Монолитная колонка для ВЭЖХ - Monolithic HPLC column

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья возможно содержит оригинальные исследования. Пожалуйста Улучши это к проверка заявленные претензии и добавление встроенные цитаты. Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. (Июнь 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Эта статья написано как личное размышление, личное эссе или аргументированное эссе который излагает личные чувства редактора Википедии или представляет оригинальный аргумент по теме. Пожалуйста помогите улучшить это переписав его в энциклопедический стиль. (Январь 2011 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

А монолитная колонка для ВЭЖХ, или монолитный столбец, представляет собой столбец, используемый в высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Внутренняя структура монолитной колонны создана таким образом, что внутри колонны образуется множество каналов. Материал внутри колонны, разделяющей каналы, может быть пористым и функционализированным. Напротив, в большинстве конфигураций ВЭЖХ используются колонки, набитые частицами; в этих конфигурациях крошечные шарики инертного вещества, обычно модифицированного кремнезем, используются внутри столбца.^[1]

Обзор технологий

В аналитической хроматографии цель состоит в том, чтобы разделить и однозначно идентифицировать каждое из соединений в веществе. В качестве альтернативы препаративная хроматография представляет собой метод очистки больших партий материала в производственной среде. Основные методы разделения в ВЭЖХ основаны на Мобильная фаза (воды, органические растворители и т. д.), проходящие через стационарная фаза (насадки из твердых частиц кремнезема, монолиты и т. д.) в закрытой среде (колонна); Различия в реакционной способности интересующего растворителя и подвижной и неподвижной фаз отличает соединения друг от друга по ряду явлений адсорбции и десорбции. Затем результаты визуально отображаются в виде хроматограмма. Стационарные фазы доступны во многих вариантах стилей упаковки, а также химических структур и могут быть функционализированы для дополнительной специфичности. Монолитные колонны, или монолиты, являются одним из многих типов стационарной фазовой конструкции.

Хроматографически монолиты представляют собой пористые стержневые структуры, характеризующиеся мезопоры и макропоры. Эти поры обеспечивают монолиты с высокой проницаемостью, большим количеством каналов и большой площадью поверхности, доступной для реакционной способности. Основа монолитной колонны состоит из органического или неорганический субстрат, и его можно легко химически изменить для конкретных применений. Их уникальная структура придает им несколько физико-механических свойств, которые позволяют им конкурировать с колоннами с традиционной насадкой.

Исторически сложилось так, что типичная колонка для ВЭЖХ состоит из твердых частиц кремнезема высокой чистоты, сжатых в трубку из нержавеющей стали. Чтобы уменьшить время пробега и повысить селективность, старались уменьшить расстояние диффузии. Для достижения меньших диффузионных расстояний произошло уменьшение размеров частиц. Однако по мере уменьшения размера частиц обратное давление (для данного диаметра колонки и данного объемного расхода) увеличивается пропорционально. Давление обратно пропорционально квадрату размера частиц; то есть, когда размер частиц уменьшается вдвое, давление увеличивается в четыре раза. Это связано с тем, что при уменьшении размеров частиц возникают и промежуточные пустоты (пространства между частицами), и сложнее проталкивать соединения через меньшие пространства. Современные системы ВЭЖХ обычно рассчитаны на то, чтобы выдерживать противодавление около 18 000 фунтов на квадратный дюйм (1200 бар), чтобы справиться с этой проблемой.

У монолитов тоже очень короткие распространение расстояния, а также обеспечивают несколько путей для рассеивания растворенных веществ. Колонки с насадочными частицами имеют значения связности пор около 1,5, в то время как монолиты имеют значения от 6 до более чем 10. Это означает, что в колонке с частицами данный аналит может диффундировать в одну и ту же пору и выходить из нее или проходить через одну пору. и выходят через соединенную пору. Напротив, аналит в монолите может входить в один канал и выходить через любое из 6 или более разных мест.^[2] Немногое из площадь поверхности в монолите недоступен для соединений в подвижной фазе. Высокая степень взаимосвязанности монолитов дает преимущество, проявляющееся в низком противодавлении и легко достижимых высоких скоростях потока.

