Automated Generation of Focused Gradient Profiles in Preparative Liquid Chromatography

Význam tématu

Automatizace generování cílených gradientních profilů v preparativní kapalinové chromatografii přináší vyšší reprodukovatelnost, úsporu času a spotřeby rozpouštědel při purifikaci syntetických směsí. Inteligentní software dokáže z analytických průzkumných běhů automaticky odvodit optimalizovaný gradient tak, aby se zvýšilo rozlišení, zátěž kolony i rychlost cyklu.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat schopnost Agilent 1260 Infinity automatizovaného LC/MS purifikačního systému zpracovat data z různých analytických LC/UHPLC systémů, automaticky vygenerovat cílené gradienty a úspěšně izolovat vybranou složku. Studie zkoumala čtyři analytické metody (Agilent 1290, 1260 binary, 1220 LC a 1260 Infinity purifikační systém), porovnala jejich výsledky a použila je k purifikaci testovacího mixu sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická část zahrnovala scoutingové běhy za použití lineárních gradientů na čtyřech systémech s rozdílnými kolónami (2,1×50 mm, 4,6×50 mm, 4,6×100 mm, 4,6×150 mm) a odlišnými průtoky (1–1,75 mL/min). Získaná data (UV 280 nm, MS ESI ±) byla nahrána do OpenLAB CDS s add-on Automated Purification Software. Software analyzoval eluce cílové sloučeniny podle procenta organické fáze nezávisle na retenčním čase a automaticky navrhl fokální gradient. Preparativní část proběhla na Agilent 1260 Infinity preparativním systému (pumpy, autosampler, DAD, fraction collector, MS, splitter) s kolónou 21,2×150 mm, 5 µm, průtokem 30 mL/min a injekcí 650 µL testovacího mixu.

Hlavní výsledky a diskuse

Z analytických běhů se procento organické fáze potřebné pro eluci cílové látky pohybovalo v toleranci 2 % napříč všemi systémy. Automatizovaný software vygeneroval pro všechny čtyři metody optimální gradientní profily, které zvýšily chromatografické rozlišení o cca 20 %, zkrátily dobu běhu o 6 minut a snížily spotřebu rozpouštědel o 28 %. Při preparativní purifikaci 100 mg směsi s 24 mg cílové sloučeniny se dosáhlo 90% výtěžku a 99% čistoty po reanalyzách frakcí.

Přínosy a praktické využití metody

• Plně automatizované generování gradientů eliminuje manuální ladění a zkracuje čas vývoje metod.
• Modulární uživatelská práva (Expert vs. Easy-Prep) poskytují flexibilitu pro zkušené chromatografy i občasné uživatele.
• Cross-platform kompatibilita dovoluje využít existující analytické metody pro preparativní purifikaci bez opakovaných optimalizací.
• Výrazné snížení spotřeby organických rozpouštědel a zkrácení cyklů přináší úsporu nákladů a zvyšuje produktivitu laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj lze očekávat ve směru integrace s laboratořními informačními systémy (LIMS), využití strojového učení pro předpověď optimálních gradientů a rozšíření na vyšší preparativní škály. Důležitým trendem je také plná automatizace uzavřeného cyklu od syntézy po finální čistou sloučeninu.

Závěr

Agilent 1260 Infinity automatizovaný LC/MS purifikační systém s inteligentním softwarem pro generování cílených gradientních profilů prokázal vysokou efektivitu a spolehlivost při izolaci cílových sloučenin ze směsí. Díky cross-platform kompatibilitě a uživatelské přívětivosti představuje robustní řešení pro rutinní preparativní purifikaci v chemických a farmaceutických laboratořích.

Reference

1. Analytical to Preparative HPLC Method Transfer. An easy way to scale up from UHPLC to preparative HPLC using focused gradients, Agilent Technical Overview, 2013, publ. 5991-2013EN.
2. Automated Workflow Solution for Preparative Chromatography from Analytical Scouting to Fraction Reanalysis, Agilent Technical Overview, 2015, publ. 5991-4115EN.
3. Guillarme D., et al. Method transfer for fast liquid chromatography in pharmaceutical analysis: Application to short columns packed with small particle. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2008, 68(3):430–440.