सुपरक्रिटिकल द्रव क्रोमैटोग्राफी (SFC) विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में एक शक्तिशाली और बहुमुखी तकनीक के रूप में उभरा है, विशेष रूप से जटिल लिपिड और फैटी एसिड के विश्लेषण के लिए। पिछले दशक में, इंस्ट्रूमेंटेशन, कॉलम टेक्नोलॉजी और डिटेक्शन में नवाचारों ने एक आला विधि से एसएफसी को लिपिडॉमिक्स, खाद्य गुणवत्ता नियंत्रण और जैव-फार्मास्यूटिकल कैरेक्टराइजेशन के लिए मुख्यधारा के उपकरण में प्रेरित किया है। इसकी क्षमता को अलग करने की गैर-वोलाटाइल, थर्मली लैबाइल और संरचनात्मक रूप से विविध लिपिड प्रजातियों के साथ उच्च गति और कम विलायक खपत यह गैस क्रोमैटोग्राफी (GC) और तरल क्रोमैटोग्राफी (LC) के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाता है।

सुपरक्रिटिकल फ्लूइड क्रोमैटोग्राफी के मूल

SFClute एक supercritic तरल पदार्थ-अधिक सामान्यतः कार्बन डाइऑक्साइड (CO]2]) को रोजगार देता है - मोबाइल चरण के रूप में। इसके महत्वपूर्ण तापमान (31.1 °C) और दबाव (73.8 बार), CO2 एक राज्य में प्रवेश करता है जहां यह तरल-जैसे चिपचिपापन और diffusibility को प्रदर्शित करता है। इस अद्वितीय संयोजन तेजी से बड़े पैमाने पर स्थानांतरण और ध्रुवीयता की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ विश्लेषण के कुशल अलगाव को सक्षम बनाता है। सुपरक्रिटिकल सीओ 2]

हाल ही में तकनीकी प्रगति

उच्च-रिसोल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (HRMS) युग्मन

उच्च-resolution द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ एसएफसी का युग्मन - जैसे कि quadrupole-time-of-flight (Q-TOF) और ऑर्बिट्रेप इंस्ट्रूमेंट्स - में क्रांतिकारी लिपिड प्रोफाइलिंग है। HRMS सटीक मास माप प्रदान करता है (<1 ppm) that enable confident identification of lipid species and their regioisomers. For example, SFC‑MS/MS workflows can distinguish between ]sn] -1 और sn] -2 फैटी एसिड पदों में ट्राइग्लिसिलीन, पोषक तत्वों और चयापचय अध्ययन में एक महत्वपूर्ण आवश्यकता। हाल ] मानव होंठ के लिए ]

उन्नत स्टेशनरी चरण और स्तंभ रसायन विज्ञान

कॉलम प्रौद्योगिकी जटिल लिपिड मिश्रण के अलगाव को संबोधित करने के लिए काफी विकसित हुई है। पारंपरिक नंगे सिलिका या C18 चरणों को लिपिड वर्ग अलगाव के लिए अनुरूप चयनात्मकता के साथ बंधुआ चरणों द्वारा पूरक किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, 2-ethylpyridine (2-EP), diol, और propyl-cyano चरणों फॉस्फोलिपिड, ग्लाइकोलिपिड और तटस्थ लिपिड के लिए वर्तनीय चयनात्मकता प्रदान करते हैं। उप-2-μm पूरी तरह से छिद्रपूर्ण कणों और सतही रूप से छिद्रपूर्ण (कोर-शेल) कण मध्यम बैकप्रेस को बनाए रखते हुए उच्च दक्षता प्रदान करते हैं। एक उल्लेखनीय नवाचार [[FLT: 0] ultra-p-cl2] का विकास है।

स्वचालन और उच्च-थ्रूपुट प्लेटफार्म

आधुनिक एसएफसी सिस्टम में कई नमूनों, सटीक बैकप्रेस नियामकों (बीपीआर) और बहुसंकेतक विश्लेषण के लिए कॉलम स्विचिंग वाल्वों को संभालने में सक्षम ऑटोसैंपलर्स शामिल हैं। ये विशेषताएं बड़े पैमाने पर कोहोर्ट अध्ययन या नियमित गुणवत्ता नियंत्रण के लिए आवश्यक उच्च-थ्रूपुट वर्कफ़्लो को सक्षम करती हैं। लघुकृत एसएफसी सिस्टम, कभी-कभी केशिका या सूक्ष्म-SFC कहा जाता है, जो प्रति रन सूक्ष्म लीटर के लिए विलायक खपत को कम करता है और बढ़ी हुई संवेदनशीलता के लिए नैनो-ESI-MS के साथ युग्मन की अनुमति देता है। स्वचालित विधि विकास सॉफ्टवेयर, जो तेजी से सुधारक ढाल, तापमान और दबाव को अनुकूलित करता है, अब व्यावसायिक प्लेटफार्मों में एकीकृत किया जाता है, जो दिन-समय पर विधि सेटअप को छोटा करता है।

