A comparison study of the analysis of volatile organic acids and fatty acids

Význam tématu

Analýza volných mastných kyselin a těkavých organických kyselin (C2–C18) je klíčová pro kontrolu kvality potravin, biotechnologické procesy a monitorování fermentací. Přímá analýza v vodných matricích bez derivatizace eliminuje časově náročné kroky, minimalizuje ztráty krátce řetězcových kyselin a zvyšuje spolehlivost kvantifikace.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo porovnat výkonnost GC kolony Agilent J&W DB-FATWAX Ultra Inert (UI) s tradičními acid-modifikovanými WAX fázemi (DB-FFAP) a dalšími komerčními WAX kolonami pro analýzu:

• vodných roztoků volných mastných kyselin C2–C7,
• volných organických kyselin C2–C18,
• testovacího WAX UI směsi aktivních látek.

Studie hodnotila inertnost, tvar píků, opakovatelnost, teplotní stabilitu a reprodukovatelnost retenčních časů.

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace:

• GC systém Agilent 7890B s detektorem FID
• Agilent 7683B automatický vzorkovač, vstřikovač split/splitless
• Přiváděný nosný plyn: Helium, konstantní průtok 40–42 cm/s

Kolony:

• DB-FATWAX Ultra Inert, 30 m×0,25 mm×0,25 µm
• DB-FFAP, 30 m×0,25 mm×0,25 µm
• Komerční WAX kolony od dvou dalších dodavatelů (30 m×0,25 mm×0,25 µm)

Metodika:

1. Metoda 1: Přímá injekce 0,1 µL vodných roztoků C2–C7 mastných kyselin (0,06–0,13 %). Isotermická analýza při 162 °C.
2. Metoda 2: Analýza C2–C18 organických kyselin v dichlormethanu (0,05–0,1 %) s programovaným ohřevem 120–250 °C.
3. Metoda 3: WAX UI test mix (12 sloučenin v dichlormethanu) při 130 °C izotermicky.

Příprava standardů proběhla z čistých (>98 %) látek.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání DB-FATWAX UI a DB-FFAP (Metoda 1):

• Obě kolony nabídly ostré, symetrické píky C2–C7 kyselin.
• DB-FATWAX UI dosáhla Asymetrie (10 %) 0,98–1,16, DB-FFAP 0,91–1,20.
• RSD retenčních časů <0,03 %, plocha píku v rámci 2 % po 15 opakovaných injekcích.

Analýza C2–C18 kyselin (Metoda 2):

• DB-FFAP méně krvácí při 250 °C a rychleji eluují vyšší mastné kyseliny (C18).
• DB-FATWAX UI poskytuje lepší inertnost vůči polaritě a srovnatelnou rozlišovací schopnost.
• Komerční WAX kolony vykazovaly výrazné zadření, rozmazané píky a odchylky retencí zejména u C2–C7 kyselin.

WAX UI test mix (Metoda 3):

• DB-FATWAX UI dosáhla nejlepší tvaru píku pro propionovou kyselinu a 2-ethylhexanovou kyselinu.
• DB-FFAP vykazovala významné zadření píků ethylenglykolu (As 10 % = 0,37).
• Komerční kolony měly sníženou odezvu a přetrvávající asymetrie u klíčových sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

DB-FATWAX Ultra Inert GC kolona umožňuje:

• Přímou analýzu vodných vzorků bez derivatizace s vysokou inertností.
• Spolehlivou kvantifikaci krátkých a středně dlouhých mastných a organických kyselin.
• Minimální údržbu při dlouhodobém opakovaném měření kyselin ve vodných matricích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření použití ultra-inertních fází pro komplexní vzorky obsahující aktivní sloučeniny:

• monitorování biotechnologických fermentací a anaerobních procesů,
• rozšířená detekce kontaminantů v potravinách a farmaceutických matricích,
• aplikace v metabolomice a klinických analýzách pro stabilní analýzu jednoduchých kyselin.

Závěr

Agilent J&W DB-FATWAX Ultra Inert GC kolona prokázala v porovnání s tradičními WAX kolony vynikající inertnost, teplotní stabilitu a reprodukovatelnost při analýze podderivatovaných volných mastných a organických kyselin včetně vodných vzorků. Tento výkon usnadňuje rychlé a spolehlivé stanovení kyselin v řadě průmyslových a výzkumných aplikací.

Reference

1. Merrick-Gass M.T. Gas Chromatography in G-Bacteria Identification. American Clinical Products Review, 1986.
2. Henderson M.H., Steedman T.A. Analysis of C2–C6 monocarboxylic acids in aqueous solution using gas chromatography. J. Chromatogr. A, 244, 337–346, 1982.
3. Vickers A.K. High efficiency FAMEs analyses using capillary GC. Agilent Reprint 5989-6588EN, 2007.
4. Van Der Meer I., Zou Y., Serrano G. Analysis of Omega 3 and Omega 6 FAMEs in Fish Oil and Animal Fat Using DB-FATWAX UI. Agilent Note 5991-8744EN, 2017.
5. Zou Y., Wu H. Improving the Analysis of 37 Fatty Acid Methyl Esters. Agilent Note 5991-8706EN, 2017.
6. Dang N.-A., Vickers A.K. A New PEG GC Column with Improved Inertness Reliability and Lifetime. Agilent Comparison 5991-6683EN, 2016.
7. Alur M.D. et al. Biochemical methods for determination of spoilage of foods of animal origin. J. Food Sci. Technol. (India), 32, 181–188, 1995.