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Zuckeranalytik

Analytik und Trennung von Sacchariden und Derivaten

Eine effiziente und verlässliche Analytik von Lebensmitteln und deren Inhaltsstoffen hat in den letzten Jahren in zunehmenden Maße an Bedeutung gewonnen, da die Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit und der verwendeten Rezepturen beständig gestiegen sind. Ein großer Bereich der Lebensmittelinhaltsstoffe sind die Kohlenhydrate. Bei deren Analytik geht es um die Trennung von Oligo– und Polysacchariden, Zuckern, Zuckeralkoholen, deren Abbauprodukte und Ersatzstoffe (z. B. Zuckeraustausch– oder Süßstoffe). Neben der Lebensmittelbranche ist die Untersuchung von Holz– und Pflanzeninhaltsstoffen ein weiteres großes Anwendungsfeld der Kohlenhydratanalytik.

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HPLC-Vorsäule EC 4/3 NUCLEOSIL CARBOHYDRATE Länge: 4 mm, ID: 3 mm Pg. à 1 St. - erfordert Column-Protection-System-Vorsäulenhalter (REF 718966) - für Hauptsäulen mit 3, 4 oder 4,6 mm ID
MN-721170.30
70,20 €
EC HPLC-Trennsäule EC 250/4 NUCLEOSIL Carbohydrate Länge: 250 mm, ID: 4 mm Pg. à 1 St.
MN-720905.40
650,00 €
ChromCart HPLC-Vorsäule CC 30/4 NUCLEOGEL Sugar 810-H Länge: 30 mm, ID: 4 mm Packung à 2 St. (zu verwenden mit ChromCart Vorsäulenhalter 30 mm, REF 721823)
MN-719575
299,00 €
HPLC-Trennsäule VA 300/7.8 NUCLEOGEL Sugar 810 H Länge: 300 mm, Id: 7,8 mm Pg. à 1 St.
MN-719574
1.885,00 €
ChromCart HPLC-Vorsäule CC 30/4 NUCLEOGEL Sugar 810 Ca Länge: 30 mm, ID: 4 mm Pg. à 2 St. (zu verwenden mit ChromCart Vorsäulenhalter 30 mm, REF 721823)
MN-719571
299,00 €
Vorsäulenhalter C Zur separaten Verwendung von 21x4 mm Valco-Typ HPLC-Vorsäulen
MN-719538
248,00 €
Spezial-HPLC-Vorsäule VA 21/4 NUCLEOGEL ION 300 OA Länge: 21 mm, ID: 4 mm Packung à 2 St. (zu verwenden mit Vorsäulenhalter C, REF 719538)
MN-719537
365,00 €
NUCLEOGEL-HPLC-Vorsäule Nucleogel VA 21/4 SUGAR Na Länge: 21 mm, ID: 4 mm Packung à 2 St. (zu verwenden mit Vorsäulenhalter C, REF 719538)
MN-719536
365,00 €
NUCLEOGEL-HPLC-Vorsäule Nucleogel VA 21/4 SUGAR Ca Länge: 21 mm, ID: 4 mm Packung à 2 St. (zu verwenden mit Vorsäulenhalter C, REF 719538)
MN-719535
365,00 €
NUCLEOGEL-HPLC-Vorsäule Nucleogel VA 21/4 SUGAR Pb Länge: 21 mm, ID: 4 mm Packung à 2 St. (zu verwenden mit Vorsäulenhalter C, REF 719538)
MN-719534
365,00 €
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Technische Daten

Die stationären Phasen bei der Analytik von Sacchariden

Für die Analytik von Kohlenhydraten werden meistens polymerbasierte Materialien verwendet, die an der Oberfläche entweder mit Amino– oder Sulfonsäuregruppen (-SO3X) modifiziert sind. Das Gegenion (X) der Sulfonsäuregruppen kann dabei unterschiedlicher Art sein, weil damit die Selektivität der Säule beeinflusst werden kann. Im einfachsten Fall ist dies ein Wasserstoffion (X=H+). Weitere verwendete Gegenionen sind Kalzium (X=Ca2+), Blei (X=Pb2+), Kalium (X=K+) oder Natrium (X=Na+). Mehr Informationen zum sogenannten Ligandenaustauschmechanismus können unter der Ligandenaustauschchromatographie gefunden werden.