लिपिड और फैटी एसिड विश्लेषण में अनुप्रयोग

लिपिडोमिक्स और बायोमार्कर डिस्कवरी

अंटार्कटिका लिपिडमिक्स का उद्देश्य जैविक मैटरिस में लिपिड प्रजातियों को व्यापक रूप से प्रोफाइल करना है। एसएफसी-एमएस यहां excels क्योंकि यह एक ही रन में एक विस्तृत ध्रुवीयता रेंज में लिपिड को अलग कर सकता है। एक ऐतिहासिक अध्ययन में, Bamba et al. in Aticchemistry] स्तनधारी सीरम में लिपिड प्रोफाइल करने के लिए एसएफसी-एमएस का इस्तेमाल किया, जिसमें मुक्त फैटी एसिड, फॉस्फोलिपिड्स, और ट्राइसेल्ग्लिसिल डायबिटीज शामिल हैं।

खाद्य गुणवत्ता और प्रामाणिकता नियंत्रण

फैटी एसिड संरचना खाद्य तेलों, डेयरी उत्पादों और संसाधित खाद्य पदार्थों में पौष्टिक मूल्य और शेल्फ जीवन का एक महत्वपूर्ण निर्धारक है। एसएफसी पारंपरिक जीसी विधियों की तुलना में फैटी एसिड मिथाइल एस्टर (एफएएमई) का तेजी से विश्लेषण प्रदान करता है, जिसमें अक्सर 10 मिनट के तहत रन टाइम होता है। इसके अलावा, एसएफसी सीधे मुफ्त फैटी एसिड और acylglycerol का विश्लेषण कर सकता है, बिना किडनी के नमूने तैयार करने को सरल बना सकता है। हाल के काम ने मछली तेल कैप्सूल में ओमेगा-३ और ओमेगा-६ फैटी एसिड को मात्रा में बदलने के लिए एसएफसी-यूवी को लागू किया, जो 2 % से नीचे सापेक्ष मानक विचलन प्राप्त करता है। तकनीक का उपयोग महंगे तेलों (जैसे जैतून) के व्यसन का पता लगाने के लिए भी किया जाता है।

नैदानिक और नैदानिक अनुप्रयोग

नैदानिक प्रयोगशालाओं में, एसएफसी चयापचय और हृदय जोखिम की जन्म त्रुटियों से संबंधित फैटी एसिड और लिपिड को मापने के लिए कर्षण प्राप्त कर रहा है। प्लाज्मा मुक्त फैटी एसिड (FFA) प्रोफाइल को इंसुलिन प्रतिरोध और मधुमेह की जटिलताओं का आकलन करने के लिए मापा जाता है। एसएफसी-एमएस एफएफए, हाइड्रॉक्सी-, और ऑक्सीलिपिन के एक साथ निर्धारण की अनुमति देता है, जो बायोएक्टिव लिपिड मध्यस्थ हैं। हाल ही में [FLT: 0]]] [FLT: 1] में लेख [FLT: 2] [FLT: 3]] ने मानव प्लाज्मा में 20 ऑक्सीलिपिन के लिए एक एसएफसी-एमएस / एमएस विधि की रिपोर्ट की, जो नैदानिक पहचान की सीमा के साथ 0.1L में सक्षम है।

लिपिड चयापचय और संयंत्र जैव रसायन

पौधों, शैवाल और सूक्ष्मजीवों में लिपिड जैवसंश्लेषण को समझना जैव ईंधन उत्पादन और पोषण में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है। एसएफसी-एमएस झिल्ली लिपिड, भंडारण लिपिड और उनके पूर्ववर्ती के तेजी से विश्लेषण को सक्षम बनाता है। शोधकर्ताओं ने विभिन्न विकास स्थितियों के तहत माइक्रोएलजीए में ग्लिसरोग्लाइकोलिपिड और फॉस्फोलिपिड्स को प्रोफाइल करने के लिए एसएफसी का उपयोग किया है, यह दर्शाता है कि पोषक तनाव लिपिड संचय को कैसे बदलता है - अल्गल बायोडीजल पैदावार को अनुकूलित करने के लिए सूचना महत्वपूर्ण है।

पारंपरिक तरीकों के साथ तुलना

गैस क्रोमैटोग्राफी (जीसी) की तुलना में, एसएफसी गैर-वोल्टाइल लिपिड के जिंदापन की आवश्यकता से बचता है, थर्मली लैबाइल यौगिकों (जैसे, कई डबल बांड, ऑक्सीकरण लिपिड के साथ पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड) को बरकरार रखता है, और कम ऑपरेटिंग तापमान का उपयोग करता है। हालांकि, जीसी अभी भी सरल FAMEs के लिए बेहतर रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है और कई नियामक सेटिंग्स में फैटी एसिड संरचना के लिए संदर्भ विधि बनी रहती है। एसएफसी, दूसरी ओर, निष्क्रिय ट्राइसेलेल्लिसरोल और ध्रुवीय लिपिड का विश्लेषण कर सकता है जो जीसी के लिए अमूल्य हैं।