Монолиты идеально подходят для больших молекулы. Как упоминалось ранее, размеры частиц уменьшаются в попытке достичь более высокого разрешения и более быстрого разделения, что привело к более высокому противодавлению. Когда частицы меньшего размера используются для разделения биомолекулы, противодавление еще больше увеличивается из-за большого размера молекулы. В монолитах, где противодавление низкое, а размеры каналов большие, разделение мелких молекул менее эффективно. Это демонстрируется динамическими связывающими способностями - мерой того, сколько образца может связываться с поверхностью неподвижной фазы. Динамическая связывающая способность монолитов для больших молекул может быть на порядок в десять раз больше, чем для твердых частиц.^[2]

Монолиты не проявляют поперечных сил или завихрения. Высокая взаимосвязанность мезопор позволяет использовать несколько каналов конвективного потока через колонку. Общественный транспорт количество растворенных веществ через колонку относительно не зависит от скорости потока. Это полностью противоречит традиционным насадкам для твердых частиц, в которых вихревые эффекты и силы сдвига в значительной степени способствуют потере разрешения и пропускной способности, как видно на кривой Ван-Демтера. Однако монолиты могут иметь другой недостаток потока: эффект стен. Монолиты кремнезема, в частности, имеют тенденцию отрываться от сторон оболочки колонны. Когда это происходит, поток подвижной фазы происходит как вокруг неподвижной фазы, так и через нее, что снижает разрешение. Эффекты стен были значительно уменьшены благодаря достижениям в строительстве колонн.

Другие преимущества монолитов, связанные с их индивидуальной конструкцией, включают большую воспроизводимость от колонки к колонке и от партии к партии. Один из способов создания монолитных колонн - полимеризовать структура на месте. Это включает заполнение пресс-формы или труб колонны смесью мономеры, сшивающий агент, радикальный инициатор и порогенный растворитель, затем инициируя процесс полимеризации в тщательно контролируемых тепловых условиях или условиях облучения. Монолитный на месте полимеризация позволяет избежать основного источника изменчивости от колонки к колонке - процедуры набивки.^[3]

Кроме того, колонки с насадочными частицами должны содержаться в среде растворителя и не должны подвергаться воздействию воздуха во время или после процедуры насадки. При контакте с воздухом поры высыхают и больше не обеспечивают достаточной площади для реакционной способности; столбец необходимо переупаковать или выбросить. Кроме того, поскольку сжатие частиц и однородность упаковки не имеют отношения к монолитам, они демонстрируют большую механическую прочность; если, например, уронить столбики с частицами, целостность столбца может быть нарушена. Монолитные колонны более физически устойчивы, чем их аналоги из твердых частиц.

Развитие технологий

Корни жидкостная хроматография восходит к 1900 году, когда русский ботаник Михаил Цвет начал экспериментировать с растением пигменты в хлорофилл.^{[4][циркулярная ссылка ]} Он отметил, что при применении растворителя появлялись отдельные полосы, которые мигрировали с разной скоростью вдоль стационарной фазы. Для этого нового наблюдения он ввел термин «хроматография» - цветное изображение. Его первая лекция на эту тему была прочитана в 1903 году, но наиболее важный его вклад был сделан тремя годами позже, в 1906 году, когда статья «Адсорбция анализ и хроматографический метод. Приложения по химии хлорофилла ». Из-за соперничества с коллегой, который открыто и открыто осудил его работу, хроматографический анализ был отложен почти на 25 лет. По иронии судьбы, именно ученики его соперника впоследствии подхватили знамя хроматографии в своей работе с каротинами.

