High Purity Preparative Purification Enabled by UV/MS Trigger on LC-MS System

Význam tématu

Preparativní purifikace pomocí HPLC je klíčová v oblasti farmacie, potravinářství a chemického inženýrství pro izolaci cílových sloučenin z komplexních směsí. Kombinace UV a hmotnostní spektrometrie (MS) jako spouštěčů frakcionace poskytuje vyšší stupeň čistoty díky vyloučení koelujících nečistot.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo předvést efektivní workflow od optimalizace analytických podmínek až po frakcionaci na preparativní úrovni s ověřením čistoty a výtěžku. Použit byl analyticko-preparativní LC-MS systém Nexera™ Prep / LH-40 / LCMS-2050 řízený softwarem LabSolutions™ MD pro simulaci a kontrolu celého procesu.

Použitá metodika a instrumentace

• LC systém Nexera Prep/LH-40 s přepínatelnými toky pro analytiku a preparativu
• Pumpy LC-40D XR (analytická) a LC-20AP×2 (preparativní)
• Detekce UV (SPD-40V, 245 nm) a MS (LCMS-2050, ESI/APCI, m/z 100–500)
• Kolona Shim-pack Scepter C18-120 (150×20 mm, 5 µm)
• Software LabSolutions MD pro simulaci frakcionace a optimalizaci parametrů

Hlavní výsledky a diskuse

Simulace frakcionace hydrokortisonu prokázaly, že:

• UV spouštěč sám o sobě umožnil rychlou frakcionaci, avšak zahrnul intervaly s vedlejšími nečistotami.
• Kombinace UV a MS spouštěčů eliminovala frakcionaci koelujících nečistot na začátku a na konci píku hydrokortisonu.
• Reinjekce frakcí do analytického toku potvrdila čistotu až 100 % a výtěžky kolem 100 % u obou přístupů, přičemž UV+MS přístup dosáhl dokonalé čistoty bez detekce nečistot.

Přínosy a praktické využití metody

Optimalizované workflow zkracuje čas i práci spojenou se zvyšováním naložitelnosti a škálováním z analytické na preparativní kolonu. MS spouštěč umožňuje cílenou frakcionaci s vysokou čistotou, vhodnou pro přípravu farmaceutických substancí či izolaci aktivních složek z přírodních extraktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj integrovaných systémů s pokročilou softwarovou automatizací, včetně umělé inteligence pro prediktivní optimalizaci separace a frakcionace. Kombinace více detekčních metod (UV, MS, fluorescence) podpoří izolaci i velmi nízkokoncentrovaných látek.

Závěr

Analyticko-preparativní LC-MS systém řízený LabSolutions MD nabízí kompletní workflow od optimalizace podmínek až po ověřenou preparativní frakcionaci s využitím UV a MS spouštěčů. Tento přístup výrazně zvyšuje čistotu cílových sloučenin a zároveň zachovává vysoký výtěžek.

Reference

• Shinichi Fujisaki, Yusuke Masuda: Preparative Purification Liquid Chromatograph “Nexera™ Prep / LH-40 / LCMS-2050” & Software LabSolutions™ MD, Application News 01-00651-EN, Shimadzu Corporation, listopad 2023