Chiral Separation Using SFC and HPLC

Význam tématu

Většina nízkomolekulárních léčiv existuje jako stereoisomery a každá enantiomerická forma může mít odlišnou farmakologickou aktivitu a toxicitu.
Spolehlivé a efektivní rozdělení enantiomerů je proto nezbytné při vývoji, kontrole kvality a výrobě farmaceutických preparátů.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a demonstrovat rychlý systém pro screening podmínek chiral separation kombinující superkritickou fluidní chromatografii (SFC) a ultra vysokotlakou kapalinovou chromatografii (UHPLC) na jednom přístroji.
Studie představuje pracovní postup, ve kterém se automaticky střídají různé kombinace stacionárních fází a mobilních fází za účelem optimalizace analýzy enantiomerů.

Použitá metodika a instrumentace

Analytický systém vycházel z přístroje Nexera UC s funkcí SFC a UHPLC.
Mobilní fáze pro SFC tvořil CO2 s modifikátory MeOH, EtOH nebo ACN/EtOH (20 %) a pro HPLC směsi hexan/EtOH, hexan/IPA nebo MTBE/EtOH (20 %).
Testovací vzorky reprezentovaly omeprazol a warfarin jako modelové chirální sloučeniny.

Použitá instrumentace

• Nexera UC LC/SFC switching system (Shimadzu)
• CO2 pumpa a dvě solventní pumpy
• Zpětnotlakový regulátor
• Ventily pro přepínání kolon a mobilních fází
• Auto-injektor
• Chirální kolony i CHIRAL-6 série (IA–IF, Daicel Corp.)
• Software CLASS-Agent Report pro hodnocení chromatografických dat

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo provedeno celkem 36 automatizovaných analýz (18 SFC a 18 HPLC) s 6 chirálními kolony a 3 mobilními fázemi pro každou techniku.
Proces přepnutí mezi SFC a HPLC trvá přibližně 10 minut a zahrnuje výměnu mobilní fáze, přepnutí ventilu a reekvilibraci kolony.
Software CLASS-Agent Report kvantitativně porovnal parametry separace (rozlišení, faktor symetrie, retenční faktory a počet špiček) a umožnil rychlý výběr nejlepších podmínek.
Pro omeprazol byly optimální podmínky na HPLC s kolonou IA a hexan/EtOH (20 %) a na SFC s kolonou IC a modifikátorem MeOH.
Warfarin byl nejlépe separován na SFC s kolonou IA a směsí CO2/ACN–EtOH.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá optimalizace analytických podmínek
• Úspora času a minimalizace zásahů obsluhy
• Flexibilní volba techniky (SFC/UHPLC) podle chemických vlastností analyzovaných látek
• Automatizované sbírání a vyhodnocení dat
• Vhodné pro vývoj a kontrolu kvality chirálních farmaceutik

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalšími směry jsou integrace umělé inteligence pro predikci optimálních podmínek, rozšíření výběru chirálních stacionárních fází a online monitoring kvality separace.
Možné je škálování na preparativní úroveň a adaptace na jiné analytické aplikace v potravinářství či petrochemii.

Závěr

Popsaný přístrojový a softwarový postup umožňuje efektivní a automatizované vyhledání optimálních podmínek pro chiral separation pomocí SFC a HPLC v jediném sekvenčním běhu.
To výrazně zkracuje dobu vývoje metod a zvyšuje reprodukovatelnost výsledků.

Reference

• Satoru Watanabe, Hidetoshi Terada, Takato Uchikata et al., Chiral Separation Using SFC and HPLC, White Paper PO-CON1612E, Shimadzu Corporation, březen 2016
• Materiály z konference Pittcon 2016