Существенно не изменившийся со времен Цветта до 1940-х годов, нормально-фазовая хроматография был выполнен путем прохождения сила тяжести -подача растворителя через маленькие стеклянные пробирки, заполненные тонкими шариками адсорбента.^{[нужна цитата ]} Однако именно в 1940-х годах в мире произошла великая революция. газовая хроматография (GC). Хотя GC был прекрасным методом анализа неорганический соединений, менее 20% органических молекул могут быть разделены с помощью этого метода. Это было Ричард Synge, который в 1952 году выиграл Нобелевская премия по химии за работу с распределительная хроматография, который применил теоретические знания, полученные в результате работы в GC, в LC. После этой революции 1950-е годы также ознаменовались появлением бумажной хроматографии, обращенно-фазовой распределительной хроматографии (RPC) и хроматографии гидрофобного взаимодействия (HIC). Первые гели для использования в ЖХ были созданы с использованием сшитых декстранов (Сефадекс ) в попытке реализовать предсказание Synge о том, что уникальная цельная стационарная фаза может обеспечить идеальное хроматографическое решение.

В 1960-е гг. полиакриламид и агароза гели были созданы в дальнейшей попытке создать цельную стационарную фазу, но чистота и стабильность доступных компонентов оказались непригодными для применения в ВЭЖХ. В этом десятилетии была изобретена аффинная хроматография, ультрафиолетовая (УФ ) детектор впервые был использован совместно с ЖХ, и, самое главное, родился современный ВЭЖХ. Чаба Хорват возглавил разработку современной ВЭЖХ, собрав по частям лабораторное оборудование для своих целей. В 1968 году компания Picker Nuclear Company представила первую коммерчески доступную ВЭЖХ как «Анализатор нуклеиновых кислот». В следующем году были проведены первые международные симпозиумы по ВЭЖХ, и Киркланд в г. DuPont впервые смог функционализировать тонкие частицы с контролируемой пористостью.

1970-е и 1980-е годы стали свидетелями возобновления интереса к разделительным средам с уменьшенными объемами межчастичных пустот.^{[нужна цитата ]} Перфузия хроматография впервые показала, что хроматографические среды могут поддерживать высокие скорости потока без ущерба для разрешения.^[5] Монолиты удачно вписываются в этот новый класс сред, поскольку они не имеют пустот и могут выдерживать скорость потока до 9 мл / мин. Полимерный монолиты в том виде, в котором они существуют сегодня, были разработаны независимо тремя разными лабораториями в конце 1980-х годов под руководством Хьертена, Свец и Тенниковой. В то же время биоразделение становилось все более важным, и монолитные технологии оказались полезными в биотехнологическом разделении.

Хотя в 1980-е гг. Промышленность была сосредоточена на биотехнологиях, в 1990-е гг. Акцент сместился на технологические процессы.^{[нужна цитата ]} В то время как обычные хроматографы использовали 3мкм колонки для твердых частиц, колонки размером менее 2 мкм находились в стадии исследования. Меньшие частицы означают лучшее разрешение и более короткое время работы; также было связано увеличение противодавления. Чтобы выдерживать давление, возникла новая область хроматографии: УВЭЖХ или УЭЖХ - жидкостная хроматография сверхвысокого давления. Новые инструменты были способны выдерживать давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм (1000 бар), в отличие от обычных машин, которые, как сообщалось ранее, могут выдерживать до 5 000 фунтов на квадратный дюйм (340 бар). UPLC - это альтернативное решение тех же проблем, которые решают монолитные колонны. Подобно UPLC, монолитная хроматография может помочь в достижении чистой прибыли за счет увеличения пропускной способности образца, но без необходимости тратить деньги на новое оборудование.

В 1996 г. Нобуо Танака, на Киотский технологический институт, приготовили монолиты кремнезема с помощью коллоидный синтез суспензии (он же «золь-гель »), Разработанный коллегой.^{[нужна цитата ]} Процесс отличается от того, что используется в полимерных монолитах. Полимерные монолиты, как упоминалось выше, создаются на месте с использованием смеси мономеров и порогена внутри колонны. С другой стороны, монолиты кремнезема создаются в форме, подвергаются значительной усадке, а затем покрываются полимерными термоусадочными трубками, например PEEK (полиэфирэфиркетон) для уменьшения эффекта стенок. Этот метод ограничивает размер столбцов, которые могут быть изготовлены, длиной менее 15 см, и хотя стандартные аналитические внутренние диаметры легко достигаются, в настоящее время наблюдается тенденция развития наноразмер капилляр и готовят монолиты диоксида кремния.

