Enhanced chiral screening of complex samples via aqueous achiral × chiral comprehensive liquid chromatography

Význam tématu

Analýza komplexních vzorků s obsahem enantiomerů vyžaduje vysokou selektivitu i kapacitu chromatografického systému. Jednorozměrná chirová LC často nestačí kvůli překryvu píků a matrixovým vlivům. Kompletní dvojrozměrná LC (LC×LC) nabízí cestu k detailnímu rozlišení chirových forem i v náročných biologických nebo farmaceutických matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje nový přístup kombinující vodou založenou první dimenzi (TRLC nebo PALC) s rychlou chirovou druhou dimenzí. Cílem je dosáhnout bezdilutačního přenosu analyz a spolehlivého rozlišení enantiomerů menších molekul v komplexních směsích. Článek demonstruje dvě strategie: TRLC×chiral LC×LC a PALC×chiral LC×LC.

Použitá metodika a instrumentace

V prvním modulu se ve 1D uplatňuje termoresponzivní kolonka (PNIPAAm, PNNPAAm nebo PDEAAm) umožňující 100% vodné eluenty a změnu retenčního faktoru pouhým nastavením teploty. Druhá dimenze používá krátké chirové kolonky (celulóza, amyloza, teichoshell, vancoshell) s rychlými gradienty a modulátorem se smyčkami (80–200 µL). Alternativně modifikovaná diolová (Penta-HILIC) kolonka v PALC režimu slouží jako 1D. Systém zahrnuje dva pumpy, termostatované kolony, autosampler a modulátor pro automatický přenos frakcí do 2D.

Hlavní výsledky a diskuse

• TRLC×RPLC (achiral) prokázalo plné refokusování i organických sloučenin na C18 v 2D bez diluce a s vysokým rozlišením.
• TRLC×chiral LC×LC umožnilo screening sedmi racemátů (barbituráty, warfarin, ibuprofen) na více chirových kolonách a výběr optimální podmínky pro každý pár enantiomerů.
• PALC×chiral LC×LC potvrdilo možnost použití velmi polarních matric (např. moč) bez předchozí akomodace a dosažení čistých konturových grafů i při přímém přenosu.
• Obě varianty nepotřebují předřazené dělení proudu před MS a umožňují vyšší citlivost ESI-HRMS díky menším ID 2D kolonek.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje spolehlivé chirové profilování komplexních biomedicínských a farmaceutických vzorků.
• Odstraňuje matrixové interferující složky před chirovou separací bez použití organických rozpuštědel v 1D.
• Snižuje potřebu ekspertů díky standardizované integrované platformě LC×LC.
• Zefektivňuje screening nových chirových kolon a optimalizaci heart-cutting podmínek.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření TRLC i PALC kolonek s upravitelným LCST a pH závislými selektivními mechanismy. Integrace s ultrarychlou 2D chiral LC a MS detektory s vyšším rozlišením umožní komplexní metabolomické a toxikologické studie. Další vývoj modulátorů a softwaru pro data-handling usnadní nasazení v rutinních QA/QC laboratořích.

Závěr

Nové platformy TRLC×chiral LC×LC a PALC×chiral LC×LC efektivně řeší problémy matrixových efektů a diluce v kompletní 2D-LC. Umožňují spolehlivé rozlišení enantiomerů v komplexních vzorcích bez kompromisu citlivosti a selektivity.

Reference

1. Pirok BWJ, Gargano AFG, Schoenmakers PJ. J. Sep. Sci. 2018;41(1):68-98.
2. Lynen F, de Villiers A, Du Prez F, Desmet G. Chromatographia. 2007;66(3-4):123-132.
3. Baert M, Martens S, Desmet G, de Villiers A, Lynen F. Anal. Chem. 2018;90(8):4881-4888.
4. Rahmani T, Ampe A, Lynen F. Anal. Chem. 2023;95(23):8763-8769.
5. dos Santos Pereira A, David F, Vanhoenacker G, Sandra P. J. Sep. Sci. 2009;32(12):2001-2007.