 

Mitunter werden auch andere Modifizierungen des Basismaterials für die Trennung von Kohlenhydraten verwendet, z. B. Ammonium-, Carboxyl- oder Diolgruppen.

Beteiligte Trennmechanismen

In Abhängigkeit von der stationären und der mobilen Phase können unterschiedliche Trennmechanismen zum tragen kommen, wobei während einer Trennung oft mindestens zwei davon parallel ablaufen:

Die Trennung von Anomeren

Als Anomere werden bestimmte Diastereomere von Zuckermolekülen bezeichnet, die sich nur am sogenannten "anomeren" Kohlenstoffatom in ihrer Konfiguration unterscheiden. Für Glucose ist dies z. B. α- und β-Glucose (siehe Abbildung). In Lösung können sich diese über offenkettige Strukturen in das jeweilig andere Anomer umwandeln. Dieser Vorgang wird als Mutarotation bezeichnet.

 

Anomere können in einigen Fällen via HPLC getrennt werden, bzw. es ergeben sich verbreiterte oder gesplittete Peaks. Dies ist bei der Trennung von unterschiedlichen Zuckern oft nicht erwünscht und soll unterdrückt werden. Um eine Anomerentrennung zu vermeiden gibt es die folgenden zwei Möglichkeiten:

  • Die Analyse wird bei erhöhten Temperaturen (≥70 °C) durchgeführt
  • Die Analyse wird unter alkalischen Bedingungen durchgeführt

Die Analyse von Zuckern bei erhöhten Temperaturen wird meistens mit stationären Phasen durchgeführt, die auf der Oberfläche Sulfonate tragen. Mit Amino-Säulen dagegen kann es vorkommen, dass bereits bei Raumtemperatur keine Anomerentrennung mehr beobachtet wird, bzw. ist eine Temperaturerhöhung auf max. 40 °C notwendig ist, weil durch die schwach basischen Aminogruppen der stationären Phase im Inneren der Säule basische Bedingungen vorliegen.

 

Detektionsmöglichkeiten bei der Analyse von Sacchariden

Oft wird bei (Routine)-Analysen von Sacchariden der Brechungsindexdetektor (engl.: refractive index detector, RI-detector) eingesetzt. Dieser ist sehr vielseitig einsetzbar, da die Analyten weder elektrische Leitfähigkeit noch UV-Aktivität aufweisen müssen. Nachteile im Vergleich zu anderen Detektionsmöglichkeiten ist die relativ geringe Empfindlichkeit und Selektivität. Für eine Gradientenelution ist der RI-Detektor ebenfalls nicht geeignet, da sich mit der Änderung der Eluentenzusammensetzung auch der Brechungsindex ändert.

Wenn die Analyten UV- bzw. fluoreszenzaktiv sind, kann ein UV- bzw. Fluoreszenzdetektor verwendet werden. Diese weisen eine hohe Empfindlichkeit und Selektivität auf. Weitere verwendete Detektoren für die Saccharidanalytik sind der ELSD, der CAD oder MS-Detektoren. Diese weisen extrem hohe Empfindlichkeiten und Selektivitäten auf und sind darüber hinaus sehr vielseitig einsetzbar. Nachteil dieser Detektorarten ist der vergleichsweise hohe Preis.

Applikationen

Ligandenaustausch Trennung von Zuckern und Zuckeralkoholen mit Concise CarboSep CHO 87MM

Peakidentitäten

1. Lactose  2. Malitol  3. Glucose  4. Galactose  5. Fructose  6. Mannitol  7. Sorbitol

Testbedingungen

Säule: CarboSep CHO 87MM 300x7.8mm, 8µm

Mobile Phase: Wasser

Flussrate: 0.6 mL/min

Temperatur: 80 °C

Detektion: RI

HILIC Trennung von Zuckern mit Macherey-Nagel Nucleosil Carbohydrate

Peakidentitäten

1. Fructose  2. Glucose  3. Saccharose  4. Maltose  5. Lactose

Testbedingungen

Säule: Nucleosil Carbohydrate 250x4.0mm, 10µm

Mobile Phase: 79/21 Acetonitril/Wasser

Flussrate: 2 mL/min

Temperatur: 25 °C

Detektion: RI

Injekltionsvolumen: 10 µL

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Hersteller Übersicht

Agilent Technologies

Hi-Plex-Serie: • Hi-Plex Ca • Hi-Plex Pb • Hi-Plex H • Hi-Plex K • Hi-Plex Na

Concise

HPLC - Ligand Exchange:

