UPC2 Strategy for Scaling from Analytical to Preparative SFC Separations
Technické články | 2013 | WatersInstrumentace
Supercritical fluid chromatography je vyhledávaná technika pro rychlé a ekologické oddělování analytů s využitím CO2 jako hlavní složky mobilní fáze. Při přechodu z analytické na preparativní úroveň však vysoká stlačitelnost CO2 vede k významným změnám hustoty a tím i retence, selektivity a rozlišení. Systematická modulace hustoty mobilní fáze je klíčová pro zachování chromatografické integrity při škálování metod.
Článek popisuje strategii pro efektivní přenos SFC metod mezi různými konfiguracemi systémů a kolon, zahrnující změny velikosti částic, délky kolony, průtoku a gradientních podmínek. Cílem je udržet podobné průměrné hustoty mobilní fáze a dosáhnout reprodukovatelných separací od analytické až po preparativní úroveň. Demonstrováno na standardní směsi modelových analytů: kofein, karbamazepin, uracil, hydrokortison, prednisolon a sulfanilamid.
Metoda je založena na simulaci a výpočtu profilu hustoty CO2/methanol podél kolony při zadané teplotě, tlaku a složení mobilní fáze. Upravou nastavení automatického regulátoru tlaku se dosahuje vyvážené průměrné hustoty mezi různými podmínkami. Přístup je aplikován na:
Instrumentace:
Simulace prokázaly, že bez úpravy tlaku se na kolonách s různou velikostí částic liší průměrná hustota, což mění retenci, rozlišení a selektivitu. Nastavením vyššího tlaku pro hrubší částice se vyrovná střední hustota a chromatografie odpovídá původní analytické separaci. Stejný princip funguje při změnách průtoku nebo použití gradientních podmínek díky modulaci průměrné hustoty v čase i prostoru kolony.
Strategie umožňuje rychlý vývoj a screening metod na analytické úrovni s přímým přenosem do preparativní fáze bez dodatečné optimalizace. Výsledkem jsou značné úspory času, snížení spotřeby CO2 a organických modifikátorů a zaručená reprodukovatelnost, zejména u chiralních separací a výrobního čištění.
Očekává se integrace modulace hustoty do řídicího softwaru chromatografů pro automatizované přepínání podmínek. Další směry zahrnují rozšíření na různé typy modifikátorů, kombinované multidimenzionální separace a aplikaci v agrochemii, farmakologii či ochraně životního prostředí.
Modulace hustoty mobilní fáze se ukazuje jako účinný a intuitivní nástroj pro škálování SFC metod. Umožňuje zachovat chromatografickou integritu při přechodu mezi analytickými a preparativními podmínkami, zkracuje vývojové cykly a optimalizuje spotřebu materiálu.
SFC, PrepLC
ZaměřeníVýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Supercritical fluid chromatography je vyhledávaná technika pro rychlé a ekologické oddělování analytů s využitím CO2 jako hlavní složky mobilní fáze. Při přechodu z analytické na preparativní úroveň však vysoká stlačitelnost CO2 vede k významným změnám hustoty a tím i retence, selektivity a rozlišení. Systematická modulace hustoty mobilní fáze je klíčová pro zachování chromatografické integrity při škálování metod.
Cíle a přehled studie / článku
Článek popisuje strategii pro efektivní přenos SFC metod mezi různými konfiguracemi systémů a kolon, zahrnující změny velikosti částic, délky kolony, průtoku a gradientních podmínek. Cílem je udržet podobné průměrné hustoty mobilní fáze a dosáhnout reprodukovatelných separací od analytické až po preparativní úroveň. Demonstrováno na standardní směsi modelových analytů: kofein, karbamazepin, uracil, hydrokortison, prednisolon a sulfanilamid.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda je založena na simulaci a výpočtu profilu hustoty CO2/methanol podél kolony při zadané teplotě, tlaku a složení mobilní fáze. Upravou nastavení automatického regulátoru tlaku se dosahuje vyvážené průměrné hustoty mezi různými podmínkami. Přístup je aplikován na:
- Kolony sub-2 µm a 5 µm částic stejné chemie
- Různé průtoky nad optimální lineární rychlostí
- Isokratické i gradientní metody s měnící se koncentrací modifikátoru
Instrumentace:
- ACQUITY UPC2 systém s PDA detekcí
- Waters Prep 100q SFC systém s PDA detekcí
- ACQUITY UPC2 BEH 2-Ethylpyridin 1.7 µm, 2.1×150 mm
- Viridis BEH 2-Ethylpyridin 5 µm, analytické a preparativní kolony
- Mobilní fáze CO2 (lékařská kvalita) a methanol
- UV detekce při 254 nm
Hlavní výsledky a diskuse
Simulace prokázaly, že bez úpravy tlaku se na kolonách s různou velikostí částic liší průměrná hustota, což mění retenci, rozlišení a selektivitu. Nastavením vyššího tlaku pro hrubší částice se vyrovná střední hustota a chromatografie odpovídá původní analytické separaci. Stejný princip funguje při změnách průtoku nebo použití gradientních podmínek díky modulaci průměrné hustoty v čase i prostoru kolony.
