Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Czy w chromatografii istnieje detektor uniwersalny?

W analizach chromatograficznych niezwykle istotna jest właściwa detekcja odseparowanych składników mieszanin. Obecnie najpopularniejsze są detektor UV/ViS oraz z matrycą diodową (DAD). Jak każda metoda detekcji, tak i one mają jednak swoje ograniczenia. W 2004 r. na rynek został wprowadzony detektor Corona CAD, który nazywany jest często uniwersalnym. Stanowi on doskonałą alternatywę lub uzupełnienie dla obecnie stosowanych metod.

 

 

Detektor wyładowań koronowych Corona CAD

Detektor Corona CAD (z ang. Charged Aerosol Detector, CAD) należy do nowej generacji detektorów stosowanych w chromatografii cieczowej. Urządzenie to wykorzystuje technologię nazywaną „Detekcją Naładowanego Aerozolu”. W celce pomiarowej rejestrowany jest ładunek oddany przez cząsteczki, który jest proporcjonalny do ilości składnika w badanej próbce. Rozdzielone na złożu kolumny chromatograficznej związki chemiczne rozpuszczone w fazie ruchomej zostają przeprowadzone w aerozol w nebulizatorze i osuszone. Następnie trafiają do komory mieszania. Przepływając w przeciwprądzie do zjonizowanego gazu (najczęściej jest to azot, który ulega zjonizowaniu pod wpływem wysokiego napięcia platynowej igły koronowej), przechwytują ładunek i same ulegają jonizacji. Nadmiar zjonizowanych cząsteczek gazu jest wychwytywany przez pułapkę jonową. Ładunek przeniesiony przez cząsteczki analitu trafia następnie do elektrometru i zostaje zmierzony.

Detektor Corona CAD służy do wykrywania związków chemicznych, które nie posiadają chromoforów, czyli grupy atomów w obrębie cząsteczki odpowiedzialnej za selektywną absorpcję promieniowania (cecha ta jest wykorzystywana w bardzo powszechnych w analityce chemicznej detektorach UV-ViS/DAD). Odpowiedź uzyskana z wykorzystaniem detektora Corona CAD nie jest uzależniona od budowy chemicznej analizowanego związku. Co ważne, detektor ten zapewnia wysoką czułość w analizach chromatograficznych oraz liniowość sygnału, od zawartości analizowanego składnika, w szerokim zakresie analitycznym. Techniką HPLC-CAD najczęściej są analizowane takie grupy związków, jak: węglowodany, peptydy, białka, kwasy tłuszczowe, fosfolipidy, cukry, glikozydy, dopalacze, prekursory metabolitów, substancje aktywne produktów farmaceutycznych i wiele innych. Zwykle są niemożliwe do wykrycia w klasycznych detektorach UV/ViS (z uwagi na niską aktywność optyczną) lub innych urządzeniach (ze względu na zbyt niską zawartość analitu w badanym materiale). Detektor Corona CAD natomiast charakteryzuje się czułością na poziomie nanogramów składnika. Dzięki wykorzystaniu detektora wyładowań koronowych możliwe jest skrócenie i uproszczenie całej procedury analitycznej, co jest szczególnie ważne w rutynowych analizach przemysłowych.

Do jego głównych zalet zalicza się wysoką czułość, liniowość w szerokim zakresie pomiarowym, łatwość w obsłudze oraz kompatybilność z dowolnymi urządzeniami wysokociśnieniowymi w chromatografii cieczowej. Ponadto analizy można przeprowadzać wobec innego wzorca niż analit, ale o podobnych właściwościach, ze względu na uniwersalność odpowiedzi detektora. Jest to szczególnie istotne, gdy brak jest odpowiedniego materiału odniesienia. Co ważne, detektor Corona CAD dostarcza zadowalających wyników podczas pracy w elucji izokratycznej, jak również gradientowej (co jest niemożliwe np. w przypadku detektora RI). Pracując z detektorem wyładowań koronowych, należy pamiętać o kilku aspektach, które mogą negatywnie wpłynąć na uzyskiwane wyniki. Przede wszystkim w możliwie dużym stopniu należy przygotować próbkę tak, aby usunąć z niej wszystkie interferenty mogące zakłócać sygnał. Powinno się także zapewnić stały dopływ gazu (najczęściej azotu) do detektora. Detektor Corona CAD wykazuje zwykle względnie wysoką wrażliwość na zakłócenia elektryczne.

