UPC2 Strategy for Scaling SFC Methods: Applications for Preparative Chromatography
Aplikace | 2014 | WatersInstrumentace
Metody škálování superkritické fluidní chromatografie (SFC) z analytické na preparativní úroveň jsou klíčové pro rychlou a efektivní purifikaci farmaceutických meziproduktů a cílových látek. Díky modulaci hustoty mobilní fáze lze při změně průtoku nebo kolony zachovat chromatografickou integritu separace a dosáhnout předvídatelného přenosu metody.
Studie prezentuje systematický přístup ke škálování SFC metod založený na simulacích a modulaci hustoty mobilní fáze. Dva praktické případové studie demonstrují:
Analytické metody byly vyvíjeny na systému ACQUITY UPC 2 s různými fázemi BEH, BEH 2-Ethylpyridine a CSH Fluoro-Phenyl. Preparativní purifikace probíhala na systému Prep 100q SFC s fází Viridis BEH 2-Ethylpyridine OBD™ a chiralitou zajišťovala fázová sorbce celulózy tris-3,5-dimethylphenylcarbamátu.
1. Modulace hustoty umožnila přímý přenos analytických metod na preparativní úroveň s podobnými průměrnými hustotami mobilní fáze (~0,85 g/mL).
2. V případě imatinibu bylo u achirálních sloučenin nutné přidání 0,3 % NH₄OH pro zlepšení tvaru vrcholu. Geometrické škálování (udržení poměru délky kolony k velikosti částic L/dp) a modulace hustoty vedly k podobné selektivitě a rozlišení.
3. Zavedení segmentovaných (focused) gradientů (9–19 % a 24–34 % modifikátoru) značně urychlilo preparativní separaci a umožnilo hromadný odběr přibližně 120 mg každé složky při čistotě > 99 %.
4. Chirální případová studie prokázala, že při změně kolony a průtoku může být rozdíl v průměrných hustotách významný; simulace a následná úprava ABPR zajistily vyrovnání hustoty (~0,856 vs. 0,859 g/mL) a předvídatelnou purifikaci.
Systematické použití simulací hustoty a modulace tlaku představuje spolehlivou strategii pro škálování SFC metod. Udržováním parametrů, jako je poměr L/dp, případně úpravou ABPR, lze dosáhnout konzistentní chromatografie mezi analytickou a preparativní úrovní a minimalizovat čas i náklady spojené s vývojem purifikačních metod.
SFC, PrepLC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Metody škálování superkritické fluidní chromatografie (SFC) z analytické na preparativní úroveň jsou klíčové pro rychlou a efektivní purifikaci farmaceutických meziproduktů a cílových látek. Díky modulaci hustoty mobilní fáze lze při změně průtoku nebo kolony zachovat chromatografickou integritu separace a dosáhnout předvídatelného přenosu metody.
Cíle a přehled studie
Studie prezentuje systematický přístup ke škálování SFC metod založený na simulacích a modulaci hustoty mobilní fáze. Dva praktické případové studie demonstrují:
- Achirální purifikaci meziproduktů a produktu syntézy imatinibu.
- Chirální purifikaci citlivé molekuly náchylné k degradaci ve vodě.
Použitá metodika a instrumentace
Analytické metody byly vyvíjeny na systému ACQUITY UPC 2 s různými fázemi BEH, BEH 2-Ethylpyridine a CSH Fluoro-Phenyl. Preparativní purifikace probíhala na systému Prep 100q SFC s fází Viridis BEH 2-Ethylpyridine OBD™ a chiralitou zajišťovala fázová sorbce celulózy tris-3,5-dimethylphenylcarbamátu.
- Mobilní fáze: CO₂ + metanol nebo acetonitril (s přídavkem 0,3 % NH₄OH u achirálních separací).
- Detekce: UV-PDA (235 nm pro imatinib, 212 nm pro chirální složky) a hmotnostní spektrometrie pro řízenou frakční sběr.
- Parametry: teplota kolony 40 °C, průtok 1,5–2,0 mL/min (analytika) a 70–83 mL/min (preparativa), ABPR 1500–2175 psi.