Přínosy a praktické využití metody
Strategie umožňuje rychlý vývoj a screening metod na analytické úrovni s přímým přenosem do preparativní fáze bez dodatečné optimalizace. Výsledkem jsou značné úspory času, snížení spotřeby CO2 a organických modifikátorů a zaručená reprodukovatelnost, zejména u chiralních separací a výrobního čištění.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace modulace hustoty do řídicího softwaru chromatografů pro automatizované přepínání podmínek. Další směry zahrnují rozšíření na různé typy modifikátorů, kombinované multidimenzionální separace a aplikaci v agrochemii, farmakologii či ochraně životního prostředí.
Závěr
Modulace hustoty mobilní fáze se ukazuje jako účinný a intuitivní nástroj pro škálování SFC metod. Umožňuje zachovat chromatografickou integritu při přechodu mezi analytickými a preparativními podmínkami, zkracuje vývojové cykly a optimalizuje spotřebu materiálu.
Reference
- A Tarafder K Kaczmarski D Poe G Guiochon J Chrom A 1238 132-145 2012
- A Tarafder K Kaczmarski D Poe G Guiochon J Chrom A 1258 136-151 2012
- EW Lemmon M Huber MO McLinden D Friend NIST REFPROP 9.1
- R Span W Wagner J Phys Chem Ref Data 25 1509-1596 1996
- O Kunz W Wagner J Chem Eng Data 57 3032-3091 2012
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
UPC2 Strategy for Scaling SFC Methods: Applications for Preparative Chromatography
2014|Waters|Aplikace
UPC 2 Strategy for Scaling SFC Methods: Applications for Preparative Chromatography Christopher J. Hudalla,1 Abhijit Tarafder,1 Jo-Ann Jablonski,1 Roman Roshchin,1 Kenneth J. Fountain,1 Manisha A. Patel,2 Mark A. Hardink,2 Tony Yan,2 and Frank W. Riley2 1 Waters Corporation, Milford, MA,…
Klíčová slova
density, densityprep, prepmodulation, modulationminutes, minutespreparative, preparativeaverage, averagescale, scalesfc, sfcanalytical, analyticalintermediate, intermediateoutlet, outletprofiles, profilesinlet, inletmodifier, modifierfocused
ACQUITY UPC2 - FOOD APPLICATION NOTEBOOK
2015|Waters|Příručky
ACQUIT Y U P C 2 FOOD A P P LICAT ION NOT EBOOK Expanding analytical capability of food testing laboratories [ ACQUITY UPC 2 FOOD APPLICATIONS ] THE EASE OF REVERSED PHASE MEETS THE POWER OF NORMAL PHASE LC…
Klíčová slova
density, densityminutes, minutestriazole, triazolefungicides, fungicidesenantioseparation, enantioseparationacid, acidfluid, fluidsfc, sfcwaters, watersmodulation, modulationstraw, strawffa, ffatime, timesupercritical, supercriticalgrain
Mass Directed SFC Purification Using ACQUITY QDa: Torus 2-PIC Separation of Goldenseal Alkaloids
2017|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Mass Directed SFC Purification Using ACQUITY QDa: Torus 2-PIC Separation of Goldenseal Alkaloids Kenneth D. Berthelette and Thomas Swann Waters Corporation, Milford, MA, USA APPLICATION BENEFITS ■■ ■■ INTRODUCTION Prep SFC-MS method for mass-directed Natural products…
Klíčová slova
hydrastine, hydrastineqda, qdasfc, sfcacquity, acquitycanadine, canadineberberine, berberineintensity, intensityminutes, minutesfraction, fractionpreparative, preparativepurification, purificationprep, prepgoldenseal, goldensealdirected, directedapplication
SFC Analytical to Preparative Scale Up of Similar Compounds with Torus DIOL 1.7 μm and 5 μm Columns: Separation of Benzoic Acid and Derivatives
2017|Waters|Technické články
[ TECHNOLOGY BRIEF ] SFC Analytical to Preparative Scale Up of Similar Compounds with Torus DIOL 1.7 µm and 5 µm Columns: Separation of Benzoic Acid and Derivatives Jennifer Nguyen and Thomas Swann Waters Corporation, Milford, MA, USA SFC analytical…
Klíčová slova
sfc, sfcinitial, initialacp, acpbenzoic, benzoictorus, torusparticle, particlegeometries, geometriesbrief, briefscaling, scalingsimilar, similarnitrobenzoic, nitrobenzoicpreparative, preparativepda, pdaaverage, averagecurve