SUB/SUPERKRITICKÁ FLUIDNÍ CHROMATOGRAFIE PRO ANALÝZU CHIRÁLNÍCH SLOUČENIN

Význam tématu

Chirální sloučeniny hrají klíčovou roli ve farmacii, agrochemii i ochraně životního prostředí. Jednotlivé enantiomery mohou mít odlišné biologické, toxikologické a farmakokinetické vlastnosti, proto je nezbytné je rychle a účinně separovat a kvantifikovat. Sub/superkritická fluidní chromatografie (SFC) se díky využití oxidu uhličitého, nízké viskozitě mobilní fáze a vysoké difuzivitě řadí mezi ekologicky šetrné, rychlé a vysoce účinné metody pro enantioseparace.

Cíle a přehled studie / článku

Článek shrnuje současný stav a vývoj SFC pro analýzu chirálních sloučenin. Autorky se zaměřují na: vývoj a optimalizaci mobilních fází s CO2 a organickými modifikátory, charakteristiku chirálních stacionárních fází, vliv aditiv, možnosti sériového zapojení kolon a postupy pro rychlý chirální screening.

Použitá metodika a instrumentace

• Systémy SFC/UHPSFC s mobilní fází dimetylesteru oxidu uhličitého (CO2) a organickými modifikátory (methanol, ethanol, propanol).
• Přidání kyselých (trifluoroctová kyselina), bazických (diethylamin) či kombinovaných aditiv pro zvýšení enantioselektivity a symetrie píků.
• Chirální stacionární fáze: deriváty polysacharidů (celulózy, amylózy), makrocyklické glykopeptidy (vankomycin, teikoplanin), Pirklo typ.
• Kolony o rozměrech typicky 50×2,1 mm, částice 1,6–2,7 µm (plně porézní i povrchově porézní core–shell).
• Podmínky analýzy: průtok 1–2 ml/min, teplota kolony okolo 40 °C, zpětný tlak 100–200 bar, UV detekce 220–254 nm.

Hlavní výsledky a diskuse

Oxid uhličitý je díky svým kritickým parametrům, nízké toxicitě a snadné recyklaci ideální mobilní fází. Organické modifikátory zvyšují rozpustnost polárních analyzátů a upravují polaritu, což ovlivňuje rozlišení i pořadí elučních píků. Aditiva umožňují lepší ionizaci a disociaci analyzátů i funkčních skupin v CSF, čímž zlepšují enantioselektivitu. Nejčastěji používané jsou fáze na bázi derivátů polysacharidů, doplňují je glykopeptidové a Pirklo fáze. Využití částic menších než 2 µm a povrchově porézních částic přináší vyšší účinnost, avšak vyžaduje úpravy systému ke snížení mimokolonových objemů. Sériové zapojení komplementárních chirálních kolon rozšiřuje aplikační možnosti a zlepšuje rozlišení složitých směsí enantiomerů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a vysoce účinné separace enantiomerů v analytickém, semipreparativním i preparativním měřítku.
• Snížená spotřeba organických rozpouštědel a ekologická šetrnost díky použití CO2.
• Využití v QA/QC farmaceutického průmyslu, sledování pesticidů a nových psychoaktivních látek a jejich metabolitů.
• Možnost kontroly stereochemické čistoty a studia stereoselektivního chování.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj SFC instrumentů s minimalizovanými mimokolonovými objemy pro plné využití sub-2 µm kolon.
• Nové chirální stacionární fáze s vyšší selektivitou a chemickou stabilitou.
• Automatizované platformy pro rychlý screening kombinací stacionárních fází a mobilních fází.
• Integrace SFC s hmotnostní spektrometrií pro komplexní stereochemické analýzy.
• Širší adopce preparativní SFC pro čistění enantiomerů ve farmaceutické výrobě.

Závěr

Sub/superkritická fluidní chromatografie se stává preferovanou metodou pro enantioseparace díky rychlosti, vysoké účinnosti a ekologické šetrnosti. Pokračující vývoj mobilních fází, aditiv, chirálních stacionárních fází a úprav přístrojů slibuje další zlepšení univerzálnosti a výkonnosti této techniky v analytické chemii.

Reference

• Kalíková K., Folprechtová D., Kadlecová Z.: Sub/superkritická fluidní chromatografie pro analýzu chirálních sloučenin. Chem. Listy 116, 146–151 (2022). DOI: 10.54779/chl20220146