- Simulace hustoty prováděné pomocí softwaru NIST REFPROP (Span‐Wagner EOS a Kunz‐Wagner model).
Hlavní výsledky a diskuse
1. Modulace hustoty umožnila přímý přenos analytických metod na preparativní úroveň s podobnými průměrnými hustotami mobilní fáze (~0,85 g/mL).
2. V případě imatinibu bylo u achirálních sloučenin nutné přidání 0,3 % NH₄OH pro zlepšení tvaru vrcholu. Geometrické škálování (udržení poměru délky kolony k velikosti částic L/dp) a modulace hustoty vedly k podobné selektivitě a rozlišení.
3. Zavedení segmentovaných (focused) gradientů (9–19 % a 24–34 % modifikátoru) značně urychlilo preparativní separaci a umožnilo hromadný odběr přibližně 120 mg každé složky při čistotě > 99 %.
4. Chirální případová studie prokázala, že při změně kolony a průtoku může být rozdíl v průměrných hustotách významný; simulace a následná úprava ABPR zajistily vyrovnání hustoty (~0,856 vs. 0,859 g/mL) a předvídatelnou purifikaci.
Přínosy a praktické využití metody
- Zrychlení vývoje metod na analytické úrovni s přímým přenosem na preparativní purifikaci.
- Omezení nákladů na CO₂, modifikátory a odpad díky optimalizovaným gradientům a modulaci tlaku.
- Možnost purifikace citlivých či chirálních látek, jejichž stabilita je omezena přítomností vody nebo alkoholu.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření metodiky na další mobilní fáze a typy sloučenin (polární, apolární, makromolekuly).
- Integrace s automatizovanými softwarovými nástroji pro simulaci hustoty a návrh gradientů.
- Škálování k výrobním aplikacím a online analýzu procesů (In-Line SFC).
Závěr
Systematické použití simulací hustoty a modulace tlaku představuje spolehlivou strategii pro škálování SFC metod. Udržováním parametrů, jako je poměr L/dp, případně úpravou ABPR, lze dosáhnout konzistentní chromatografie mezi analytickou a preparativní úrovní a minimalizovat čas i náklady spojené s vývojem purifikačních metod.
Reference
- Hudalla CJ, Tarafder A, Jablonski J, Fountain KJ. Application Note 720004818en, Waters Corporation, 2013.
- Novartis Pharma AG. Gleevec (imatinibmesylate) tablets prescribing information, 2006.
- Goldman JM, Melo JV. New England Journal of Medicine 349(15):1451–1464, 2003.
- Lemmon EW, Huber M, McLinden MO, Friend DG. NIST REFPROP Database Version 9.1.
- Span R, Wagner W. J. Phys. Chem. Ref. Data 25(6):1509–1596, 1996.
- Kunz O, Wagner W. J. Chem. Eng. Data 57(11):3032–3091, 2012.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
UPC2 Strategy for Scaling from Analytical to Preparative SFC Separations
2013|Waters|Technické články
UPC 2 Strategy for Scaling from Analytical to Preparative SFC Separations Christopher J. Hudalla, Abhijit Tarafder, Jo-Ann Jablonski, and Kenneth J. Fountain Waters Corporation, Milford, MA, USA A P P L I C AT I O N B E N…
Klíčová slova
density, densitymodulation, modulationaverage, averagesfc, sfcprofiles, profilesscaling, scalingnusp, nuspsulfan, sulfanmobile, mobilestrategy, strategyminutes, minutesphase, phasepreparative, preparativeparticle, particleposition
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
The Effects of SFC Preparative Scale-up on Throughput, Purity, and Recovery of an Impurity in an API Mixture
2018|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] The Effects of SFC Preparative Scale-up on Throughput, Purity, and Recovery of an Impurity in an API Mixture Catharine E. Layton and Andrew J. Aubin Waters Corporation, Milford, MA, USA APPLICATION BENEFITS ■■ The Waters Prep…
Klíčová slova
scale, scalepurity, puritycost, costpreparative, preparativeper, perdensity, densityprep, prepthroughput, throughputabpr, abprstock, stocknote, noteprofile, profileapplication, applicationisolation, isolationpressure