Zastosowanie w analizach chemicznych

Detektor wyładowań koronowych Corona CAD zyskuje coraz większą popularność i jest wykorzystywany do coraz szerszego zakresu analiz w chemii analitycznej. Znajduje zastosowanie w takich obszarach, jak badanie: próbek środowiskowych, kosmetyków, ekstraktów roślinnych, substancji powierzchniowo-czynnych i innych. Coraz większe znaczenie zyskuje szczególnie w analizach próbek żywności i produktów farmaceutycznych, gdzie oznaczane składniki charakteryzują się złożoną budową i specyficznymi właściwościami. Możliwe, że rozwój technologiczny przyczyni się do wykorzystania tego urządzenia w rutynowych analizach przemysłu spożywczego i farmaceutycznego.

Detektor Corona CAD w przemyśle spożywczym ma szansę być wykorzystany w rutynowych analizach i ilościowym oznaczaniu m.in. aminokwasów, białek i cukrów. Zawartość tych ostatnich ma istotne znaczenie w produktach, takich jak: soki owocowe, napoje, wyroby cukiernicze lub mleko. Ze względu na brak występujących w ich cząsteczkach chromoforów nie mogą być one analizowane z wykorzystaniem powszechnych detektorów UV/ViS lub DAD. Obecnie bardzo często są stosowane detektory refraktometryczne, które wykorzystują pomiar współczynnika załamania światła eluentu przepływającego przez celkę pomiarową. Detektor ten wykazuje jednak niewielką czułość i jest dosyć problematyczny w rutynowych analizach. Dlatego nie nadaje się jako metoda detekcji w przypadku rozdzielania składników z wykorzystaniem gradientu fazy ruchomej, przez co coraz chętniej jest zastępowany przez detektor Corona CAD.

Detektor Corona CAD doskonale sprawdza się także w analizach farmaceutycznych. Jest wykorzystywany głównie do sprawdzania czystości składników aktywnych, ale też wyznaczania ich stabilności czy po prostu ilościowego określania zawartości. Szczególnie w przypadku wyznaczania ilości zanieczyszczeń są to niezwykle wymagające zadania ze względu na konieczność osiągnięcia niskiej wartości granicy wykrywalności (LOD) i oznaczalności (LOQ), a także różną ich zawartość. Również wyznaczenie ilości składnika aktywnego i substancji pomocniczych jest integralną częścią specyfikacji leczniczej i stanowi podstawowy parametr oceny zgodności produktu z wymaganiami i jego przydatności do użytku. Wielu analityków korzysta z tej technologii ze względu na dużą czułość, łatwość obsługi, zakres dynamiczny czy możliwość stosowania w szerokim spektrum oznaczanych składników, co jest istotne w przypadku opracowywania nowych leków.

Źródła

1. Kijewska, I.; Oliwia, F.; Wilczek, R. Zastosowanie detektora wyładowań koronowych (CAD) w analizach chemicznych. Tech. I BADANIA 2018, 2/2018, 20-25.

2. Dufour, A.; Thiébaut, D.; Loriau, M.; Ligiero, L.; Vial, J. Corona charged aerosol detector non-uniform response factors of purified alcohol ethoxylated homologues using liquid chromatography. J. Chromatogr. A 2020, 1627, 1-21, doi:10.1016/j.chroma.2020.461402.

3. Schilling, K.; Holzgrabe, U. Recent applications of the Charged Aerosol Detector for liquid chromatography in drug quality control. J. Chromatogr. A 2020, 1619, 460911, doi:10.1016/j.chroma.2020.460911.

4. Swartz, M.; Emanuele, M.; Awad, A. Charged Aerosol Detection in Pharmaceutucal Analysis.

5. Almeling, S.; Ilko, D.; Holzgrabe, U. Charged aerosol detection in pharmaceutical analysis. J. Pharm. Biomed. Anal. 2012, 69, 50-63, doi:10.1016/j.jpba.2012.03.019.

Fot. https://unsplash.com/photos/3-ELU86CTWM

KOMENTARZE
news

<Czerwiec 2024>

pnwtśrczptsbnd
30
31
2
3
4
8
9
10
12
14
15
16
19
PCI Days
2024-06-19 do 2024-06-20
20
21
22
23
24
25
26
28
29
30
Newsletter