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Analyse sensible des sucres avec le dépistage CLHP-Électrochimique

insights from industryDr, Kristin FolmertApplication & AcademyKnauer

Une entrevue avec M. Kristin Folmert, application et Académie, Knauer

Veuillez donner une synthèse d'analyse de sucre avec le dépistage CLHP-électrochimique.

Les hydrates de carbone tels que des sucres sont une classe importante des substances pour le métabolisme, biologie structurelle et production d'énergie des cellules. Par conséquent, ils jouent également un rôle central dans des sciences de l'alimentation pharmaceutiques, biologiques et. En outre, une voie graduelle de la science est installée vers la production d'énergie en nature de sucre et essaye de produire les essences modernes et vertes à partir des matières premières biologiques. Avec notre système spécifique d'AZURA HPAEC nous développons des méthodes pour supporter ces succursales importantes de la science avec la définition ultra-haute et l'analytique fiable.

Crédits d'image : qoppi | Shutterstock

Les hydrates de carbone sont de faibles acides avec des valeurs de pKa entre 12 et 14. En conséquence, ils peuvent s'ioniser complet ou partiellement dans des conditions fondamentales avec pH >12. En raison de ces conditions brutales, seulement les fléaux polymères d'échange anionique conviennent pour l'analyse d'hydrate de carbone. Le temps d'assemblage avec AZURA HPAEC est inversement marqué avec la valeur de pKa et augmente de manière significative avec le poids moléculaire de l'hydrate de carbone.

Comment le dépistage électrochimique diffère-t-il d'autres méthodes de dépistage ? Quels sont les avantages et les limitations d'employer le dépistage électrochimique ?

Les méthodes de dépistage les plus courantes en chromatographie liquide sont UV, PAPA, fluorescence et dépistage de milliseconde. Cependant, la plupart des hydrates de carbone n'ont pas des groupes de chromophore et ne peuvent pas pour cette raison être trouvés par des méthodes d'absorption ou de spectroscopie d'émission. Pour employer une de ces techniques populaires une opération de dérivatisation avant ou après le fléau serait nécessaire. Ceci exigerait le développement spécial de matériel et de méthode. Souvent cette dérivatisation empire également la définition de la séparation. Le dépistage de milliseconde, d'autre part, est très à coût élevé. De plus, les solvants utilisés pour la séparation du sucre LC ne sont souvent pas faciles de se vaporiser et de rendre ainsi le dépistage à haute résolution difficile.

Un détecteur de l'indice de réfraction (RI) est une alternative aux méthodes mentionnées, qui est également très facile à utiliser et peu coûteuse d'acheter. Cependant, les détecteurs de RI sont non spécifiques dans leur dépistage et ont une sensibilité sensiblement inférieure et ainsi de plus mauvaises limites de dépistage (LOD) comparées aux autres méthodes de dépistage.

Une autre alternative est dépistage avec un détecteur évaporatif de dispersion de la lumière (ELSD). L'ELSD est plus sensible que DÉBARRASSÉ, mais encore moins sensible que le dépistage électrochimique (ECD). Le développement de méthode avec un ELSD est tout à fait simple tant que il est plus facile se vaporiser l'éluant que les analytes. Cependant, pour ELSD une constante, le flot hautement pur d'azote est nécessaire, qui fait la demande tout à fait coûteuse.

ECD tire profit du fait que les hydrates de carbone sont présents en solution dans un équilibre redox. L'ampérométrie emploie ce fait pour le dépistage quantitatif extrêmement sensible. Un courant d'électrolyse est mesuré à une électrode fonctionnante sous le potentiel électrochimique pulsé. Le courant d'électrolyse est proportionnel à la concentration d'analyte oxydée/réduite. Selon l'analyte, la sensibilité d'ECD peut être 1.000 à 5.000 fois plus haut comparée au dépistage de RI. D'autre part, il est beaucoup plus facile employer dépistage de RI, n'a pas besoin de telles longues fois d'équilibration et la cellule de mesure est moins sensible aux changements de la méthode. Cependant, le SenCell sensible dans l'ECD a l'avantage que son volume peut être individuellement adapté aux conditions analytiques et jusqu'préparatoires de la méthode de LC.

Veuillez donner une synthèse du système du HPLC-ECD de Knauer. Quelles caractéristiques ce système offre-t-il aux chercheurs ?

Le système d'AZURA HPAEC se compose de modules de bioinert qui n'ont aucune surface en métal ou en verre en contact avec l'éluant pour éviter la formation des ions de intervention. Nos applications d'hydrate de carbone ont été exécutées avec un échantillonneur automatique qui peut refroidir les échantillons et une pompe de LPG (gradient de basse pression, quaternaires). Cependant, l'usager peut choisir entre différentes pompes de bioinert et méthodes d'injection selon ses besoins. Le coeur du système est le détecteur électrochimique d'AZURA ECD 2,1. Le détecteur peut gâcher la cellule de mesure pour garantir la robustesse de la méthode. En même temps le fléau peut être serré dans le détecteur. Ainsi, le détecteur est également un thermostat de fléau. Ceci réduit le volume mort et évite des gradients de température. Différents types de cellules de flux peuvent être employés, qui est particulièrement important si vous voulez commuter entre l'ampérométrie pulsée et continuelle comme méthode de dépistage pour différentes applications. Les suites de cellules de flux d'or de SenCell HyRef meilleures pour des hydrates de carbone. Le volume de cette cellule de flux extrêmement sensible est variable très facile et permet à l'usager d'optimiser parfaitement sa méthode. D'autres avantages de cette cellule de flux sont sa longévité et nettoyage facile, qui prend seulement quelques minutes. Ici KNAUER a des avantages clairs vers les systèmes compétitifs comparables.

