Streamlining of equipment: Hybrid system for preparative and analytical LC

Význam tématu

Systém kombinující polo-preparativní a analytickou HPLC v jednom zařízení uplatňuje efektivní využití jednoho přístroje pro čištění a následnou analýzu sloučenin v rutině i výzkumu. Snižuje náklady na hardware, spotřebu elučního činidla a zkracuje dobu metodického vývoje a rutinního provozu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je demonstrovat propojení semi-preparativní chromatografie se simultánní analytickou kontrolou v jednom systému. Jako modelový případ byla vybrána izolace kofeinu z paracetamolu a jeho automatizovaná kvalifikace.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnuje šest kroků: scouting, čištění (purification), vyprazdňování smyčky (unload), ekvilibraci analytické sestavy, automatickou analýzu a manuální kontrolní injekci. Systém sestává z:

• Čerpadlo AZURA P6.1L (50 ml/min) a asistenti ASM 2.2L
• Vícepolohové 6portové a 2-position 6/8portové ventily
• Objemová smyčka VariLoop L (40 ml)
• Preparativní kolona Eurospher C18 150×20 mm, 10 µm; analytická kolona Eurospher C18 150×4 mm, 5 µm
• Detektor MWD 2.1L (UV 190–700 nm, cesta 10 µl)
• Software ClarityChrom 8.2 pro řízení a zpracování dat

Mobilní fáze tvořila směs vody/etanolu (20 /80 % v/v), průtok preparativně 15 ml/min a analyticky 1 ml/min.

Hlavní výsledky a diskuse

• Systém umožnil izolovat kofein během 26 min v jednom běhu, následně proběhla automatická kvalifikace frakce.
• Porovnání automatické a manuální analýzy ukázalo koncentrace 88,7 µg/ml vs. 72,4 µg/ml, odhadovaná původní koncentrace činila 82,6 µg/ml (88 % výtěžnost).
• Nezbytná byla optimalizace časování přepínání ventilů vzhledem k tlakovým limitům (300 bar).
• Přítomnost carry-over po manuálních injekcích se po třech propráních eliminovala.

Přínosy a praktické využití metody

Díky integraci čištění a analýzy v jednom přístroji lze výrazně šetřit čas, spotřebu elučních činidel a náklady na zařízení. Metoda je vhodná pro rychlý vývoj separačních postupů, semipreparativní škálování i rutinní QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření počtu či typů ventilů (8/16port), více kolonek v modularitě
• Přechod na menší částice sorbentu (3 µm) za předpokladu vyšších tlakových odolností
• Integrace s online metodickou optimalizací řízenou algoritmy
• Použití v dalších oblastech (farmaceutická produkce, biochemie, potravinářství)

Závěr

Kombinovaný systém pro separaci a analýzu prokázal svou funkčnost a opakovatelnost. Jedno přístrojové řešení minimalizuje provozní náklady a usnadňuje automatizaci opakovaných úloh.

Reference

• Schmidt-Traub H., Schulte M., Seidel-Morgenstern A. Preparative Chromatography, 2nd ed., Wiley-VCH, 2012.
• Aldington S., Bonnerjea J. Scale-up of monoclonal antibody purification processes, J. Chromatogr. B, 848(1):64–78, 2007.