Жизненный цикл технологии

Монолиты кремнезема были коммерчески доступны только с 2001 года, когда Merck начали свою кампанию Хромолита.^[6] Технология Chromolith была лицензирована группой Соги и Наканиши в Киотском университете. Новый продукт получил Золотую награду редакторов PittCon как лучший новый продукт, а также Награда R&D 100, оба в 2001 году.

Отдельные монолитные колонны имеют жизненный цикл это обычно превосходит его конкурентов по твердым частицам. При выборе поставщика колонки для ВЭЖХ срок службы колонки был вторым по важности для покупателя после воспроизводимости от колонки к колонке. Например, колонны из хромолита продемонстрировали воспроизводимость 3300 вводов проб и 50 000 объемов колонки подвижной фазы. Также важным для жизненного цикла монолита является его повышенная механическая прочность; полимерные монолиты способны выдерживать pH колеблется от 1 до 14, выдерживает повышенные температуры и не требует осторожного обращения. «Монолиты все еще подростки», - утверждает Франтишек Свец, лидер в области новых стационарных фаз для ЖК.^[7]

Развитие отрасли

Жидкостная хроматография в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, по-настоящему зародилась в 1969 году, когда была разработана первая современная ВЭЖХ, которая продавалась как нуклеиновая кислота анализатор.^{[нужна цитата ]} Колонки на протяжении 1970-х годов были ненадежными, скорость потока насоса была непостоянной, и многие биологически активные соединения не обнаруживались УФ и флуоресценция детекторы. Внимание к методам очистки в 70-х годах превратилось в более быстрые анализы в 1980-х, когда компьютеризированные контроли были интегрированы в оборудование для ВЭЖХ. Более высокая степень компьютеризации привела к тому, что в 1990-х годах акцент был сделан на более точное, быстрое и автоматизированное оборудование. В отличие от многих технологий 60-х и 70-х годов, при улучшениях упор делался не на «больше и лучше», а на «меньше и лучше». В то же время, когда пользовательский интерфейс ВЭЖХ улучшался, было критически важно иметь возможность изолировать сотни пептиды или же биомаркеры от постоянно уменьшающегося размера выборки.

Лабораторное аналитическое оборудование было признано отдельной отраслью только НАИКС и SIC с 1987 г.^{[нужна цитата ]} Этот сегментация рынка включает не только газовую и жидкостную хроматографию, но и масс-спектрометрии и спектрофотометрические приборы. С тех пор, как рынок был впервые признан отдельным рынком, продажи аналитического лабораторного оборудования выросли с 3,5 млрд долларов в 1987 году до более 26 млрд долларов в 2004 году.^[8] В частности, ожидается, что доходы на мировом рынке жидкостной хроматографии вырастут с 3,4 млрд долларов в 2007 году до 4,7 млрд долларов в 2013 году, при этом ожидается небольшое снижение расходов в 2008 и 2009 годах из-за мирового экономического спада и сокращения или стагнации расходов. Только на фармацевтическую промышленность приходится 35% всех используемых приборов для ВЭЖХ.^[9] Основной источник роста ЖК происходит из бионауки и фармацевтический компании.

Технологические приложения

В своей самой ранней форме жидкостная хроматография использовалась для разделения пигментов хлорофилла русским ботаником. Спустя десятилетия другие химики использовали эту процедуру для изучения каротинов. Затем жидкостную хроматографию использовали для выделения небольших молекул и органических соединений, таких как аминокислоты, и совсем недавно использовался в пептид и ДНК исследование. Колонны монолита сыграли важную роль в продвижении области биомолекулярных исследований.

На недавних торговых выставках и международных встречах по ВЭЖХ интерес к монолитам колонок и биомолекулярным приложениям неуклонно рос, и эта корреляция не случайна. Было показано, что монолиты обладают большим потенциалом в области «омики» - геномика, протеомика, метаболомика, и фармакогеномика, среди прочего. Редукционистский подход к пониманию химических процессов в организме и реакций на различные раздражители, такие как лекарства, необходим для новых волн здравоохранение подобно персонализированная медицина.

