Investigation of Separation Conditions and Prep Purification of GLP-1 Receptor Agonist Semaglutide

Význam tématu

GLP-1 receptoroví agonisté patří mezi klíčové léčivé látky pro léčbu cukrovky 2. typu a obezity.
Optimalizace chromatografických podmínek a rychlá purifikace těchto peptidů je z hlediska farmaceutického vývoje zásadní.
Automatizace metodiky může snížit časovou náročnost a závislost na odborných znalostech operátora.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentované aplikace bylo demonstrovat plně automatizované vyhledávání gradientního profilu pro separaci semaglutidu od jeho analogů s využitím softwaru LabSolutions MD.
Následně byla ověřena škálovatelnost analytických podmínek na preparativní kolonu a čistota frakcí potvrzena MALDI-TOF hmotnostní spektrometrií.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická fáze:

• Softwarový balík LabSolutions MD s AI modulem pro automatické vylepšování gradientu.
• HPLC systém Nexera XR (Shimadzu) se C18 kolonkou Shim-pack Scepter C18-120, 150×4,6 mm, 5 μm.
• Detekce UV 280 nm (SPD-M40) a MS-dekonvoluce pomocí LCMS-2050.

Preparativní fáze:

• Prep HPLC Nexera Prep s kolonou Shim-pack Scepter C18-120, 150×20 mm, 5 μm.
• Flow rate 20 mL/min (linear velocity zachována), makeup tok metanol 1,5 mL/min.

Potvrzení čistoty:

• MALDI-8030 Benchtop MALDI-TOF MS, α-CHCA matrice, pozitivní lineární režim.

Hlavní výsledky a diskuse

AI algoritmus LabSolutions MD po třech cyklech korekčních analýz vytvořil multi-step gradientní profil splňující kritérium rozlišení Rs ≥ 2,0 pro semaglutid.
Převedení analytických podmínek na preparativní úroveň proběhlo automaticky s úpravou průtoku podle průřezové plochy kolony.
MALDI-TOF analýza nepotvrzené standardní frakce vykazovala ionizační potlačení, kdežto frakce po purifikaci vykázala jediný signál [M+H]+ semaglutidu bez rušivých šumů.

Přínosy a praktické využití metody

Automatické vyhledávání gradientu zkracuje dobu vývoje metod, omezuje lidské chyby a zvyšuje reprodukovatelnost.
Integrovaná metoda-transfer funkce usnadňuje rychlou škálovatelnost od analytických ke preparativním systémům.
Rychlé potvrzení čistoty prostřednictvím MALDI-TOF přináší efektivní kontrolu kvality frakcí v řádu sekund.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj AI-řízených algoritmů může zahrnovat adaptivní učení na širší škále sloučenin.
Integrace hmotnostní spektrometrie v reálném čase pro zpětnou vazbu a on-line optimalizaci gradientu.
Rozšíření přístupu na separaci dalších peptidů, bílkovin či komplexních biologických vzorků v průmyslové výrobě.

Závěr

Popsaný workflow demonstroval plně automatizované nastavení podmínek pro efektivní separaci a purifikaci semaglutidu.
Výsledkem je zkrácení vývojového cyklu, snížení manuální práce a spolehlivá kontrola čistoty finálních frakcí.

Reference

Shimadzu Corporation. Preparative Purification Liquid Chromatograph Software for Efficient Method Development. Technical Report C190-E309, First Edition Nov. 2025.