Que rend le système du HPLC-ECD de Knauer si sensible au dépistage et au choix des substances oxydables et réductibles ?

D'abord, toute l'analyte qui peut être oxydée ou réduit est un candidat pour le dépistage électrochimique. L'ampérométrie classique fonctionne de manière discontinue : remplissant réacteur, mesure ou titration, vidant le réacteur, nettoyage, régénérant, prochaine mesure et ainsi de suite. Cela signifie qu'il ne peut pas être employé en combination avec la séparation de CLHP. Le système de chromatographie d'analyse de sucre de KNAUER emploie le dépistage ampèremétrique pulsé (PAD) comprenant la régénération de l'électrode, exigée pour le dépistage de sucre. Utilisant un volume de mesure très petit de cellules, cette technique active des mesures rapides en seulement 500 millisecondes. Pour réaliser la sensibilité de dépistage la plus élevée, une configuration triode est employée se composant d'une électrode fonctionnante, d'une électrode de référence et d'une électrode auxiliaire. L'électrode auxiliaire est maintenue avec précision au même potentiel que l'électrode de référence par l'intermédiaire d'une bride de tension, compensant tous les effets de polarisation qui pourraient se produire aux électrodes. En même temps qu'extrêmement le volume de petite cellule du SenCell, qui peut être variable réglé entre 0 sur 300 Pays-Bas, l'AZURA ECD 2,1 approprié très bien même aux applications de la CLHP (U).  

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forme d'onde potentielle de la GARNITURE 4-step pour le dépistage des monosaccharides et d'autres hydrates de carbone. Le dépistage d'échantillon se produit au cours de la période mise en valeur T. de temps.sample

Où l'analyse d'hydrate de carbone est employée dans l'industrie et pourquoi est-il important d'avoir connu des taux de sucre dans les produits qui sont fabriqués ?

Mono- et des polysaccharides, c.-à-d. les différents types des sucres, soyez extrêmement polyvalent dans leurs propriétés. En raison de leur solubilité dans l'eau, elles ont la bonne biodisponibilité et elles sont généralement non-toxiques. Dans l'industrie pharmaceutique, du sucre est non seulement employé comme ingrédient actif mais également comme remplissage dans des tablettes ou comme additif en jus. Dans l'industrie alimentaire, des sucres sont employés comme édulcorant mais également comme stabilisateur sous forme d'amidon. Il y a à peine n'importe quelle nourriture qui ne contient pas une certaine forme de sucre. Les constructeurs dans le pharmaceutique et les industries alimentaires doivent fournir les informations exactes sur la nature et la composition des ingrédients. À cet effet, les méthodes analytiques sont importantes qui peuvent mesurer tous les types de sucres très avec sensibilité et fiable. D'autres substances qui peuvent également s'analyser en même mode et qui sont intéressantes pour l'industrie sont par exemple des aminosides, des alcools aliphatiques, des acides aminés et des glycoprotéines.

Regardant particulièrement l'industrie des produits alimentaires et des boissons, comment le système du HPLC-ECD de Knauer peut-il être employé pour recenser différents sucres, par exemple séparant le glucose, le fructose et le lactose ?

Pour discerner le glucose, le fructose et le lactose est entre eux fondamentalement tout à fait simple. La clavette est la colonne de droite et la méthode. Des fléaux normalement d'échange ionique sont employés pour l'analyse de sucre. En combination avec le dépistage électrochimique, des soins doivent naturellement être pris pour s'assurer que le matériau de fléau est également stable dans la condition fondamentale. Par exemple, le fléau de Na d'Eurokat, qui est également modifié avec la solution d'hydroxyde de sodium, est recommandé ici.

La qualité des produits alimentaires, comme les propriétés physico-chimiques des nourritures telles que la douceur, apparence, stabilité et texture dépendent du type et de la concentration des hydrates de carbone actuels. Pour beaucoup de questions dans l'industrie alimentaire, cependant, le dépistage avec un détecteur de RI est suffisant. Dans certains cas, par exemple, l'UE ou la FDA prescrivent les valeurs limites très inférieures qui doivent être déclarées et alors le détecteur d'AZURA ECD 2,1 est le bon choix. Un de ces exemples est lactose dans les produits sans lactose. La limite de détection prescrite de 10 mg/100 g est facilement atteinte ainsi et, avec un LOD de 1,5 µg/100 g, loin ci-après. Ceci donne le constructeur et l'utilisateur final la sécurité nécessaire.