Фармакогеномика изучает, как реакции на фармацевтические продукты различаются по эффективности и токсичность на основе вариаций генома пациента; это корреляция ответа на лекарственный препарат с экспрессией гена у пациента. Джереми К. Николсон из Имперский колледж, Лондон, использовал постгеномную точку зрения, чтобы понять побочные реакции на лекарства и молекулярные основы заболеваний человека.^[10] Его группа изучала кишечник микробный метаболических профилей и смогли увидеть явные различия в реакциях на токсичность и метаболизм лекарств даже среди различных географических распределений одной и той же расы. Аффинная монолитная хроматография обеспечивает другой подход к измерению реакции на лекарство. Дэвид Хейдж в Университет Небраски связывает лиганды к монолитным опорам и измеряет равновесие явления связывающего взаимодействия между лекарственными средствами и сыворотка белки.^[7] Монолитный подход в Болонский университет, Италия, в настоящее время используется для высокоскоростного скрининга кандидатов на лекарственные препараты для лечения Болезнь Альцгеймера.^[5] В 2003 году Ренье и Лю из Университет Пердью описал многомерную процедуру LC для идентификации однонуклеотидный полиморфизм (SNP) в белки.^[11] SNP - это изменения в генетический код что иногда может вызвать изменения в конформация белка, как и в случае с серповидноклеточная анемия. Монолиты особенно полезны при таком разделении из-за их превосходных общественный транспорт возможности, низкий Подпор давления в сочетании с более быстрым дебитом и относительной легкостью модификации поверхности носителя.

Биоразделение в производственных масштабах также улучшается за счет технологий монолитных колонок. Быстрое разделение и высокая разрешающая способность монолитов для больших молекул означает, что возможен анализ производственных ферментеров в реальном времени. Ферментация хорошо известен своим использованием в создании Алкогольные напитки, но также является важным этапом в производстве вакцина за бешенство и другие вирусы. Оперативный анализ в реальном времени имеет решающее значение для мониторинга производственных условий, и при необходимости могут быть внесены корректировки. Компания Boehringer Ingelheim, Австрия, проверила метод производства ДНК фармацевтического качества с помощью cGMP (коммерческая надлежащая производственная практика). плазмиды. Они могут обрабатывать 200 л ферментации. бульон на монолите объемом 800 мл.^[5] В BIA разделения, время обработки вирус томатной мозаики Значительно снизился показатель по сравнению со стандартными пятью днями интенсивной работы вручную до эквивалентной чистоты и лучшего восстановления всего за два часа с монолитной колонкой.^[5] Другие вирусы также были очищены на монолитах.

Еще одна область интереса для ВЭЖХ: криминалистика. ГХ-МС (Газовая хроматография-масс-спектроскопия) обычно считается золотым стандартом для судебно-медицинской экспертизы. Он используется вместе с онлайн-базами данных для быстрого анализа соединений в тестах на алкоголь в крови, причина смерти, уличные наркотики и анализ пищевых продуктов, особенно в случаях отравления.^[11] Анализ бупренорфин, а героин заменитель, продемонстрировал потенциальную полезность многомерного ЖК в качестве метода обнаружения низкого уровня. Методы ВЭЖХ позволяют измерить это соединение при 40 нг /мл, по сравнению с ГХ-МС при 0,5 нг / мл, но ЖХ-МС-МС может обнаруживать бупренорфин на таких низких уровнях, как 0,02 нг / мл. Таким образом, чувствительность многомерной ЖХ в 2000 раз выше, чем у традиционной ВЭЖХ.

Промышленные приложения

Рынок жидкостной хроматографии невероятно разнообразен. Пять-десять фирм неизменно являются лидерами рынка, но почти половина рынка составляют небольшие разрозненные компании. В этом разделе отчета основное внимание будет уделено роли, которую сыграли несколько компаний в выводе технологий монолитных колонок на коммерческий рынок.

