Online Reaction Monitoring by the Agilent InfinityLab Online LC Solutions

Význam tématu

Automatické online sledování chemických reakcí je klíčové pro optimalizaci průmyslových procesů v oblasti farmacie a biotechnologií. Nástroje jako Agilent InfinityLab Online LC Solutions umožňují v reálném čase kvantifikovat koncentrace výchozích látek a produktů přímo v reakčním prostředí. Tato schopnost je zásadní pro zvýšení výtěžnosti, odstranění úzkých míst a zajištění konzistentní kvality.

Cíle a přehled studie

Cílem této aplikativní studie bylo demonstrovat využití Agilent InfinityLab Online LC Solutions k online monitoringu pH-závislé hydrolyzy acetylsalicylové kyseliny (Aspirin) na kyselinu salicylovou. Studie ukazuje dvě režimy odběru vzorků: ředění a zastavení reakce (quenching) a přímou injekci pro maximální rychlost analýzy.

Použitá metodika

Popis experimentu:

• Modelová reakce: hydrolyza Aspirinu v glycinových pufrech pH 11 a pH 12.
• Reakční směs: 100 mg Aspirinu v EtOH do roztoku 90 mL glycinového pufru.
• Monitoring: interval 5 minut při pH 11, interval 2 minut při pH 12 s chromatografickou analýzou o délce 1 minuty.
• Metoda separace: isokratická HPLC na kolóně ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18, mobilní fáze voda + 0,1 % kyseliny a formy + acetonitril + 0,1 % formy, průtok 0,7 mL/min, teplota kolony 45 °C.
• Kvantifikace: kalibrace v rozsahu 10–1000 mg/L s lineární kalibrační křivkou (R2 > 0,9999) pro obě sloučeniny.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity II Online Sample Manager (G3167AA) s externím ventilem (5067-6680).
• Agilent 1290 Infinity II High-Speed Pump (G7120A).
• Agilent 1260 Infinity II Diode Array Detector (G7115A) a MCT detektor (G7116A).
• Agilent OpenLab CDS 2.6, Agilent Online LC Monitoring Software verze 1.0.1.
• Kolona ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 2,1 × 50 mm, 1,8 μm (959757-902).

Hlavní výsledky a diskuse

• Při pH 11: koncentrace Aspirinu klesla pod 10 % původní hodnoty po 145 minutách, poměr reakčních komponent se vyrovnal po 45 minutách. Ředění a zastavení reakce umožnilo stabilní uchování vzorku až 24 hodin.
• Při pH 12: díky přímé injekci se dosáhlo datové hustoty 1 vzorek za 2 minuty, vyrovnání koncentrací eduktu a produktu po 20 minutách a téměř úplná konverze po 78 minutách.
• Software Online LC Monitoring poskytuje trendovací grafy, tabulky výsledků a pravidla pro automatické upozornění při překročení definovaných limitů.

Přínosy a praktické využití metody

• Realtime kontrola reakčních kinetik pomáhá optimalizovat syntézu malých molekul.
• Flexibilní nastavení harmonogramu umožňuje sledovat pomalé i rychlé reakce.
• Integrovaná quenching funkce zajišťuje zastavení reakce přímo na vzorku.
• Možnost reprocessingu dat v průběhu experimentu dovoluje okamžité úpravy analytických metod.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s robotickými systémy pro plně automatizované procesy optimalizace.
• Rozšíření na multikomponentní reakce, průběžné monitorování v reálném čase (operando analytics).
• Využití strojového učení pro prediktivní řízení a optimalizaci syntetických tras.

Závěr

Agilent InfinityLab Online LC Solutions nabízí robustní a flexibilní platformu pro online monitoring chemických reakcí s vysokou časovou rozlišením. Díky preciznímu odběru vzorků, možnosti ředění a přímé injekce lze efektivně analyzovat jak pomalé, tak i extrémně rychlé reakce. Integrované softwarové nástroje podporují okamžitou vizualizaci, upozornění a reprocessing dat, což přispívá k rychlejší syntéze a vyšší kvalitě výrobních procesů.

Reference

• Performance Characteristics of the Agilent 1260 Infinity II Online Sample Manager. Agilent Technologies technical overview, publication number 5994-3529.