Mass-Directed Isolation of Sulfa Compounds from an Antibiotic Mixture with an ACQUITY QDa Detector

Význam tématu

V oblasti přípravných chromatografických izolací představuje hmotnostně řízená frakcionace významný posun ve vyhodnocení a sběru cílových látek. Díky integraci QDa detektoru lze selektivně zachytit sloučeniny podle jejich hmotnosti, což vede ke snížení počtu frakcí, úspoře času na odpařování rozpouštědel a zrychlení následné analýzy. Tato metoda umožňuje izolovat i sloučeniny bez UV absorbujících chromoforů a zvyšuje spolehlivost procesu.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo demonstrovat schopnost systému Waters AutoPurification vybaveného ACQUITY QDa detektorem provádět hmotnostně řízenou částečnou purifikaci sulfa antibiotik. Studie porovnává tradiční UV‐řízenou izolaci se selektivní masově řízenou frakcionací a ukazuje, že cílený sběr sloučenin významně redukuje počet frakcí a zkracuje dobu zpracování.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu směsi sulfa antibiotik byly využity tyto přístrojové komponenty:

• Preparativní chromatografie: Waters AutoPurification System s kolonkou XBridge BEH C18 OBD Prep (19 × 50 mm, 5 μm), průtok 25 mL/min, injekční objem 341 μL.
• Analytická kontrola: kolona XBridge BEH C18 (4,6 × 50 mm, 5 μm), gradient 5–95 % organické fáze (0,1 % kyseliny formiové v acetonitrilu) v 6 minutách, detekce UV (2998 PDA) a MS (ACQUITY QDa).
• Parametry UV detektoru: rozlišení 1,2 nm, rozsah 210–650 nm, vzorkovací frekvence 10 bodů/s.
• Parametry QDa detektoru: ionizace ES+, datový režim centroid, rozsah m/z 100–650, kuželové napětí 15 V, kapilární napětí 0,8 kV, teplota sondy 600 °C, sběrná frekvence 5 Hz; pro preparativní část byla přidána makeup tekutina (90 % voda/10 % acetonitril s 0,01 % formiové kyseliny).

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání UV‐řízené a masově řízené izolace prokázalo následující:

• UV detekce sbírala všechny píky splňující prahovou hodnotu, což vedlo k mnoha frakcím a zvýšené časové náročnosti.
• Masově řízená metoda cíleně sledovala m/z 254,1 a 268,1, díky čemuž byly sesbírány pouze dvě frakce odpovídající sulfamethoxazolu a sulfisoxazolu.
• Redukce počtu frakcí šetří místo v kolektoru, zkracuje dobu odpařování a potřebnou analytickou fázi, čímž se zvyšuje celková efektivita workflow.
• Analytické ověření čistoty frakcí potvrdilo vysokou selektivitu a čistotu (> 98 %), jak u UV, tak u MS detekce.

Přínosy a praktické využití metody

Hmotnostně řízená izolace přináší v praxi tyto výhody:

• Rychlejší proces frakcionace a nižší spotřeba rozpouštědel díky menšímu počtu frakcí.
• Možnost cílené izolace sloučenin bez UV chromoforu.
• Automatizace sběru frakcí na základě signálu MS zvyšuje reprodukovatelnost a spolehlivost.
• Snížení pracovní zátěže laboratoře a úspora času i nákladů.

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze očekávat širší nasazení hmotnostně řízených systémů v oblasti farmaceutického vývoje, přírodních produktů a komplexních biologických matic. Dalšími směry jsou integrace s vysokorozlišovacími MS detektory, optimalizace softwarových algoritmů pro prediktivní sběr a rozšíření na vícekanálové a paralelní frakcionační systémy. Rozvoj zelené chromatografie pak může dále redukovat spotřebu organických rozpouštědel.

Závěr

Studie demonstrovala, že použití ACQUITY QDa detektoru v preparativní chromatografii výrazně zvyšuje efektivitu izolace cílových sulfa antibiotik. Masově řízená frakcionace snižuje počet frakcí, zkracuje dobu zpracování a zajišťuje vysokou čistotu izolovaných sloučenin. Tím se otevírají nové možnosti pro rychlý a spolehlivý vývoj metod v analytické a preparativní chemii.

Reference

• Jo‐Ann M. Jablonski, Andrew J. Aubin: Mass‐Directed Isolation of Sulfa Compounds from an Antibiotic Mixture with an ACQUITY QDa Detector. Waters Corporation, 2014, dokument č. 720005107EN.