तरल क्रोमैटोग्राफी (एलसी, विशेष रूप से उलट-चरण) के सापेक्ष, एसएफसी तेजी से विश्लेषण समय (आमतौर पर 5-15 मिनट बनाम 20-60 मिनट लिपिडॉमिक एलसी रन के लिए), कम कार्बनिक विलायक का उपयोग करता है, और अक्सर लिपिड के लिए बेहतर चोटी आकार देता है जो एलसी में पूंछ की ओर जाता है। व्यापार-बंद यह है कि ध्रुवीय लिपिड, जैसे कि दृढ़ता से अम्लीय फॉस्फोलिपिड्स, को उच्च संशोधक प्रतिशत की आवश्यकता हो सकती है जो मोबाइल चरण की सुपर प्रकृति को कम करते हैं, आंशिक रूप से एसएफसी के लाभ को कम करते हैं। फिर भी, स्तंभ रसायन विज्ञान में हाल के विकास ने इस सीमा को कम कर दिया है।

विधि विकास में चुनौतियों और विचार

इसकी ताकत के बावजूद, लिपिड विश्लेषण के लिए एसएफसी कुछ चुनौतियों को प्रस्तुत करता है। सुपरक्रिटिकल सीओ 2 में बहुत ही लिपोफिलिक यौगिकों की घुलनशीलता सीमित हो सकती है; एम्स में अमोनियम एसीटेट या फोरमिक एसिड जैसे additives को अक्सर पीक आकार और आयनीकरण में सुधार करने की आवश्यकता होती है। स्तंभ चयन महत्वपूर्ण है - पूरी तरह से चुने गए चरणों का परिणाम लिपिड वर्गों के सह-संवर्धन का परिणाम हो सकता है। अंत में, बीपीआर डिजाइन और मृत मात्रा में मतभेदों के कारण उपकरणों के बीच विधि हस्तांतरण मुश्किल हो सकता है। प्रयोगशाला में प्रतिधारण समय का मानकीकरण अभी भी एलसी और जीसी के पीछे अंतराल है, हालांकि हाल के अंतर-श्रमिक अध्ययन इस प्रयोगशाला को संबोधित करने के लिए शुरू हो रहे हैं।

भविष्य परिप्रेक्ष्य

लिपिड विश्लेषण के लिए एसएफसी में नवाचार की अगली लहर कई क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करने की संभावना है। सबसे पहले, एसएफसी-एमएस के साथ आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री (आईएमएस) का एकीकरण टकराव क्रॉस-सेक्शन के आधार पर अलगाव का एक अतिरिक्त आयाम जोड़ता है, जो समरूपता के आयाम में सह-elute करने वाले आइसोमेरिक लिपिड के संकल्प को सक्षम करता है। दूसरा, खुला ट्यूब (कैपिलरी) एसएफसी स्तंभ 25-50 μm के आंतरिक व्यास के साथ भी तेजी से अलगाव और कम नमूना खपत का वादा करता है। तीसरा, पोर्टेबल या फील्ड-डिप्लॉयबल एसएफसी सिस्टम का विकास, शायद क्रायोजेनिक-मुक्त CO2 पीढ़ी का उपयोग करके, तेजी से होंठ-आधारित तकनीक को सरल बना सकता है।

निष्कर्ष

सुपरक्रिटिकल तरल क्रोमैटोग्राफी ने लिपिड और फैटी एसिड के विश्लेषण के लिए एक मजबूत, उच्च प्रदर्शन उपकरण में परिपक्व किया है। डिटेक्टर संवेदनशीलता, स्तंभ चयनात्मकता और स्वचालन में हाल के अग्रिमों ने नैदानिक बायोमार्कर से लेकर खाद्य प्रामाणिकता सत्यापन तक अनलॉक किए गए एप्लिकेशन हैं। जबकि चुनौतियों को साधन मानकीकरण और विधि हस्तांतरण में बने रहने के लिए, नए स्थिर चरणों, हाइफेनेटेड तकनीकों और लघुकृत प्रणालियों के चल रहे विकास के लिए एक आशाजनक भविष्य का सुझाव दिया है। तेजी से, हरे और अधिक अनौपचारिक लिपिड विश्लेषण की मांग के रूप में, एसएफसी को पूरक के लिए अच्छी तरह से तैनात किया जाता है-और कुछ मामलों में विश्लेषणात्मक प्रयोगशाला में पारंपरिक जीसी और एलसी पद्धति की जगह लेती है।