Scale-Up of Fast Analytical to Fast Preparative Separations

Význam tématu

Scale-up z rychlé analytické HPLC na rychlou preparativní HPLC umožňuje predikovatelné a nákladově efektivní purifikace větších vzorků. Správný přenos metod z analytického na preparativní měřítko šetří čas, snižuje náklady na vývoj a zvyšuje průchodnost procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje jednoduchý a opakovatelný postup pro škálování rychlých analytických kolon (5 cm × 4,6 mm ID, 5 µm) na krátké preparativní kolony (5 cm × 21,2 mm ID, 5 µm). Hlavním cílem je zachovat chromatografické parametry a zvýšit zatížitelnost a průtok bez nepřiměřeného zvýšení tlaku.

Použitá metodika a instrumentace

• Výpočet maximálního zatížení: Ip = Ia × (Dp/Da)² × (Lp/La).
• Výpočet průtoku: Fp = Fa × (Dp/Da).
• Přenos metody mezi kolonami se stejnou velikostí částic (5 µm) pro minimalizaci optimalizace.
• Optimalizace detekční vlnové délky (z 205 nm na 230 nm) pro zachování lineárního rozsahu detektoru.

Použitá instrumentace

• Preparativní a analytické kolony Discovery C18 (5 µm, 5 cm × 4,6 mm ID a 5 cm × 21,2 mm ID).
• Kolony SUPELCOSIL a další fáze (C8, C18, cyano) s porozitou 120 Å a pH rozsahem 2–7,5.
• Injektory Rheodyne Model 7725/7725i s rotorovými těsněními VESPEL/Tefzel.
• UV detektory s nastavitelnou vlnovou délkou a diodovou maticí.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kolony s 5 µm částicemi dosahují vyšší účinnosti (95 000–101 000 N/m) a větší kapacity oproti 10 µm variantám.
• Backpressure na krátkých preparativních kolonách s 5 µm částicemi (cca 14 000 psi) zůstává v přijatelných mezích díky zkrácené délce.
• Posun detekční vlnové délky na 230 nm odstranil saturaci signálu a zajistil lineární odezvu do ~2 AU.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlý převod analytických metod na preparativní úroveň přináší:

• Úsporu času a nákladů při vývoji a validaci metod.
• Zvýšenou kapacitu a průchodnost purifikačních běhů.
• Možnost flexibilně upravovat detekční podmínky dle koncentrace vzorku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace detektorových komor pro zvýšení citlivosti a udržení linearity.
• Nasazení částic menších než 5 µm pro rychlejší separace s vyšším rozlišením.
• Integrace preparativní HPLC s automatizovanými systémy pro kontinuální výrobu.

Závěr

Popsaný přístup ke škálování rychlých analytických separací na preparativní úroveň je reprodukovatelný, efektivní a snižuje časovou i finanční investici do vývoje metod. Jednotné použití velikosti částic minimalizuje dodatkové úpravy a zajišťuje vysokou průchodnost purifikací.

Reference

• Duff K. J.; Ludwig R. Packing and Evaluation of Small Particle Preparative Columns. American Laboratory, 1994, str. 32KK–33MM.