Waters ACQUITY UPC2

Význam tématu

Superkritická a subkritická tekutá chromatografie (UPC2) využívá zkapalněný CO2 jako primární mobilní fázi, čímž spojuje výhody normální fáze s jednoduchostí metodiky reverzní fáze. Tato technologie umožňuje široké škále analytů od nejnepolárnějších lipidů až po vysoce polární sloučeniny dosáhnout rychlých, vysoce selektivních a reprodukovatelných separací. V kontextu moderní analytické chemie je klíčová aplikace UPC2 zejména v chiralní separaci farmaceutik, DMPK studiích, lipidomice, QC laboratořích a v seskupení orthogonálních metod k reverzní fázi.

Cíle a přehled studie / článku

Text představuje systém ACQUITY UPC2 od společnosti Waters, jeho komponenty, chromatografické principy a možnosti využití v chiralní i achiralní separaci. Hlavní cíle dokumentu jsou:

• ukázat technologické jádro convergence chromatography,
• popsat design a funkce jednotlivých modulů systému ACQUITY UPC2,
• ilustrovat aplikace na reálné analytické úlohy (steroidy, vitaminy, lipidy, DMPK, syntéza, QC),
• vyzdvihnout přínosy v rychlosti, úspoře rozpouštědel a robustnosti.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika convergence chromatography spočívá v přesném dávkování zkapalněného CO2 a kompatibilních co-rozpouštědel, regulaci tlaku (ABPR) a teploty pro optimalizaci retenční síly a selektivity. Klíčové moduly ACQUITY UPC2 systému:

• Binary Solvent Manager – oddělené pumping systémy pro CO2 a co-rozpouštědla s Peltierovým chlazením.
• Column Manager – až 15 pozic na kolony s aktivním temperováním a pasivními předohřevy.
• Sample Manager – přesný injektor s nízkou kontaminací (0,005%) a objemem 0,1–50 µl.
• PDA detektor – široké spektrum s korekcí indexu lomu CO2 a nízkým šumem.
• Volitelné detektory: QDa, Xevo TQ-S, Xevo G2-XS, ELSD pro mass spec a triple detection.

Hlavní výsledky a diskuse

Byla demonstrována vysoká rychlost a selektivita separací:

• Seroidy od nejnepolárnějších po polární – lineární eluce dle polarity.
• Vitaminové panely A, E – rozlišení pomocí nízkého % methanolu.
• Enantiomerní separace propranololu/metabolitů do 15 min s MS/MS detekcí.
• Intaktní triacylglyceroly i volné MK – bez derivatizace v časech 3–7 min.
• Chiralní screening a optimalizace metod v 2–6 minutách s ACQUITY UPC2 Trefoil CSP.
• QC testy: stabilita retence na Torus kolónách bez driftu až 21 dní.
• Analýza CBD v pěti formulacích do 3 min, vhodné pro kontrolu produktů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší v analytické praxi tyto klíčové výhody:

• Rychlejší cykly analýz (často pod 2–6 min) a vyšší vzorkovací kapacita.
• Výrazná úspora toxických organických rozpouštědel i nákladů na likvidaci.
• Vysoká robustnost a reprodukovatelnost retence díky Torus BEH technologii.
• Široké spektrum použitelných kolón (chiralní i achiralní) v jednom systému.
• Kompatibilita s MS detekcí pro strukturu, kvantifikaci i potvrzení sloučenin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj convergence chromatography v těchto směrech:

• Rozšíření chiralních stationary fází s vyšší selektivitou a životností.
• Automatizované screeningové platformy pro rychlou selekci kolón a podmínek.
• Integrace s vysoce výkonnými MS systémy pro komplexní lipidomiku a metabolomiku.
• Širší nasazení v QC laboratořích farmaceutik a potravin pro rutinní testování.
• Vývoj green chemických přístupů s CO2 a bio-ko-rozpouštědly pro udržitelnost.

Závěr

ACQUITY UPC2 convergence chromatography představuje robustní a univerzální platformu pro chiralní i achiralní separace. Kombinace zkapalněného CO2, pokročilých modulů a různých detektorů umožňuje rychlé, citlivé a ekologicky šetrné metody vhodné od výzkumu až po rutinní QC. Torus a Trefoil kolóny podstatně rozšiřují chromatografické selektivity a životnost kolony.

Reference

• Hudalla C. et al., Method Development for the Analysis of Endogenous Steroids Using Convergence Chromatography with Mass Spectrometric Detection. Waters Application Note 720004692EN, 2013.
• Ebinger K., Weller H.N., J. Chromatogr. A, Comparative assessment of achiral stationary phases for high-throughput analysis in supercritical fluid chromatography, 2014.