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Facendo uso di cromatografia di scambio anionico e di rilevazione elettrochimica per determinazione dei carboidrati

I carboidrati sono fra i composti organici più diffusi nella natura vivente. Come i monosaccaridi e disaccaridi, soprattutto serviscono l'offerta di energia diretta nell'organismo. Sotto forma di oligomeri o di polimeri, sono usati più per stoccaggio di energia o di informazioni, o assuma la direzione delle mansioni come elemento strutturale in pareti cellulari, soprattutto degli impianti. A causa della loro grande importanza nel campo di ecologico, la ricerca biologica, clinica e nutrizionale, la determinazione degli zuccheri ed altri carboidrati è di grande interesse. Ci sono una serie di metodi differenti di determinazione che sono spesso costosi in termini di strumentazione, quale HPLC-MS o complicato per effettuare quale GASCROMATOGRAFIA con la derivatizzazione.

Facendo uso di cromatografia di scambio anionico e di rilevazione elettrochimica per determinazione dei carboidrati

Perché non è il HPLC standard sufficiente per l'analisi sensibile dello zucchero?

La separazione degli zuccheri non è la più grande sfida. Funziona molto bene su un sistema di HPLC facendo uso della cromatografia ad alto rendimento di scambio anionico (HPAEC), perché le leggere differenze nelle validità di pKa dei gruppi dell'idrossile del carboidrato dei saccaridi causano le differenze nella conservazione su una resina di scambio anionico con gli eluenti forte alcalini.

La sfida è rilevazione. La rilevazione della fluorescenza o UV, che è ampiamente usata in cromatografia a fase mobile liquida, non può essere usata generalmente per gli zuccheri a causa di una mancanza di cromofori. La rilevazione di indice di rifrazione è molto di facile impiego, ma non molto sensibile e non può essere usata così per la determinazione delle concentrazioni a bassa percentuale di zucchero. Con un punto della derivatizzazione che forma un cromoforo, i metodi spettroscopici possono effettivamente essere usati per l'analisi dello zucchero, ma questo richiede le attrezzature supplementari, i prodotti chimici ed i procedimenti di lavoro.

Un metodo alternativo usa il fatto che i carboidrati possono reagire elettrochimicamente. Di conseguenza, possono essere individuati molto sensibile e selettivamente da amperometria.

L'amperometria è uno dei metodi di rilevazione più sensibili nell'analisi quantitativa. In questo caso, una corrente di elettrolisi è misurata ad un elettrodo funzionante nell'ambito di un potenziale elettrochimico costante. La corrente di elettrolisi è proporzionale alla concentrazione analito ossidato/diminuito. L'amperometria classica è un trattamento discontinuo: misura/titolazione, di svuotamento il reattore, la pulizia, misura di rigenerazione e seguente… e quindi non applicabile con HPLC.

La rilevazione amperometrica pulsata (PAD) è utilizzata nel sistema della cromatografia dell'analisi dello zucchero di KNAUER, una variante che permette alla misura rapida in una piccola cella, compreso rigenerazione dell'elettrodo, che è richiesto nella rilevazione dello zucchero. Un ciclo della misura, del dissorbimento e della rigenerazione dell'elettrodo richiede soltanto il mezzo secondo e costantemente è ripetuto durante l'analisi. Quindi, come con altri rivelatori di flusso, un cromatogramma può essere registrato. Il trattamento non richiede i prodotti chimici supplementari eccezione fatta per l'eluente di base acquoso appena preparato.

Esempio di applicazione: L'analisi sensibile dei monosaccaridi e degli acidi uronici è derivato da legno.

Nella ricerca per le materie prime ed i combustibili rinnovabili, che non dovrebbero fare concorrenza a produzione alimentare, agli zuccheri da legno ed al gioco del residuo di lavorazione un ruolo importante. Per riflettere i trattamenti o da determinare la qualità dei prodotti, un'analisi sensibile ed affidabile è necessaria.

Nell'esempio attuale, una miscela di sette monosaccaridi e due acidi uronici riferimento-è separata facendo uso della cromatografia ad alto rendimento di scambio anionico (HPAEC) con rilevazione amperometrica pulsata (PAD) ed è determinata con un rapporto segnale-rumore molto alto (S/N).

Il metodo di facile impiego con differenti concentrazioni nel NaOH è adatto ad analisi semplice e riproducibile anche alle concentrazioni basse nell'analito. Oltre alla ricerca sui combustibili biologici, gli zuccheri studiati fanno parte egualmente di numerosi trattamenti nelle applicazioni dell'alimento e naturali. Quindi, questa applicazione è adatta ad aree differenti in cui i carboidrati devono specificamente essere separati ed analizzati.

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