Automated LC Method Development and Robustness Tests

Význam tématu

Automatizovaná vývojová analytická metoda pro kapalinovou chromatografii (LC) významně zrychluje a zkvalitňuje tvorbu separačních procesů při minimální ruční práci.
Integrace softwaru ChromSwordAuto 5 s Agilent ICF umožňuje kombinovat rutinní i pokročilé přístupy (screening, DoE) pro rychlé nastavení optimálních podmínek analýzy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat schopnosti ChromSwordAuto 5.1 v kombinaci s Agilent 1290 Infinity II LC (ICF) při automatizovaném vývoji a robustnostních testech HPLC metod.
Popisuje se jak přednastavit sekvence běhů (scouting), tak aplikovat experimentální návrhy (DoE) a inteligentní automatizaci pro optimalizaci gradientu.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje tři přístupy:

• Scouting: screening různých C18 a C8 kolon a mobilních fází
• Rapid Optimization: rychlá hrubá optimalizace gradientu
• Fine Optimization a AutoRobust: jemné doladění a robustnostní studie na základě DoE (full factorial, Plackett–Burman)

V samostatné sekci pouţitá instrumentace byly tyto moduly Agilent 1290 Infinity II:

• Flexibilní čerpadlo (G7104A)
• Dvojité ventily s Bio-Inert Quick Change (G1170A, G4235A, G4239C)
• Multikolonový termostat (MCT G7116B)
• Diodový array detektor (DAD G7117B)
• Multisampler (G7167B)

Hlavní výsledky a diskuse

Screening vybral ZORBAX Bonus-RP 100 mm×2,1 mm, 1,8 µm jako nejvýkonnější kolonu pro 16 pesticidních komponent.
Rapid Optimization zkrátila čas běhu na ~22 min a zlepšila separaci kritických párů sloučenin (Rs > 2,0).
DoE robustnostní testy (full factorial) odhalily optimální prostor při 26–34 °C a 25–27 % organické fáze; finální parametry: 29,5 °C, 25,9 % acetonitrilu, 0,28 mL/min.

Přínosy a praktické využití metody

Omezení manuálního zásahu na nejnutnější úkony zvyšuje reprodukovatelnost a efektivitu vývoje metod.
Automatizace skrze ChromSwordAuto i ICF dovoluje rychle přejít od hrubého screeningu k detailní optimalizaci v jednotné platformě.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozšiřování umělé inteligence pro adaptivní návrhy experimentů a prediktivní modelování chromatografických podmínek.
Integrace cloudových řešení pro sdílení optimalizačních dat a multi-laboratorní spolupráci.
Možnost aplikace na spojité chromatografické techniky (SFC, 2D-LC) a komplexní bioanalytiku.

Závěr

Ukázána je vysoká flexibilita a robustnost automatizovaného vývoje LC metod s ChromSwordAuto 5.1 a Agilent ICF.
Výrazné zkrácení doby vývoje, minimalizace chyb lidského faktoru a možnost rozšířeného DoE zaručují rychlou a spolehlivou implementaci v průmyslové i farmaceutické praxi.

Reference

1. Galushko S. et al. ChromSword Software for Automated and Computer-Assisted Development of HPLC Methods. In HPLC Made to Measure, 2006, pp. 557–570.
2. Hewitt E.F.; Lukulay P.; Galushko S. Rapid and Automated HPLC Method Development Strategy for Pharmaceutical Drug Candidates. J. Chromatogr. A 2006, 1107(1–2), 79–87.
3. Xiao K.P. et al. Efficient Method Development Strategy for Challenging Separation of Pharmaceutical Molecules Using Advanced Chromatographic Technologies. J. Chromatogr. A 2007, 1163(1–2), 145–156.
4. Vogel F.; Galushko S. Application of ChromSword Software for Automatic HPLC Method Development and Robustness Studies. Chromatography Today 2013, 3–6.
5. Zhuang J.; Kumar S.; Rustum A. Development and Validation of a Normal Phase Chiral HPLC Method for Analysis of Afoxolaner Using a Chiralpak AD-3 Column. J. Chromatogr. Sci. 2016, 54(10), 1813–1819.