Diversification of Separation Selectivity Using Supercritical Fluid Chromatography

Význam tématu

Superkritická fluidní chromatografie (SFC) a kapalná chromatografie (LC) představují komplementární techniky separace, které v kombinaci umožňují efektivnější oddělení sloučenin, zkrácení doby analýzy a rozšíření aplikačního pole pro látky obtížně separovatelné konvenční LC.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat přepínací systém Nexera UC/s s automatizovanou podporou softwaru LabSolutions MD pro rychlé vyhledání optimálních podmínek separace malých farmaceutických molekul kombinací LC a SFC. Testovací směs obsahovala šest modelových sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

• Systém Nexera UC/s vybaven superkritickým čerpadlem CO₂, regulátorem zpětného tlaku, standardními LC čerpadly pro organické a vodné fáze, autosamplerem, dvěma kolonnami, PDA detektorem a modulem LCMS-2050 (ESI/APCI).
• Vzorek: směs šesti farmaceutických látek (antipyrin, probenecid, naproxen, hydrokortison, clozapin, indomethacin).
• Kolony Shim-pack UC-PolyBT, UC-PBr a UC-ODS (150×3,0 mm, 3 µm); teplota 30 °C; injekce 5 µL.
• Mobilní fáze SFC: superkritický CO₂ s modifikátory methanol, acetonitril, 20 mM ammonium formiát v methanolu a voda; gradient 5→70→5 % B, 1 mL/min; BPR 10 MPa, 50 °C.
• Detekce: PDA 254 nm, LCMS-2050 sken m/z 100–1000, pozitivní i negativní režim.
• Softwarová podpora: LabSolutions MD pro automatické přepínání až 12 kolon a 7 modifikátorů a generování kompletního analytického plánu.

Hlavní výsledky a diskuse

• Provedeno 9 kombinací kolony/modifikátoru; hodnocení E = počet píků × součet hodnot Rs ukázalo nejlepší výkon pro UC-PBr s 100 % methanolem.
• Optimalizace tvaru píků pomocí 20 mM ammonium formiátu a přidání 4 % vody vedla k ostrým a dobře odděleným píkům všech analyzovaných sloučenin.
• Srovnání SFC a LC odhalilo odlišné pořadí eluujících látek, přičemž hmotnostní detekce v LCMS umožnila spolehlivou identifikaci i při změně eluce.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizované přepínání mezi LC a SFC na jedné platformě šetří laboratořní prostor a zrychluje vývoj metod.
• Komplexní screening různých kolon a modifikátorů snižuje manuální práci a minimalizuje chyby.
• Integrace s LCMS-2050 umožňuje současně identifikovat známé sloučeniny a odhadovat neznámé impurity.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace gradientových programů, teploty kolony a tlaku BPR pro širší spektrum analytických aplikací.
• Využití umělé inteligence a strojového učení pro predikci separačních podmínek a urychlení metodického vývoje.
• Aplikace na komplexní biologické vzorky, polymery a biofarmaceutické produkty.

Závěr

Kombinace SFC a LC s automatizovanou podporou Nexera UC/s a LabSolutions MD významně zkracuje čas vývoje separačních metod, zvyšuje selektivitu a robustnost analýzy a poskytuje spolehlivé nástroje pro identifikaci složitých vzorků v průmyslu i výzkumu.