Strategies for the Transfer of Liquid Chromatographic Methods Between Different Instruments

Význam tématu

V praxi analytické chemie je častou výzvou přenášet existující kapalinové chromatografické metody mezi přístroji různých výrobců a konfigurací. Instrumentální rozdíly, jako je objem mezi čerpadlem a kolonou, systém termostatování nebo nastavení detektoru, mohou významně ovlivnit retenční časy, tvar špiček i kvantitativní výsledky. Zajištění konzistence výsledků při přesunu metody je proto klíčové pro farmaceutický výzkum, kontrolu kvality i průmyslovou analýzu.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo vyhodnotit vliv různých parametrů LC přístrojů na přenos dvou farmaceutických metod (paracetamol s příbuznými nečistotami a mebendazol) mezi pěti odlišnými systémy: Thermo Scientific UltiMate 3000 SD, Vanquish Flex, Vanquish Horizon, Agilent 1260 Infinity a Waters Acquity. Pro acetaminofen byl použit kvartérní zásobník, pro mebendazol binární. Studie zkoumala možnosti kompenzace rozdílů v gradientním zpoždění, objemu před kolonou a dalších faktorech, které ovlivňují výsledek chromatografie.

Použitá metodika a instrumentace

V experimentální části byly nasazeny následující přístroje a moduly:

• Quaternary pumpy a autosampleři s volitelným objemem smyčky (10–130 µL).
  
• Statické mixéry o různém vnitřním objemu (350 µL, 750 µL) a aktivní předehřívače eluentu.


• Kolonové komory s možností nastavení teploty a eluentních předehřívačů.


• Diode array detektory se standardními (10 mm, 13 µL) a semi-mikro (7 mm, 2,5 µL) flow buňkami při nastavitelné šířce pásma (4–16 nm).

Pro řízení a vyhodnocení dat bylo použito softwarové prostředí Chromeleon 7.2.9.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Gradientní zpoždění (GDV):

• Přesného sladění retenčních časů bylo dosaženo úpravou objemu v autosampleru Vanquish (idle volume až 100 µL) nebo výměnou vzorkovací smyčky za vyšší objem.
• Pro větší rozdíly bylo úspěšné nasazení gradient prestartu, kdy gradientní program začal před vstřikem, čímž se eliminovala disproporce mezi systémy.

2. Kolonové termostatování:

• Nejednotná teplota kolony vedla k významným posunům retenčních časů. Optimalizace zahrnovala snížení teploty v přijímacím přístroji nebo samostatné řízení předehřívače eluentu.

3. Předkolonní objemy:

• Systémy UHPLC s nízkými mimosloupcovými objemy byly citlivé na silné vzorkové matrice, což se projevilo frontingem nebo rozštěpením špiček; vhodné bylo snížení injekčního objemu a volba slabšího vzorkovacího rozpouštědla.

4. Nastavení detektoru:

• Šířka pásma DAD výrazně ovlivnila relativní pořadí ploch špiček u sloučenin se vzájemně odlišnými UV spekt­ry. Při přenosu mezi přístroji je nutné vyhodnotit dopad tohoto parametru pro přesnou kvantifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Poskytnuté strategie usnadňují přenos LC metod mezi různými platformami s minimálními úpravami.
• Kompenzace gradientního zpoždění, optimalizace termostatování a detektorů zaručuje konzistentní retenční časy i kvalitu analýzy.
• Výsledky slouží jako návod pro laboratoře provádějící rutinní QA/QC i výzkumná pracoviště.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizované softwarové nástroje pro dynamickou kompenzaci gradientního zpoždění a objemu před kolonou.
• On-line monitorování a korekce teplotních odchylek kolony v reálném čase.
• Využití strojového učení k predikci optimálních parametrů přenosu metod mezi novými instrumentálními platformami.

Závěr

Studie demonstrovala účinné přístupy k přenosu farmaceutických LC metod mezi různými systémy. Klíčovými kroky jsou přizpůsobení gradientního zpoždění, pečlivé řízení termostatování, optimalizace předkolonních objemů a šířky pásma detektoru. Uplatnění těchto strategií vede ke konzistentním retenčním časům, stabilní kvalitě špiček a spolehlivé kvantifikaci napříč platformami.

Reference

1. Paul C., Grübner M. et al. Thermo Scientific White Paper 72711: Instrument parameter guide for successful UHPLC method transfer, 2018.
2. Grübner M., Paul C., Steiner F. Thermo Scientific Application Note 72717: Method transfer of a USP-derived acetaminophen assay between Agilent 1260 Infinity and UltiMate 3000 SD with Vanquish Flex, 2018.
3. The United States Pharmacopeial Convention. United States Pharmacopeia USP41-NF36, Acetaminophen monograph, 2018.
4. European Directorate for the Quality of Medicines & Healthcare. European Pharmacopoeia Online, 9th ed., 2018: Monograph Mebendazole.