Streamlining Compound Isolation Automatically with UPLC to Prep Chromatography using Mass-Directed AutoPurification

Význam tématu

Effektivní izolace chemických látek ze syntetických knihoven je klíčová pro zrychlení procesu objevování nových léčiv. Kombinace rychlého UPLC screeningu a hmotnostně řízené preparativní chromatografie významně zkracuje dobu analýzy, snižuje spotřebu rozpouštědel a zvyšuje kapacitu pracovišť.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat, jak integrovaný workflow využívající UPLC pro předběžné screenování a analýzu frakcí, preparativní chromatografii pro izolaci a software AutoPurify pro řízení a automatizaci celého procesu zvyšuje efektivitu a reproducibilitu izolace tří modelových látek (acetaminofen, hydrokortison, warfarin).

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje rychlé gradientní eluce na sub-2 µm analytických kolonkách s úzkými gradienty na preparativní úrovni a řízením sběru frakcí podle signálu z QDa detektoru.
Instrumentace:

• Analytický systém UPLC: ACQUITY UPLC H-Class, ACQUITY UPLC BEH C18 (2.1×30 mm, 1.7 µm), PDA a QDa detektor, MassLynx Software
• Preparativní AutoPurification System: 2545 Binary Gradient Module, 2767 Sample Manager, 8–30 mL Flow Splitter, dva 515 HPLC pumpy, 2998 PDA, QDa detektor, řízení MassLynx Software

Hlavní výsledky a diskuse

Rychlé UPLC screenování (5→95 % B za 1 minutu, celkem 2,6 min) umožnilo identifikovat retence cílových sloučenin a vygenerovat individuální úzké preparativní gradienty (Narrow A–D) odpovídající retencím.
Software AutoPurify automaticky vytvořil seznamy vzorků pro preparativní a následnou analýzu frakcí. Preparativní běhy měly celkový čas 16 min včetně reekvilibrace, přičemž u tří látek vyústily v následující úspory:

• Celkem ~20 minut na tři izolace
• Přibližně 0,5 litru méně rozpouštědel

Použití časného ukončení běhu po odběru frakcí zkrátilo běhy na 8–11 minut a významně snížilo spotřebu rozpouštědel. Následná UPLC analýza frakcí potvrdila vysokou čistotu (>95 %) u všech tří sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace UPLC a preparativní chromatografie s automatizovanou hmotnostně řízenou frakcionací:

• Zkracuje celkovou dobu izolace
• Snižuje spotřebu organických rozpouštědel
• Zvyšuje reproducibilitu a řízení kvality
• Umožňuje šetřit náklady a pracovní kapacitu laboratoří v raných fázích objevování léčiv

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat:

• Pokročilé algoritmy pro predikci optimálních gradientů
• Integraci s online molekulární identifikací (HRMS, NMR)
• Rozšíření na vícekanálové a paralelní preparativní systémy
• Využití umělé inteligence pro adaptivní úpravu metod v reálném čase

Závěr

Kombinovaný UPLC-preparativní přístup řízený softwarem AutoPurify nabízí efektivní řešení pro rychlou a spolehlivou izolaci organických látek. Díky automatizaci a hmotnostnímu řízení se zkracuje čas i náklady na izolaci a zvyšuje se kvalita finálních frakcí.

Reference

1. Optimized System Dispersion for UPLC Performance in a Versatile LC Design. Waters Technology Brief 720003651EN, 2010.
2. Exact Control of Solvent Composition with the ACQUITY UPLC H-Class Quaternary Solvent Manager. Waters Technology Brief 720004405EN, 2012.
3. Aubin A, Jablonski J. Prep 150 LC System: Considerations for Analytical to Preparative Scaling. Waters Application Note 720005458EN, 2015.