The Effects of SFC Preparative Scale-up on Throughput, Purity and Recovery of an Impurity in an API Mixture
Postery | 2019 | Waters | PittconInstrumentace
Preparativní superkritická fluidní chromatografie (SFC) umožňuje rychlou a selektivní separaci cílových sloučenin v izolovaných množstvích od miligramů po gramy. Přesné zvětšení analytických metod na preparativní úroveň je klíčové pro farmaceutické laboratoře, které potřebují čisté API a odpovídající impurity v krátkých termínech. Úspěch tohoto přístupu přímo ovlivňuje efektivitu výroby a náklady na suroviny a instrumentální provoz.
Studie se zaměřila na:
Po prvním cyklu izolace z 19 mm kolony dosáhla rekuperace 4-nitrofenolu v průměru 92 % (n=3) a čistota 52 %, přičemž carry-over API omezil čistotu. Druhým cyklem se čistota zvýšila na 99 % při rekuperaci 89 %. Geometrické škálování z 19 mm na 30 mm vedlo ke 2,5násobnému zvýšení kapacity a snížení času purifikace při obdobných nákladech na mobilní fázi. Porovnání nákladů a throughput ukázalo, že přechod na širší kolonou významně zkracuje dobu běhu bez zásadního navýšení spotřeby CO₂ a organických modifierů.
Očekává se další rozvoj automatizace SFC procesů, integrace inline detekčních technik a optimalizace softwaru pro prediktivní škálování. Rozšíření metod na různé typy API a impurit, stejně jako nasazení vícefázových izolací, přispěje k dalšímu zefektivnění preparativní chromatografie.
Studie prokázala, že přímé škálování analytické UPC2 metody na preparativní SFC s použitím geometrických výpočtů je účinné a ekonomické. Volba větší průměru kolony výrazně zvyšuje throughput a snižuje dobu izolace, přičemž spotřeba mobilní fáze zůstává stabilní. Metoda nabízí vysokou rekuperaci i pro nízkoprocentní impurity a umožňuje dosažení čistoty až 99 %.
SFC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Preparativní superkritická fluidní chromatografie (SFC) umožňuje rychlou a selektivní separaci cílových sloučenin v izolovaných množstvích od miligramů po gramy. Přesné zvětšení analytických metod na preparativní úroveň je klíčové pro farmaceutické laboratoře, které potřebují čisté API a odpovídající impurity v krátkých termínech. Úspěch tohoto přístupu přímo ovlivňuje efektivitu výroby a náklady na suroviny a instrumentální provoz.
Cíle a přehled studie / článku
Studie se zaměřila na:
- Popis postupu přenesení analytické UPC2 metody na preparativní SFC pro izolaci impurity (4-nitrofenol) z API směsi.
- Vyhodnocení vlivu průměru kolony (19 mm vs. 30 mm) na výtěžnost, čistotu a dobu analýzy.
- Analýzu nákladů a času v závislosti na velikosti kolony a geometrii škálování.
Použitá metodika a instrumentace
- Analytická SFC: Waters ACQUITY UPC2 system, Torus 2-PIC 4,6×100 mm, 5 µm, 3,5 mL/min CO₂ + 20 % co-solvent (MeOH/ACN) při ambientní teplotě, detekce PDA při 247 nm a 306 nm.
- Preparativní SFC: Waters Prep SFC 150 Mgm, Torus 2-PIC 19×100 mm a 30×100 mm, modifier-stream injekce, 137 bar CO₂ + 120 bar ABPR, 35 °C, objem injekce 500 µL, UV detekce 247 nm a 306 nm.
- Reverzní fáze UPLC pro ortogonální ověření: ACQUITY H-Class s CORTECS C18 2,1×150 mm, 0,5 mL/min, gradient 20 → 80 % ACN s 0,1 % HCOOH, 40 °C, 247 nm a 306 nm.
- Vzorek: API (acetaminofen) 60 mg/mL a impurity (4-nitrofenol + 4-chloroacetanilid) 0,06 mg/mL v methanolu.
Hlavní výsledky a diskuse
Po prvním cyklu izolace z 19 mm kolony dosáhla rekuperace 4-nitrofenolu v průměru 92 % (n=3) a čistota 52 %, přičemž carry-over API omezil čistotu. Druhým cyklem se čistota zvýšila na 99 % při rekuperaci 89 %. Geometrické škálování z 19 mm na 30 mm vedlo ke 2,5násobnému zvýšení kapacity a snížení času purifikace při obdobných nákladech na mobilní fázi. Porovnání nákladů a throughput ukázalo, že přechod na širší kolonou významně zkracuje dobu běhu bez zásadního navýšení spotřeby CO₂ a organických modifierů.