Courbe d

Courbe d'étalonnage pour des concentrations en lactose de l'ordre de 2,18 μg/100g à 109,00 μg/100 G.

Pourquoi l'analyse sensible des sucres est-elle importante pour l'industrie pharmaceutique ?

Il y a de nombreux ingrédients actifs à base de sucre efficaces. Par exemple, les antibiotiques nouveaux des oligomères de sucre sont intéressants, ou quand du sucre est employé en combination avec d'autres molécules comme des lipides ou des protéines pour obtenir les classes neuves des ingrédients actifs. Par exemple, les glycoprotéines, les glycolipides, et les protéoglycanes sont particulièrement efficaces. La combinaison des protéines avec des sucres peut, par exemple, augmenter la biodisponibilité ou améliorer le métabolisme. Une méthode analytique à haute résolution est particulièrement importante pour surveiller les concentrations inférieures des produits actifs dans l'organisme ou pour recenser les métabolites.

Comment l'analyse sensible de sucre influence-t-elle la production et le raffinage de combustible organique ?

En période de la crise du climat et du manque des matières premières, la recherche recherche des solutions de rechange neuves pour les essences efficaces vertes. Jusqu'ici, des combustibles organiques ont été en grande partie produits à partir de la texture ou du maïs et sont pour cette raison en compétition avec la production alimentaire. En plus de l'herbe et des déchets alimentaires, l'orientation est sur les rebuts en bois comme source alternative de matière première pour la production de combustible organique. Indépendamment de la source, des biomasses, riches en cellulose, toujours thermiquement ou chimiquement sont décomposées et alors enzymatiquement fermententes pour obtenir les sucres inférieurs ou monomériques. Dans le cas du bois, le fucose de sucres, la rhamnose, l'arabinose, la galactose, le glucose, le xylose et le mannose ainsi que l'acide d'acide d'acides de sucre et glucuronique galacturonique sont produits. Un bilan quantitatif des produits de décomposition est essentiel pour le bilan du de processus afin de prévoir l'efficacité de l'utilisation de matière première. C'est parce que la proportion de différents hydrates de carbone est directement proportionnelle à la puissance de bioéthanol produite de ces sucres dans la prochaine opération. En plus de la fiabilité de la méthode analytique pour l'enquête sur les sucres en bois avec le dépistage électrochimique, que nous décrivons dans une application (le https://www.knauer.net/en/sensitive-and-selective-analysis-of-wood-sugars-and-uronic-acids-for-biofuel-research-with-electrochemical-detection/a24748), l'utilisation des éluants aqueux parle également pour l'usage dans ce domaine de la recherche très écologique.

Chromatogramme d

Chromatogramme d'un mélange normal contenant 0,1 mg/ml fucose (1), rhamnose (2), arabinose (3), galactose (4), glucose (5), xylose (6), mannose (7), acide galacturonique (8) et acide glucuronique (9). Et un zoom dans les crêtes pour les acides uroniques.

Quel est le contrat à terme de HPLC-ECD et de systèmes d'analyse d'hydrate de carbone de KNAUER ?

Au moment où nous vérifions le fléau différent tape pour augmenter la variété de méthodes pour notre système d'AZURA HPAEC. Nous explorons également les champs de l'application neufs. Les glutamates, cortisones ou additifs basés sur polyphénol, par exemple, seraient intéressants pour l'industrie alimentaire. Pour l'industrie pharmaceutique, par exemple, les aminosides sont un sujet intéressant pour la recherche d'antibiotiques qui peut être bien adressée avec le dépistage électrochimique.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Par exemple, nous avons installé une partie de Q&A sur notre page d'accueil où les usagers peuvent trouver des réponses le plus souvent aux questions posées au sujet des méthodes, de l'ampérométrie et du système (https://www.knauer.net/en/Support/FAQ/Detection?utm_source=DNL&utm_medium=email&utm_campaign=DNL109_2019-12#ECD). Pour le système et l'hydrate de carbone le sujet a été également consacré une page indépendante où vous pouvez afficher un peu plus à son sujet (https://www.knauer.net/en/Food-Analysis/HPLC_ECD_Saccharides_Applications). Et naturellement, nous avons plusieurs notes d'application sur notre page d'accueil au sujet d'analyse de sucre avec différents genres de détecteurs et naturellement avec le dépistage électrochimique (https://www.knauer.net/en/Applications/applications-start).

Au sujet de M. Kristin Folmert

M. Kristin FolmertM. Kristin Folmert a étudié la chimie chez le Freie Universität Berlin et a reçu sa maîtrise scientifique en 2012. Il a alors rempli sa dissertation au FU Berlin jusqu'en 2017 avec l'orientation sur l'analyse de totaliser des peptides et des molécules photoresponsive. Depuis 2018 il avait travaillé pour KNAUER Wissenschaftliche Geräte Gmbh dans les applications et le service d'Académie. Elle des tâches incluent le développement de méthode de CLHP, les études de faisabilité et la représentation régulière de KNAUER aux foires commerciales et aux conférences. Il est également très en activité en tant qu'avion-école à l'Académie de Knauer.

Citations

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