色谱模拟技术在小分子与大分子药物方法开发的应用

2023-12-27 17:40:08, ACD/Labs Advanced Chemistry Development, Inc. (ACD/Labs)


色谱模拟技术在小分子与大分子药物方法开发的应用

前言

Merck分析研发部门的科学家Gioacchino Luca Losacco在ACD/Labs 组织的Webinar上讲解了他们段对采用ACD/ Autochrom色谱模拟工具在小分子药物和大分子药物分析方法开发上的应用成果。以下是对视频内容的翻译整理。

首先,Gioacchino比较了市场上销售量前200的药物,发现从2006到2021年间,生物药的占比从10%上升到了43%。生物药的明显特征是其结构的复杂性比小分子药物要高很多,为了建立能够有效表征和分析生物药的分析技术,其结构的复杂性往往会转化为建立分析方法过程的复杂性。随着各制药公司纷纷涉足生物药领域,该问题日益凸显。

随之而来的问题就是,作为分析科学家该如何应对日益增加的样品复杂性?

Merck分析团队认为解决这个问题最好的策略仍然还是色谱分离技术,但不仅仅局限于反相色谱法。为了解决样品复杂性带来的分析难度,Merck的分析科学家们不再仅仅依靠反相色谱法,而是尝试了不同的色谱分离技术如SFC, IEX, SEC等。而然,如果要同时考虑这么多不同技术的使用,我们可以想象分析方法开发将变得难以置信的复杂和具有挑战性。那有没有方法可以简化这么复杂的方法开发过程呢?

答案是肯定的。Merck的分析团队常用的策略就是筛选加优化的组合。第一步,利用自动化的筛选平台,筛选出最合适的色谱柱和流动相体系;接着,利用色谱模拟技术对筛选的方法进一步优化。Gioacchino说:“我们开始越来越多地依赖于建模工具的使用,以显著减少我们需要完成的实验数量,以便快速识别出最佳组合,从而给出最终的分离。” Gioacchino接说:“我们开始时处理的是很复杂的东西,希望在结束时,一旦我们有了最终的方法,我们就有了简单易用的东西。”

Gioacchino分享了两个他们实验室自动化筛选加色谱优化的案例。第一个案例是利用多柱IEX筛选系统结合ACD/Labs LC-Simulator色谱模拟软件用于建立大分子药物分析和纯化方法的建立;第二个案例是多柱筛选平台加ACD/Labs LC-Simulator色谱模拟软件用于小分子药物手性方法的开发及手性的拆分。

案例一:离子色谱筛选系统与计算机建模结合用于生物药方法的开发与优化

超高效液相色谱的柱筛平台的配置如下图所示,在通道A和通道B下均配置了12路的流动相切换阀,还配有12路的色谱柱切换系统,共可一次性筛选24种不同流动相和12根不同的色谱柱。在检测器上配置了UV和荧光检测器,并配有组分收集模块。

接着选用3组不同的样品对该分析方法开发工作流进行了测试,这三组样品分别为核酸,多肽和蛋白质样品,结构信息如下图所示。

每组样品溶液共筛了12根色谱柱和8种不同的流动相,共96针实验,3组样品共288针实验。正是有了柱筛平台,这些实验才能一次性连续跑完。最后对所有筛选的结果以分离度为关键指标进行了统计。红色代表有组分共流,深绿色代表分离度都大于1。每个样品的最佳谱图如下图所示,其中2号多肽样品的分离度还有待于进一步提高。

接着,在方法优化阶段,利用ACD/LC-Simulator构建了梯度,温度和pH的三因素实验,很好的解决了多肽样品的分离问题。

利用多柱筛选加组分收集硬件和LC-Simulator建模软件,Merck团队成功的将该平台用于多肽类杂质组分的纯化。

案例二:高效手性筛选联用计算机建模技术快速开发手性方法

对映体的色谱拆分是学术界和工业界的公认难题, 超临界色谱法现在已经成为这种分离的黄金标准。但受限于仪器和分析人员的技术,建立SFC方法的可转移性低。分析科学家们更习惯于液相色谱法的分离。因此Gioacchino团队介绍了RPC手性方法开发平台,这个平台的的筛选部分有14根色谱柱(包括2微米直径的全多孔色谱柱FPP以及3微米的表面多孔色谱柱)以及9种流动相供选择,包含反相,Hilic,Polar-Organic模式,Polar-ionic 模式等多种作用模式。

接着,选用18种不同的标准品对该平台进行测试,用自动化筛选平台跑完35种不同色谱柱和流动相组合仅用了6小时。样品结构和筛选结果如下图所示,绿色代表分离度大于1.5,红色代表分离度小于0.5,黄色代表分离度在0.5-1.5之间。带星号者被认为是最佳的方法。显然某些方法对多个手性化合物的分离都有效;某些色谱柱的对某个化合物的分离可以跨越流动相的种类。

接着,仍然是借助ACD/ LC-Simulator 对筛选找到的方法进一步优化。此自动化筛选结合色谱模拟技术的手性方法开发平台,可以对色谱柱和流动相的所有可能组合进行全面评估,尤其是对于具有挑战性的对映体的分离。此外,UHPLC筛选平台可以让色谱条件的趋势可视化,从而快速识别有效分离对映体所需的最佳分析条件,同时也为快节奏对映体纯度分析的精简发展奠定了基础。

最后Gioacchino介绍了如何利用自动化筛选拼平台加色谱模拟软件的优化流程,建立一个通用的、可持续的、易操作的色谱柱性能评估方法,续性监控色谱柱的稳定性和选择性。详细内容可观看视频或参见计算机辅助建立通用RPLC色谱柱性能评估方法一文。

ACD/Labs CN

微信号|ACDLabsCN


  • 客服电话: 400-6699-117 转 1000
  • 京ICP备07018254号
  • 电信与信息服务业务经营许可证:京ICP证110310号
  • 京公网安备1101085018
  • 客服电话: 400-6699-117 转 1000
  • 京ICP备07018254号
  • 电信与信息服务业务经营许可证:京ICP证110310号
  • 京公网安备1101085018

Copyright ©2007-2024 ANTPEDIA, All Rights Reserved