Shimadzu Solutions for Medicinal Chemistry

Význam tématu

V oblasti medicinální chemie je klíčové rychlé a spolehlivé stanovení a separace chirálních sloučenin i nečistot jak v malých analytických měřítcích, tak při preparativním dělení. Tradiční HPLC vyžaduje při vývoji metod značné množství času a práce. Nasazení superkritické fluidní chromatografie (SFC), ultrarychlého LC (UHPLC) či integrovaných preparativních platforem výrazně zrychluje screening podmínek, zvyšuje propustnost laboratoře a redukuje spotřebu organických rozpouštědel.

Cíle a přehled článku

Cílem prezentovaného přehledu je ukázat portfólio Shimadzu řešení pro medicinální chemii na analytické i preparativní úrovni. Popisujeme:

• Nexera UC Chiral Screening System pro SFC screening chirálních podmínek
• Nexera UC Prep pro semi-preparativní SFC
• Nexera UC/s UHPLC/SFC Switching System pro kombinované metody
• Open Solution Analytical LCMS System pro snadné vzdálené vyhodnocování
• Nexera Prep LC/LCMS System pro preparativní frakcionaci s MS triggerem
• UFPLC systém pro online purifikaci a koncentrování preparátů
• Shim-pack Scepter HPLC a Shim-pack UC SFC kolony
• Daicel CHIRALPAK a CHIRALCEL chirální kolony

Použitá metodika a instrumentace

• Analytická a preparativní superkritická fluidní chromatografie (Shimadzu Nexera UC, Nexera UC Prep)
• Kombinované UHPLC/SFC metody na jednom přístroji (Nexera UC/s)
• Automatické přepínání až 12 kolon a 4 modifikátorů s dedikovaným softwarovým rozhraním Method Scouting Solution
• Open Access LCMS se vzdáleným webovým rozhraním pro rychlou identifikaci a kvantifikaci
• Preparativní LC/LCMS s frakcionací řízenou UV i MS signálem (Nexera Prep)
• Ultra Fast Preparative LC (UFPLC) s online trap-kolonkou a rychlou výparou
• Shim-pack Scepter kolony (C18, HD-C18, C8, Phenyl, PFPP, Diol-HILIC) a Shim-pack UC SFC kolony
• Daicel polysacharidové chirální kolony (CHIRALPAK IA–AY, CHIRALCEL OD–OZ)

Hlavní výsledky a diskuse

• Screening 36 SFC podmínek provedeno automaticky během jediné noci díky systému Nexera UC a Daicel kolonám
• Patented LotusStream separator v Nexera UC Prep dosahuje u linaloolu recovery až 96,7 % oproti 78 % u konvenčního separatoru
• Díky kompresorové chlazení lze Nexera UC Prep instalovat bez externího chladiče na menší ploše
• Stacked injection režim zkracuje mrtvé časy mezi frakcemi třikrát (9 injekcí za stejný čas jako 3 u běžného režimu)
• UHPLC/SFC switching system umožňuje opakované přepínání mezi módy bez zásahu obsluhy, pro konzistentní výsledky
• Open Solution LCMS posílá automaticky e-mail s odkazem na webový Data Browser pro plnou zpracovatelskou funkcionalitu
• UFPLC kombinuje příjem vzorků, frakcionaci, trap-koncentraci a rychlé sušení v jednom kontinuálním procesu

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zrychlení vývoje metod, úspora organických rozpouštědel a pracovní síly
• Možnost nonstop provozu screeningových analýz a frakcionace bez dohledu
• Vysoké recovery i pro těkavé sloučeniny, flexibilní konfigurace detekčních kanálů (UV, PDA, MS)
• Úspora laboratorního prostoru díky kombinovaným systémům a kompaktnímu designu
• Online purifikace stopových komponent a beziontová příprava free-base vzorků

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další automatizace a integrace umělé inteligence pro rychlejší optimalizaci metod
• Rozšíření parametrického screeningu v reálném čase s adaptivním řízením experimentů
• Vývoj nových stacionárních fází pro širší spektrum chirálních a polarních látek
• Udržitelné a zelené chromatografické postupy s nízkou spotřebou CO₂ a organiky
• Škálování z ručních screeningů až po plně kontinuální průmyslové purifikační linky

Závěr

Shimadzu Solutions for Medicinal Chemistry přináší komplexní portfolio technologií od analytických SFC a UHPLC až po preparativní LC/LCMS a ultrarychlé purifikační systémy. Díky inteligentnímu softwaru a inovativní instrumentaci mohou laboratoře významně zkrátit dobu vývoje metod, zvýšit propustnost i kvalitu separací a adaptovat se na rozličné potřeby moderní lékové chemie.