Fast LC Method Development of Spice Cannabinoids Using MaxPeak™ Premier Columns and a Systematic Screening Approach

Význam tématu

Analýza syntetických kanabinoidů („spice“) je v současnosti kritická pro forenzní, farmaceutické i regulační laboratoře. Rychlý vývoj metod umožňuje včasnou detekci nových vzorků, sledování šarží a zajištění kvality. Efektivní strategie snižují čas potřebný k validaci a zvyšují konzistenci výsledků mezi různými pracovišti.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ukázat, jak pomocí systematického screeningového protokolu a kolon s technologií MaxPeak™ Premier HPS vyvinout robustní rychlou LC metodu pro devět strukturně podobných spice kanabinoidů během tří dnů. Autoři demonstrují krok za krokem postup od pH scoutingu až po optimalizaci konečných podmínek a ověření opakovatelnosti na různých šaržích kolony.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek:

• Dvě standardní směsi spice kanabinoidů (S-038, S-041) smíchané do konečné koncentrace 10 μg/mL (80:20 voda:methanol).

Chromatografické podmínky:

• Systém: ACQUITY UPLC H-Class Plus s Quaternary Solvent Manager, Sample Manager FTN, Column Manager a detektorem QDa + UV.
• Kolony (2,1×50–100 mm, 2,5 μm, MaxPeak Premier HPS):
  
  • XBridge Premier BEH C18
  • XSelect Premier CSH Phenyl-Hexyl
  • XBridge Premier BEH Shield RP18
  • Atlantis Premier BEH C18-AX
• Mobilní fáze: A = voda, B = acetonitril, C = methanol, D = 200 mM NH4OH (pH 11) – 5 % konstantně.
• Průtok: 0,7 mL/min, teplota kolony 30 °C, objem injekce 1,0 μL.
• Gradient: 50–80 % B lineárně za 6,52 min, návrat a reekvilibrace do 11,46 min.
• Detekce: UV 220 nm; MS full scan + SIR (ESI+ / ESI–).

Hlavní výsledky a diskuse

1) pH scouting identifikoval vyšší pH jako výhodnější pro zachování retenční charakteristik většiny kanabinoidů, přičemž jediný analyte s pKa ~7 vykazoval citlivost na pH.
2) Screening solventů odhalil, že acetonitril poskytuje lepší rozlišení než methanol na testovaných stacionárních fázích.
3) Ze čtyř hodnocených kolony nejvyšší USP rozlišení devíti sloučenin reflektoval XBridge Premier BEH Shield RP18.
4) Optimalizace gradientu a parametrů potvrdila baseline separaci všech devíti kanabinoidů za 11,5 min.
5) Reprodukabilita mezi třemi šaržemi kolony (dvě v Irsku, jedna v USA) vykázala konzistentní rozlišení (USP >1,5) a tvar vrcholu (0,8–1,2).

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby vývoje metody na tři dny bez specializovaného software.
• Široká použitelnost v kvantitativních i kvalitativních analýzách spice kanabinoidů.
• Opakovatelnost mezi šaržemi potvrzuje robustnost kolony a umožňuje snadnou validaci.
• Standardizovaný protokol usnadňuje přechod mezi uživateli a laboratořemi.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s přístupy AQbD a sofistikovanými DOE softwary pro další zkrácení vývojového cyklu.
• Aplikace protokolu na jiné skupiny složitých biomolekul a forenzních látek.
• Využití zelenějších elučních systémů a analytických toků s nižší spotřebou organiky.
• Automatizace a online monitoring kvality během vývoje metody.
• Kombinace s vysokorozlišovacími detektory (HRMS) pro širší metabolomické profily.

Závěr

Systematický screeningový přístup v kombinaci s MaxPeak Premier HPS technologiemi umožňuje rychlý a konzistentní vývoj LC metod pro náročné analyty, jako jsou spice kanabinoidy. Třídenní workflow od pH scoutingu přes solvent-column screening po ověření reproducibility nabízí efektivní a snadno dokumentovatelnou cestu k robustní separaci.

Reference

1. Delano M., Walter T.H., Lauber M. a kol. Using Hybrid Organic-Inorganic Surface Technology to Mitigate Analyte Interactions with Metal Surfaces in UHPLC. Analytical Chemistry. 2021;93:5773–5781.
2. Walter T.H., Alden B.A., Belanger J. a kol. Modifying the Metal Surfaces in HPLC Systems and Columns to Prevent Analyte Adsorption and Other Deleterious Effects. LCGC Supplement. 2022;červen:28–34.
3. Maziarz M., McCarthy S., Wrona M. Improving Effectiveness in Method Development by Using a Systematic Screening Protocol. Waters Application Note. 2014;720005026.
4. Berthelette K.D., Nguyen J.M., Turner J. Method Development of Ten Antibiotic Compounds Using a Systematic Screening Protocol on an ACQUITY ARC with UV and QDa Detection. Waters Application Note. 2021;720007352.
5. Berthelette K.D., Turner J.E., Walter T.H., Haynes K. Using a Systematic Screening Protocol and MaxPeak HPS Technology to Develop a UHPLC Method for the Analysis of Deferoxamine and its Forced Degradation Products. Waters Application Note. 2022;720007834.
6. Hong P., McConville P. A Complete Solution to Perform a Systematic Screening Protocol for LC Method Development. Waters White Paper. 2014;720005268.
7. Kirkland J.J., van Straten M.A., Claessens H.A. High pH mobile phase effects on silica-based reversed-phase high-performance liquid chromatographic columns. Journal of Chromatography A. 1995;č. 700:3–19.