые обычно выдерживают давление до 20 или 40 МПа. Сами колонки для анализа сахара Уэлча выдерживают давление до 14 МПа, обеспечивая безопасную работу даже в последовательных конфигурациях.
Однако при использовании других спецификаций колонок пользователям следует помнить о противодавлении.
Применение 2: Раствор для инъекций электролита
Хроматографические условия:
- Колонка : Xtimate® Sugar-Ca (7,8×300 мм, 8 мкм)
- Подвижная фаза : чистая вода
- Температура колонки : 80℃
- Детектор : Детектор показателя преломления (RID)
- Температура детектора : 40℃
- Скорость потока : 0,5 мл/мин
- Время элюирования : 40 минут
- Объем инъекции : 10 мкл
| Нет. | Сложный | Время отдыха (мин) | Площадь пика | Область% | Тарелки | Фактор хвоста | Разрешение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Мальтоза | 13.32 | 6764 | 0,38 | 11520 | - | - |
| 2 | Мальтотриоза | 13.92 | 11793 | 0,66 | 11187 | - | 1.2 |
| 3 | Глюкоза | 15.36 | 1762003 | 98.50 | 12518 | 1.08 | 2.7 |
| 4 | Фруктоза | 17.35 | 8362 | 0,47 | 12518 | 1.08 | 3.8 |
| Сумма | 1788922 | 100.00 |
| Нет. | Сложный | Время отдыха (мин) | Площадь пика | Область% | Тарелки | Фактор асимметрии | Разрешение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Мальтоза | 25.60 | 12779 | 0,36 | 25828 | 1.01 | - |
| 2 | Мальтотриоза | 26.86 | 21296 | 0,59 | 23441 | 1.09 | 1.9 |
| 3 | Глюкоза | 29.85 | 3538666 | 98.58 | 21968 | 1.08 | 4.0 |
| 4 | Фруктоза | 34.33 | 16829 | 0,47 | 27632 | 1.06 | 5.5 |
| Сумма | 3589569 | 100.00 |
Результаты
Одноколоночный анализ показал ограниченное разделение мальтозы и мальтотриозы (разрешение: 1,2). Использование двух колонок Sugar-Ca (7,8 × 300 мм) последовательно улучшило разрешение до 1,9, что обеспечило более надежную количественную оценку.
Обзор колонки сахара
Матрица : сульфированный сшитый полистирол-дивинилбензол
Противоионы : H⁺ и Ca²⁺
Тип колонки : Сильный катионообменник
Основные характеристики и области применения:
- Сахарные колонки типа H : кислото- и термостойкие; идеально подходят для разделения органических кислот и сахаров. Рекомендованы Китайской фармакопеей для анализа рибавирина.
- Сахарные колонки кальциевого типа : также термостойкие; обычно используют чистую воду в качестве подвижной фазы. Подходят для анализа моно- и олигосахаридов, полиолов и одобрены Китайской фармакопеей для анализа маннита.