Přínosy a praktické využití metody
- Možnost izolace stopových impurit (0,1 %) s vysokou rekuperací a selektivitou.
- Rychlá metoda vhodná pro rutinní QA/QC i výzkumné farmaceutické laboratoře.
- Optimalizace nákladů a času volbou průměru kolony podle požadované kapacity a throughput.
- Druhé frakcionování umožňuje dosáhnout extrémně vysoké čistoty (> 99 %).
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozvoj automatizace SFC procesů, integrace inline detekčních technik a optimalizace softwaru pro prediktivní škálování. Rozšíření metod na různé typy API a impurit, stejně jako nasazení vícefázových izolací, přispěje k dalšímu zefektivnění preparativní chromatografie.
Závěr
Studie prokázala, že přímé škálování analytické UPC2 metody na preparativní SFC s použitím geometrických výpočtů je účinné a ekonomické. Volba větší průměru kolony výrazně zvyšuje throughput a snižuje dobu izolace, přičemž spotřeba mobilní fáze zůstává stabilní. Metoda nabízí vysokou rekuperaci i pro nízkoprocentní impurity a umožňuje dosažení čistoty až 99 %.
Reference
- Runco J. Beginners Guide to Preparative Chromatography. Library of Congress 2017933625, Waters Corporation, 2017.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
THE EFFECTS OF SFC PREPARATIVE SCALE-UP ON THROUGHPUT, PURITY AND RECOVERY OF AN IMPURITY IN AN API MIXTURE
2019|Waters|Postery
THE EFFECTS OF SFC PREPARATIVE SCALE-UP ON THROUGHPUT, PURITY AND RECOVERY OF AN IMPURITY IN AN API MIXTURE Catharine Layton1, Andrew Aubin1, Jacquelyn Runco1, Shawn Helmueller1, Charlotte Yu2, Nobutake Sato3 1 Waters Corporation, Milford, MA, 01757, USA, 2Waters Asia Headquarters,…
Klíčová slova
hour, hourcost, costscale, scaleper, perpreparative, preparativepurity, purityhput, hputthroug, througcycle, cycleisolate, isolatestock, stocksfc, sfcanalytical, analyticalobserved, observeddesired
The Effects of SFC Preparative Scale-up on Throughput, Purity, and Recovery of an Impurity in an API Mixture
2018|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] The Effects of SFC Preparative Scale-up on Throughput, Purity, and Recovery of an Impurity in an API Mixture Catharine E. Layton and Andrew J. Aubin Waters Corporation, Milford, MA, USA APPLICATION BENEFITS ■■ The Waters Prep…
Klíčová slova
scale, scalepurity, puritycost, costpreparative, preparativeper, perdensity, densityprep, prepthroughput, throughputabpr, abprstock, stocknote, noteprofile, profileapplication, applicationisolation, isolationpressure
Waters PURIFICATION Product Guide
2022|Waters|Brožury a specifikace
[[ PURIFICATION PURIFICATION SOLUTIONS SOLUTIONS ]] PURIFICATION Product Guide 1 [ PURIFICATION SOLUTIONS ] Sample Prep. Purity. Recovery. Time-to-Result. To effectively turn your everyday challenges into competitive advantages, accept no substitutions for Waters Purification. Because only Waters workflow solutions…
Klíčová slova
purification, purificationcollection, collectionpreparative, preparativefraction, fractionsfc, sfcobd, obdfractionlynx, fractionlynxsolutions, solutionsscale, scaleprep, prepdirected, directedthroughput, throughputcolumns, columnsqda, qdamanager
A Comparative Study Using Preparative Reverse Phase Liquid Chromatography and Supercritical Fluid Chromatography of Impurities from a Stressed Pharmaceutical Drug Substance
2018|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] A Comparative Study Using Preparative Reverse Phase Liquid Chromatography and Supercritical Fluid Chromatography of Impurities from a Stressed Pharmaceutical Drug Substance Janet Hammond, 1 Russell Mortishire-Smith, 1 Jayne Kirk,1 and Christopher Howson 2,3 Waters Corporation, Wilmslow,…
Klíčová slova
sfc, sfcpreparative, preparativesupercritical, supercriticaltorus, torusacquity, acquityfluid, fluidcomparative, comparativereverse, reversechromatography, chromatographyphase, phaseqda, qdaimpurities, impuritiesuplc, uplcdryness, drynesspurification