Prep 150 LC System: Considerations for Analytical to Preparative Scaling

Význam tématu

Systematický přenos metod z analytického na preparativní měřítko je klíčový pro efektivní izolaci biomolekul, minimalizaci spotřeby vzorku a rozpouštědel a zrychlení vývoje procesů. Prep 150 LC System nabízí cenově dostupné a spolehlivé řešení pro přechod od malých analytických kolon k většímu preparativnímu formátu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem článku je ukázat, jak přenést chromatografickou metodu pro separaci proteinů z vaječného bílku z analytického stupně (4,6 mm I.D.) na preparativní kolonu (19 mm I.D.) s použitím Prep 150 LC System. Demonstruje se výpočet měřítka pro průtok, objem injekce a úpravu gradientu v prostředí softwaru ChromScope.

Použitá metodika a instrumentace

S rozlišením proteinových frakcí v analyzovaném vzorku bylo postupováno následovně:

• Příprava vzorku: lyofilizovaný vaječný bílek rozpuštěný v mobilní fázi (10 mg/ml), filtrován přes 0,45 μm filtr.
• Analytická separace: Alliance 2695 s 2998 PDA detektorem, kolona XBridge Protein BEH C4 (4,6×150 mm, 5 μm, 300 Å), průtok 1,5 ml/min, gradient 10–60 % B za 15 min, detekce UV 220 nm.
• Přejít na preparativu: dvě konfigurace Prep 150 LC System (manuální injektor 2 ml vs. autosampler 10 ml), pumpy 2545 Binary/Quaternary Gradient Module, detektory UV, kolona OBD Prep (19×150 mm, 5 μm, 300 Å), průtok 25,6 ml/min, injekční objem 426 μl.
• Software: Empower 3 pro analytiku; ChromScope v.1.4.1 pro ovládání a výpočty měřítka.

Hlavní výsledky a diskuse

Při správném škálování průtoku (pomocí poměru průměrů kolon ve druhé mocnině) a injekčního objemu (pomocí poměru průřezů a délek kolon) se dosáhlo prakticky identické chromatografie na analytickém i preparativním stupni. Retenční časy a rozlišení čtyř hlavních proteinových piků se lišily o méně než 5 %, což potvrzuje konzistenci metody. Úprava gradientu zohlednila rozdílný mrtvý objem systémů (0,65 ml vs. 4,25/17,5 ml) díky vestavěnému nástroji Columns Calculator v ChromScope.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimalizace spotřeby drahých vzorků a organických rozpouštědel.
• Rychlejší vývoj a validace metod díky přímému přenosu analytických podmínek.
• Předvídatelné chromatografické chování při škálování.
• Uplatnění v akademickém výzkumu, farmaceutické výrobě i kvalitativní kontrole.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace pokročilých algoritmů pro automatizované stanovení optimálních škálovacích faktorů.
• Využití lineárně zúžených kolon a mikro-průtokových systémů pro úsporu materiálu.
• Rozšíření teplotního řízení i na preparativní měřítko pro jemné doladění selektivity.
• Spojování se systémovými platformami pro kontinuální purifikaci (bioprocessing).

Závěr

Systematický postup škálování chromatografických metod pomocí Prep 150 LC System a ChromScope vede k snadnému přechodu z analytických kolon na preparativní formát bez ztráty rozlišení. Metoda šetří čas i náklady a umožňuje konzistentní izolaci cílových sloučenin.

Reference

1. Jablonski JM, Wheat TE, Diehl DM. Effective Use of Temperature Control in Compound Isolation. Waters Application Note 2009; PN 720002954en.
2. Jablonski JM, Wheat TE, Diehl DM. Developing Focused Gradients for Isolation and Purification. Waters Application Note 2009; PN 720002955en.