  • CarboSep CHO 411, 20µm
  • CarboSep CHO 682, 7µm
  • CarboSep CHO 611, 10µm
  • CarboSep CHO 611OH, 10µm
  • CarboSep CHO 620, 10µm
  • CarboSep CHO 782, 7µm
  • CarboSep CHO 882, 7µm
  • CarboSep CHO 882 FA, 7µm
  • CarboSep CHO 87C FA, 8µm
  • CarboSep CHO 87 MM, 8µm
  • CarboSep USP L19, 8µm
  • CarboSep CHO 820, 9µm
  • CarboSep CHO 87C FA, 9µm
  • CarboSep CHO 87C, 9µm
  • CarboSep CHO 87K, 9µm
  • CarboSep CHO 87N, 9µm
  • CarboSep CHO 87P, 9µm

Macherey-Nagel

HPLC - HILIC:

  • Nucleosil Carbohydrate, 10µm
  • Nucleodur 100-5 NH2-RP, 5µm

 

HPLC - Ligand Exchange:

  • Nucleogel Sugar 810 Ca
  • Nucleogel Sugar CA
  • Nucleogel Sugar Pb
  • Nucleogel Sugar Na

 

HPLC - Ion Exclusion:

  • Nucleogel Sugar 810 H
  • Nucleogel ION 300 OA

Merck Supelco

HPLC - Ligand Exchange:

  • Supelcogel K, 9µm
  • Supelcogel Pb, 9µm
  • Supelcogel Ca, 9µm
  • Supelcogel C-611, 9µm
  • Supelcogel Ag1, 9µm
  • Supelcogel Ag2, 9µm

 

HPLC - Ion Exclusion:

  • Supelcogel H, 9µm
  • Supelcogel C-610H, 9µm

 

HPLC - HILIC:

  • Supelcosil LC-NH2, 5µm

Mitsubishi

HPLC - Ligand Exchange:

  • MCI GEL CK08S, 11µm
  • MCI GEL CK08E, 9µm
  • MCI GEL CK08EC, 9µm

 

HPLC - Ligand Exchange/SEC:

  • MCI GEL CK04S, 11µm
  • MCI GEL CK04SS, 11µm
  • MCI GEL CK02A, 20µm
  • MCI GEL CK02AA, 20µm

 

HPLC - Ion Exclusion:

  • MCI GEL CK08EH, 9µm

 

HPLC - IEX:

  • MCI GEL CA08F, 7µm

Sepax

HPLC - Ligand Exchange:

  • Carbomix Ca-NP5
  • Carbomix Ca-NP10
  • Carbomix Pb-NP5
  • Carbomix Pb-NP10

 

HPLC - Ion Exclusion

  • Carbomix H-NP5
  • Carbomix H-NP10

Shodex

HPLC - Ligand Exchange/SEC:

  • Sugar SC1011, 6µm
  • Sugar SP0810, 7µm
  • Sugar KS-801, 6µm
  • Sugar KS-802, 6µm
  • Sugar KS-803, 6µm
  • Sugar KS-804, 7µm

 

HPLC - Ligand Exchange/HILIC:

  • RSpak DC-613, 6µm
  • Sugar SZ5532, 6µm
  • Sugar SC1211, 6µm

 

HPLC - HILIC:

  • Asahipak NH2P
  • HILICpak VG-50, 5µm
  • HILICpak VT-50, 5µm
  • HILICpak VN-50, 5µm

 

HPLC - Ion Exclusion:

  • Sugar SH1011, 6µm
  • Sugar SH1821, 6µm
  • RSpak KC-811, 6µm

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