В 1998 г. открылась биотехнологическая компания. BIA разделения из Любляна, Словения, возникла. Первоначально технология была разработана Татьяной Тенниковой и Франтишек Свец во время сотрудничества между их соответствующими институтами. Патент на эти колонки был приобретен BIA Separations, а Алес Подгорник и Милош Барут разработали первую коммерчески доступную монолитную колонку в форме короткого диска, заключенного в пластиковый корпус. Фирма CIM, BIA Separations с тех пор представила полные линейки обращенно-фазовых, нормально-фазовых, ионообменных и аффинных полимерных монолитов. Затем Алес Подгорник и Янез Янкар разработали крупномасштабные трубчатые монолитные колонны для промышленного использования. Самый большой столбец, доступный в настоящее время, - 8L. В мае 2008 г. Agilent Technologies согласились продать аналитические колонки BIA Separations, основанные на монолитной технологии. Компания Agilent выпустила колонки с сильными и слабыми ионный обмен Phase и Protein A в сентябре 2008 года, когда они представили свою новую линейку продуктов Bio-Monolith на конференции BioProcess International.

В то время как BIA Separations первой начала продавать полимерные монолиты на коммерческом рынке, Merck KGaA была первой компанией, которая начала продавать монолиты из диоксида кремния. В 1996 году Танака и его коллеги из Киотского технологического института опубликовали обширную работу по технологиям кремнеземных монолитов. Позже компания Merck получила лицензию Киотского технологического института на разработку и производство кремнеземных монолитов. Вскоре после этого, в 2001 году, Merck представила свою линейку монолитных колонок для ВЭЖХ Chromolith на выставке аналитического оборудования PittCon. Первоначально, говорит Карин Кабрера, старший научный сотрудник Merck, высокая скорость потока была преимуществом линии Chromolith. Однако, основываясь на отзывах клиентов, компания Merck вскоре узнала, что колонки более стабильны и долговечны, чем колонки, заполненные частицами.^[7] Колонны были награждены различными наградами за новые продукты. Трудности изготовления монолитов кремнезема и герметичности. патент защита предотвратила попытки других компаний разработать аналогичный продукт. Было отмечено, что существует больше патентов, касающихся того, как инкапсулировать кремнеземный стержень, чем патентов на производство самого кремнезема.

Исторически Merck была известна своими превосходными химическими продуктами, а в жидкостной хроматографии - чистотой и надежностью своих твердых частиц кремнезема. Компания Merck не известна своими колонками для ЖХ. Спустя пять лет после появления линии Chromolith компания Merck приняла очень стратегическое маркетинговое решение. Они предоставили всемирную сублицензию на эту технологию небольшой (объем продаж менее 100 миллионов долларов), инновационной компании, хорошо известной своей передовой технологией колонок: Phenomenex. Это был превосходный стратегический ход по двум причинам. Как упоминалось выше, компания Merck не слишком известна своим производством колонок. Более того, наличие более чем одного производителя монолита из диоксида кремния позволяет лучше проверить технологию. Получив сублицензию на технологию от Merck, Phenomenex представила линейку продуктов Onyx в январе 2005 года.

По другую сторону монолитных технологий - полимеры. В отличие от колонок из неорганического кремнезема, полимерные монолиты сделаны на основе органического полимера. Дионекс компания, традиционно известная своими возможностями ионной хроматографии, лидирует в этой области. В 1990-х годах Dionex впервые приобрела лицензию на технологию полимерного монолита, разработанную ведущим исследователем монолитной хроматографии Франтисеком Свеком, когда он работал в компании. Корнелл Университет. В 2000 году они приобрели LC Packings, специализирующуюся на насадках колонн LC. LC Packings / Dionex представили свою первую монолитную капиллярную колонку на конференции LC-MS в Монтрё. Ранее в том же году другая компания, Isco, представила монолитную колонку из полистирола и дивинилбензола (PS-DVB) под торговой маркой SWIFT. В январе 2005 года Dionex была продана права на медиа-продукты SWIFT, интеллектуальную собственность, технологии и связанные с ними активы Teledyne Isco. Хотя основной сферой деятельности Dionex традиционно была ионная хроматография, благодаря стратегическим приобретениям и передаче технологий, компания быстро зарекомендовала себя в качестве основного производителя полимерных монолитов.

