A UHPLC method development system for efficient scouting of chromatographic elution parameters

Význam tématu

Rozvoj robustních a rychlých (U)HPLC metod je klíčový pro zvýšení efektivity v oblasti farmaceutické analýzy a průmyslové kontroly kvality.
Automatizace scoutingových postupů významně snižuje časovou náročnost a riziko chyb při volbě optimálních chromatografických podmínek.
Díky pokročilým softwarovým nástrojům lze rychle získat a vyhodnotit velké množství dat, což vede k vyšší produktivitě laboratoře a nižším provozním nákladům.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo demonstrovat schopnost platformy Thermo Scientific Vanquish UHPLC ve spojení se softwarem Chromeleon 7.2 CDS automaticky prohledat různé chromatografické parametry.
Konkrétním úkolem bylo optimalizovat separaci dvou epimerických forem budesonidu za použití různých stacionárních fází a pufrů v rozsahu pH 3 až 8.
Studie ukazuje kompletní workflow od nastavení sekvence po grafické vyhodnocení kritických parametrů, jako je rozlišení a šířka píků.

Použitá metodika

Automatizované nastavování metod probíhalo prostřednictvím eWorkflow staženého z AppsLab knihovny.
Pomocí Custom Variables bylo možné měnit pozici kolony, pufr, teplotu, průtok a složení mobilní fáze bez manuální úpravy metod.
Testovány byly čtyři různé C18 a C4 kolony s částicemi 1,5 µm až 1,9 µm a šest vodných pufrů (ammonium formiát, ammonium acetát, fosfát) v kombinaci s acetonitrilem.
Gradient trval 10,5 min, průtok 0,5 mL/min a teplota 30 °C. Celkem bylo ve více než 20 hodinách provedených 24 injekcí.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Vanquish Horizon UHPLC: systémová báze, binární pumpa H, split sampler HT, kolonnový termostat H, DAD HL s LightPipe 10 mm
• Viper Automated Method Scouting Kit s 6-polohovým přepínacím ventilem a rozšířením pro nízkotlaké výběry eluentů
• Chromeleon 7.2 CDS software pro řízení přístroje, inteligentní řízení běhů a dotazovací nástroje

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace ukázala, že Accucore Vanquish C18+ kolona s jádrovými částicemi 1,5 µm poskytla nejlepší rozlišení epimerů (R = 2,14) a o 20 % užší píky oproti dalším kolonám.
Ukázalo se, že pH eluentu nemělo zásadní vliv na retenci, ale významně ovlivňovalo selektivitu a rozlišení na jednotlivých chemistrických modifikacích C18.
Dodatečné testy sub-ambientní teploty odhalily nárůst rozlišení až na R = 2,20 při 10 °C, což demonstruje přínos aktivního chlazení a pasivního předehřevu eluenta.
Díky automatizaci byly všechny podmínky zhodnoceny rychle a bez manuální obsluhy, přičemž vyhodnocení dat zabralo méně než hodinu.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazně zkrácený čas vývoje metod na jednotky dní místo týdnů.
• Minimalizovaná manuální práce díky automatizovanému přepínání kolon, eluentů a parametrů.
• Lepší reprodukovatelnost a objektivní výběr optimálních podmínek s ohledem na rozlišení a šířku píků.
• Vhodné pro farmaceutické QC laboratoře, R&D týmy i průmyslovou analytiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Implementace strojového učení pro předpověď optimálních podmínek metod.
• Rozšíření scoutingového workflow na další typy stacionárních fází (HILIC, iontově výměnné).
• Automatizované testování objednávek směsi více organických modifierů pro zelenou chromatografii.
• Integrace inline senzorů pro on-line monitorování stability eluentu a kvality píků.

Závěr

Automatizované scoutingové řešení Vanquish UHPLC v kombinaci s Chromeleon CDS nabízí komplexní a rychlou cestu k optimalizaci (U)HPLC metod.
Demonstrovaná aplikace na separaci budesonidových epimerů potvrzuje výrazné zkrácení vývojového cyklu a zdůrazňuje flexibilitu nad softwarovými přizpůsobitelnými nástroji.
Tento přístup se jeví jako klíčový prvek pro moderní analytické laboratoře usilující o rychlost, přesnost a vysokou propustnost.

Reference

1. White Paper 71499: The Role of Temperature and Column Thermostatting in Liquid Chromatography, Thermo Fisher Scientific.
2. Thermo Scientific AppsLab Library of Analytical Applications: Method Scouting on Vanquish Horizon.
3. Technical Note 161: Fast and Easy HPLC Method Development: Application of an Automated Method Scouting System, Thermo Fisher Scientific.
4. United States Pharmacopeia, Monograph for Budesonide, June 2011.