The Development of a Virtual Liquid Chromatography Method Development Tool (HPLC)

Význam tématu

Kapalinová chromatografie patří mezi klíčové nástroje analytické chemie v oblasti farmacie, environmentální analýzy nebo forenzní chemie. Tradiční vývoj metod LC vyžaduje opakované experimenty, vysoké náklady na činidla a delší dobu přístrojové nepřipravenosti. Virtuální modelovací nástroj pro vývoj LC metod umožňuje urychlit optimalizaci a snížit materiálové i časové náklady bez fyzického využití chromatografu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo navrhnout, implementovat a ověřit softwarový nástroj, který simuluje separace v reálném čase pro různé chromatografické podmínky. Studie popisuje vytvoření základní knihovny retenčních časů, její rozšíření o modelové sloučeniny a praktickou validaci přesnosti predikcí vůči experimentálním datům.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika byla rozdělena do tří hlavních fází:

• Fáze 1: Základní knihovna retenčních časů pomocí 9 „meld“ sloučenin na kolonkách Raptor Biphenyl (50×3,0 mm, 2,7 μm) a ověření korekčních faktorů.
• Fáze 2: Porovnání různých průtoků, teplot a gradientních profilů, dále test na sloupci Biphenyl 100×3,0 mm.
• Fáze 3: Rozšíření knihovny o 50 analytů a následně plynulé doplňování ~180 drog zneužití, PFAS a 16 kanabinoidů.

Použitá instrumentace zahrnovala:

• Kapalinový chromatograf spojený s hmotnostním spektrometrem (LC/MS).
• UV/vis detekci na 228 nm.
• Kolonky Raptor Biphenyl, C18 a ARC-18 v různých dimenzích (50×2,1 mm, 50×3,0 mm, 100×2,1 mm, 150×4,6 mm) s částicemi FPP a SPP.

Hlavní výsledky a diskuse

V rozsahu 14 analyzovaných proměnných bylo získáno 704 datových bodů retenčních časů. Pouze 13 hodnot překročilo cílovou odchylku ±15 sekund (což představuje 1,8 % všech dat), zbytek byl v tolerančním okně.
Model ukázal vysokou shodu s experimentálními hodnotami napříč různými šaržemi sloupců a detektory i při změně gradientních profilů a teplot.

Přínosy a praktické využití metody

Virtuální nástroj přináší:

• Rychlejší nastavení nové LC metody bez nutnosti experimentovat na přístroji.
• Snížení spotřeby organických rozpouštědel a činidel.
• Nižší finanční a časové náklady na vývoj metod.
• Flexibilní simulace pro různé kolonky, gradienty a teploty.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na:

• Rozšíření knihoven o další skupiny analytů (pesticidy, mykotoxiny).
• Doplňkové parametry (strážní kolony, vícečásticové sloupce).
• Podpora isokratické analýzy a vícetahových gradientů.
• Rozšíření počtu jazykových mutací softwaru.

Závěr

Virtualizovaný LC modeler prokázal vysokou přesnost predikce retenčních časů a umožňuje efektivní a ekologičtější vývoj chromatografických metod. Ověřená validita a široký rozsah parametrů naznačují široké možnosti pro průmyslovou i akademickou praxi.

Reference

V textu nejsou uvedeny explicitní literární odkazy.