Implementing Programmed Injection Techniques in Empower™ CDS: A Practical Guide

Význam tématu

Analytická chemie bioterapeutik, zahrnující monoklonální protilátky, nukleové kyseliny a lipidové nanočástice, vyžaduje přesné a reprodukovatelné zavádění vzorků do chromatografického systému. Programované injekční techniky, jako sekvenční či „bracketed“ injekce, představují efektivní nástroj pro minimalizaci vlivu rozdílné síly rozpouštědla, snížení šíření pásma a zlepšení tvaru piků. Díky automatizaci vzorkovacího procesu tyto přístupy rovněž zvyšují bezpečnost práce a propustnost analytických laboratoří.

Cíle a přehled studie

Tento praktický návod se zaměřuje na implementaci programovaných injekčních režimů v systému Empower™ CDS (Chromatographic Data System) od společnosti Waters. Popisuje dvě hlavní možnosti – Auto Additions pro starší verze (do 3.6.0) a In-Needle Auto Additions pro verze 3.6.0 a vyšší. Představuje příklady nastavení sekvenčního odběru a zasunutí „plugs“ slabého rozpouštědla před a za vzorek pro optimalizaci separace v různých chromatografických módech (AEX, HILIC, SEC).

Použitá metodika a instrumentace

Metodika:

• Empower CDS – konfigurace sloupců Plate/Well, Auto Additions a Sample Prep.
• In-Needle Auto Additions – celé pořadí odběru a vkládání objemů plně viditelné v editoru.
• Auto Additions – poziční nastavení prvního odběru v tabulce Sample Set a specifikace následných kroků v editoru.

Instrumentace:

• Empower Chromatographic Data System (CDS) verze 3.6.0 a vyšší.
• ACQUITY UPLC H-Class PLUS Bio System (Waters).
• ACQUITY UPLC FLR Detector.
• ACQUITY UPLC Tunable UV Detector.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání jednoduché injekce oligonukleotidové standardní směsi v módu HILIC a „bracketed“ injekce mezi acetonitrilovými plugy jasně ukazuje:

• U jednoduché injekce dochází k výraznému průlomu a dělení píků způsobenému rozdílnou silou rozpouštědla.
• Při sekvenční injekci s acetonitrilovými „plugy“ je průlom eliminován, pík je ostrý a symetrický.

Programované injekce rovněž prokázaly lepší zotavení analytu a opakovatelnost v AEX analýzách velkých nukleových kyselin i v přípravě vzorku pro SEC lipidových nanočástic.

Přínosy a praktické využití metody

Programované injekce nabízejí:

• Redukci vlivu rozpouštědla a snížení šíření pásma pro vyšší efektivitu separace.
• Zlepšení symetrie píků a kvantitativní přesnost analýzy.
• Automatizaci pracných kroků míchání, ředění či přidávání interních standardů.
• Možnost aplikace v různých chromatografických módech (AEX, HILIC, SEC).
• Zvýšení propustnosti laboratoře a snížení rizika lidské chyby.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření programovaných injekcí v analytice pokročilých bioterapeutik, zejména:

• Integrované online vzorkovací platformy s dalšími reagenty či enzymatickými modifikacemi.
• Využití umělé inteligence pro optimalizaci pořadí a objemů injekcí na základě rychlé analýzy dat.
• Aplikace v oblasti virových vektorů a nových nosičů genové terapie.

Závěr

Implementace programovaných injekčních technik v Empower CDS výrazně zlepšuje kvalitu chromatografických analýz bioterapeutik. Díky Auto Additions i In-Needle Auto Additions mohou uživatelé snadno vytvářet reprodukovatelné a vysoce výkonné sekvence odběrů, které optimalizují zavádění vzorku, zkracují dobu přípravy a zvyšují spolehlivost výsledků.

Reference

1. Fekete S., Imiolek M. Advantages of Sequential or Bracketed Injection Methods to Improve the Chromatographic Analysis of Biotherapeutics. LCGC International, Column 20 (2024) 17–24.
2. Steiner F., Paul K. HPLC Autosamplers: Perspectives, Principles, and Practices. LCGC N.A. 37 (2019) 514–529.
3. Kataoka H. Sample preparation for liquid chromatography. Liq. Chromatogr. 2 (2023) 1–48.
4. Sanchez A.C., Anspach J.A., Farkas T. Performance optimizing injection sequence for minimizing injection band broadening contributions. J. Chromatogr. A. 1228 (2012) 338–348.
5. Vanderlinden K. et al. Effect of pre- and post-column band broadening on high-speed chromatography columns. J. Chromatogr. A. 1442 (2016) 73–82.
6. D’Atri V. et al. Size exclusion chromatography of biopharmaceutical products: from proteins to lipid nanoparticles. J. Chromatogr. A 1722 (2024) 464862.