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药物化学:HPLC制备样品高效浓缩的新思路

制备型反相高效液相色谱(hplc)可分离高纯度化合物,被广泛应用于化学、制药、生物技术和生物化学行业。由于其分离纯度高,在小分子药物化合物、寡核苷酸、多肽、天然产物的药物合成中成为必要的纯化手段。
图1:hplc纯化在药物中的案例
hplc馏分是什么?
hplc馏分是含有水和极性有机溶剂(如乙腈/水或甲醇/水),为了更好的分离杂质,反向hplc流动相中通常会添加0.1%tfa。
1、hplc馏分浓缩面临的问题
药物发现中,为了建立文库或通过高通量筛选确定合适的靶标,药物合成后需要进行大量纯化、筛选、分析工作,每天需要处理大量的hplc馏分,前处理所花费的时间高达61%。
处理hplc馏分浓缩时可能出现的瓶颈:
1.药物种类多变,样品体积、样品容器、溶剂比例不一;
2.样品量巨大,处理时间长;
3.甲醇/乙腈的沸点较低,在蒸发过程容易产生暴沸;
4.直接浓缩干燥很难得到干燥蓬松的最终产物。
2、提升效率的关键点
新药研发就是与时间赛跑,提高效率就是节省金钱。
因此,提高样品平行浓缩的效率,就必须解决样品前处理中高通量和自动化的问题,在药物发现cro企业中尤为重要。
高通量
为满足药物高通量筛选要求,genevacht-12智能的蒸发系统提供高通量处理量,同时处理上百个到上千个样品,上百种转子可选,满足各类化合物体积不一和高通量的浓缩需求。
转子类型
ht-12
样品通量
ez-2 4.0
样品通量
深孔板
24*96
4*96
浅孔板
48*96
8*96
50ml烧瓶
48
8
50ml离心管
120
20
4ml小瓶
288
48
16×100mm
试管
288
48
13×100mm
试管
480
80
1.5mlep管
384
64
样品完整性
现代药物化学中,保持样品的质量和完整性非常重要。dri-pure防暴沸技术,利用梯度真空和高转速的原理,有效防止低沸点溶剂暴沸,避免样品交叉污染。(点击查看往期内容:实力解析:如何防止混合溶剂“碰撞”导致的样品损失)
自动化
以下是实验室一般处理流程及genevac的处理流程的对比图——
genevac通过samplegenie技术简化实验流程,直接将样品浓缩到小瓶中,避免样品转移带来的损失,并可以节约浓缩时间,以方便后续处理。
图2:实验室一般处理流程
图3:genevac处理流程简化方案
3、如何从hplc馏分中高效得到干燥蓬松的最终产物?
药物研发实验室的要求是将样品干燥成蓬松的粉末状,以便准确称量样品、二次取样、复溶和储存,因此,冷冻干燥是实验的技术。但是常规的冷冻干燥系统一方面处理时间长,另一方面难以处理有机溶剂,因为有机溶剂很容易产生暴沸,并因此损坏真空泵,造成样品损失。而使用传统的蒸发技术难以得到蓬松的样品。
lyospeed™技术
快速冻干法(lyospeed™)是一个两全其美的方法:一种快速,能够得到干燥和蓬松样品的方法。该方法同时也适用于难以干燥的样品,尤其适用hplc馏分干燥。利用先浓缩后冻干的程序,蒸发程序包含以下阶段:
1)使用dri-pure防暴沸技术& 40mbar的压力下去除部分大部分有机溶剂;
2)自动排液放出有机溶剂(add冷阱自动排液功能);
3)真空度降至8mbar,快速蒸发大部分水;
4)关闭红外灯,极低的真空度下使样品冷冻变成固态;
5)在全真空下加热一定时间以加速升华;
6)最后在全真空不加热的条件下直至样品冷冻干燥。
图4:快速冻干过程
lyospeed法比只用冻干的方法速度更快,同时比只用蒸发的方法得到更加干燥和蓬松的样品。
4、案例分享
将15ml 0.01m布洛芬钠盐溶液溶解在40%乙腈水混合物中并装入20ml闪烁瓶,使用lyospeed技术平衡浓缩和冻干过程,在ht系列溶剂蒸发工作站进行快速冻干。下图显示传统离心浓缩样品与快速冻干样品之间的差异,快速冻干的样品更加蓬松,更利于样品的复溶。
图5:传统蒸发结果
图6:快速冻干结果
lyospeed技术兼容ez-2 4.0 elite离心浓缩系统和genevac ht 3i系列溶剂蒸发工作站,由足够好的无油真空泵、自动除霜和排液的冷阱以及一个灵活、可编辑方法的软件组成。
ez-2 4.0 elite离心浓缩系统
ht 3i系列溶剂蒸发工作站
参考文献:
genecac_techarticle_drying of problematic purification samples by lyophilisation in a centrifugal evaporator - with “fluffy” results
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