Introducing automated online multicolumn two- dimensional liquid chromatography screening as a rapid and efficient tool for method development of multiple pipeline modalities

Význam tématu

V moderním farmaceutickém vývoji roste podíl komplexních terapeutických látek (proteiny, oligonukleotidy, monoklonální protilátky), což klade náročné požadavky na analytickou selektivitu a kapacitu separací. Tradiční jednorozměrná LC často nepostačuje k rozlišení strukturálně či stereochemicky příbuzných sloučenin a jejich nečistot. Robustní dvoudimenzionální separace s automatizovaným multikolónovým přístupem nabízí řešení pro rychlý screening a optimalizaci metod.

Cíle a přehled studie

Autoři představují on-line multikolónový 2D-LC systém fúzující chromatografii v opačných režimech (achirální a chirální) s detekcí DAD a ESI-MS. Hlavním cílem je urychlit vývoj analytických metod prostřednictvím automatizovaného screeningu různých kombinací kolon, elučních směsí a střihových intervalů (heart-cutting) pro rozlišení složitých směsí v rámci jednoho přístroje.

Použitá metodika a instrumentace

Automatizovaný on-line postup zahrnuje:

• Multikolónové ventily pro výběr až čtyř kolón v 1. nebo 2. dimenzi
• Prvním rozměrem achirální RP-LC screening na až 10 sloupcích
• Srdcové výřezy (heart-cuts) přepínané do 2. dimenze chirálních kolón
• Diodový array detektor (DAD) a hmotnostní spektrometrie (ESI-MS) pro potvrzení koelujících a izomerických složek
• Možnost použití MS-inkompatibilních pufrů v 1D bez ovlivnění 2D-MS

Hlavní výsledky a diskuse

• Úspěšné rozlišení warfarinu a jeho hydroxylovaných izomerů, včetně stereochemických párů, pomocí achirální–chirální 2D-LC
• Detekce a identifikace demethylovaného primárního nečistoty, jež unikla jednorozměrnému screeningu
• Potvrzení čistoty cílové substance přesrovnanými 1D- a 2D-analýzami
• Demonstrace aplikace SEC–RPLC pro komplexní analýzu proteinů (L1) s přenosem frakcí z velikostní exkluze na reverzní fázi

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Rychlou identifikaci optimálních kombinací kolón a elučních podmínek bez nutnosti manuálního přepojování
• Snížení spotřeby vzorku a odpadu díky automatizovanému heart-cuttingu
• Zvýšení chromatografické kapacity a selektivity při analýze komplexních biologických i chemických směsí

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření multikolónových 2D-LC systémů s integrací stromových rozhodovacích algoritmů, rozšířením početnosti dimenzí a online hodnocením kvality frakcí. Kombinace s vysoce výkonnou MS a pokročilou datovou analýzou přinese další zlepšení throughputu a automatické generování optimalizačních návrhů.

Závěr

Online multikolónový 2D-LC-DAD-ESI-MS představuje efektivní a flexibilní platformu pro vývoj a rutinní analýzu složitých farmaceutických směsí. Automatizace a modulární volba kolón umožňuje kompletní screening a potvrzení čistoty v jediném běhu, čímž zkracuje čas a zvyšuje spolehlivost metod.

Reference

1. Wang H., Dunn Z., Singh A., Barrientos R., Lhotka H.R., Ahmad I.A.H., Regalado E.L. Introducing automated online multicolumn two-dimensional liquid chromatography screening as a rapid and efficient tool for method development of multiple pipeline modalities. Journal of Chromatography A. 2020;1622:460895.