Журнал хроматографии и методов разделения
Открытый доступ

Абстрактный

Определение примесей в биопродуцируемой янтарной кислоте

Rousova J, Ondrusova K, Karlova P and Kubatova A

В настоящее время значительные исследовательские ресурсы направляются на разработку возобновляемых продуктов для замены нефтехимических продуктов, таких как янтарная кислота. Важнейшим компонентом этого исследования является идентификация примесей, которые оказывают пагубное влияние на дальнейшую переработку янтарной кислоты. Мы адаптировали дериватизацию с помощью газовой хроматографии - масс-спектрометрии для идентификации и количественного определения более 120 примесей в нескольких образцах янтарной кислоты. Это исследование было сосредоточено на янтарной кислоте на основе нефти, а также на образцах на биологической основе, в которых для ферментации используется модифицированный штамм E. coli. Чтобы обеспечить точную количественную оценку как целевого продукта, так и распространенных примесей, мы оценили эффективность экстракции ацетонитрилом в качестве альтернативы прямой дериватизации, а затем сравнили несколько агентов дериватизации для триметилсилилирования. Было показано, что предварительная экстракция ацетонитрилом необходима для обнаружения примесей в следовых концентрациях. N,O-бис(триметилсилил)трифторацетамид (БСТФА) оказался наиболее эффективным для дериватизации сахаридов и низкомолекулярных монокарбоновых кислот. Однако для дериватизации сахаридов и полиспиртов с БСТФА необходимо присутствие пиридина, тогда как низкомолекулярные кислоты необходимо было количественно определять без пиридина. Были охарактеризованы четырнадцать репрезентативных образцов биопродуцируемой янтарной кислоты, различающихся по стадии производства и методу выращивания. Скрининг образцов начального процесса (1-й этап синтеза) показал, что монокарбоновые кислоты являются наиболее распространенными и предполагал наличие сахаридов. Таким образом, мы разработали метод, позволяющий количественно определять карбоновые кислоты и сахариды с пределами обнаружения от 0,02 до 0,3 нг. В исходных образцах бактерий процесса, а также в нефтехимических образцах, муравьиная, уксусная, молочная, щавелевая, бензойная, лимонная и яблочная кислоты, а также глицерин, бутандиол и глюкоза были обнаружены в диапазоне 0,02-1160 мкг/г. В конечных обработанных образцах муравьиная и уксусная кислоты, а также глюкоза были обнаружены в концентрации ниже 0,001%, что демонстрирует эффективность процесса, а также применимость метода в качестве контроля качества процесса.