Экономическое влияние

Хотя многие достижения ВЭЖХ и монолитов хорошо заметны в рамках аналитической и фармацевтической промышленности, маловероятно, что общество в целом осведомлено об этих разработках. В настоящее время потребители могут наблюдать технологические разработки в отрасли аналитических наук в виде более широкого спектра доступных фармацевтический продукты повышенной чистоты, улучшенные судебно-медицинская экспертиза в уголовных процессах, лучше мониторинг окружающей среды, и быстрее возвращается медицинские анализы. В будущем, предположительно, этого может не быть. Поскольку медицина со временем становится все более индивидуализированной, понимание потребителями того, что что-то улучшает их качество лечения, кажется более вероятным. Однако дальнейшая мысль о том, что речь идет о монолите или ВЭЖХ, вряд ли вызовет беспокойство у широкой публики.

Есть два основных стоить драйверы позади технологических изменений в этой отрасли. Хотя ЖХ используется во многих различных аналитических областях, в том числе в пищевой промышленности и производстве напитков, в лабораториях судебной экспертизы и в лабораториях для клинических испытаний, наибольший импульс к технологическим разработкам дают научно-исследовательские и производственные подразделения фармацевтической промышленности. Области, в которых технологии высокопроизводительных монолитных колонн, вероятно, будут иметь наибольшее экономическое влияние, - это НИОКР и последующая переработка.

От Исследования и разработки В поле зрения возникает потребность в более четком и быстром разделении небольших количеств образцов. Единственный этап разработки лекарств под непосредственным контролем фармацевтической компании - это этап НИОКР. Цель аналитический Работа заключается в том, чтобы получить как можно больше информации из образца. На этом этапе критически важны высокая производительность и анализ крошечных количеств образцов. Фармацевтические компании ищут инструменты, которые позволят им лучше измерять и прогнозировать эффективность лекарств-кандидатов в более короткие сроки и с менее дорогостоящими клиническими испытаниями.^[10] В этой связи большое значение приобрели наноразмерное разделение, высокоавтоматизированное оборудование для ВЭЖХ и многомерная хроматография.

Преобладающим методом повышения чувствительности аналитических методов является многомерная хроматография. В этой практике используются другие методы анализа в сочетании с жидкостной хроматографией. Например, масс-спектрометрии (МС) стал очень популярным как оперативный аналитический метод после ВЭЖХ. Однако он ограничен тем, что MS, как ядерная магнитно-резонансная спектроскопия (ЯМР) или ионизация электрораспылением методы (ESI) возможны только при использовании очень малых количеств растворенного вещества и растворителя; ЖХ-МС используется с методами нано- или капиллярного масштабирования, но не может использоваться в предварительном масштабе. Другая тактика повышения селективности в многомерной хроматографии состоит в использовании двух колонок с разной селективностью ортогонально; то есть ... присоединение ионообменной колонки к колонке с концевым блоком C18. В 2007 году Каргер сообщил, что с помощью многомерной хроматографии и других методов, начиная всего с 12000 клеток, содержащих 1-4 мкг белка, он смог идентифицировать 1867 уникальных белков. Из них Каргер может выделить 4, которые могут быть интересны как маркеры рака шейки матки.^[10] Сегодня жидкостные хроматографы, использующие многомерные ЖХ, могут выделять соединения на фемтомоле (10⁻¹⁵ моль) и аттомоль (10⁻¹⁸ моль) уровней.

После того, как препарат был одобрен Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), фармацевтическая компания делает упор на вывод продукта на рынок. Здесь играет роль подготовительная или технологическая хроматография. В отличие от аналитического анализа, подготовительная хроматография фокусируется на выделении и чистоте соединений. Существует компромисс между степенью чистоты соединения и количеством времени, требуемым для достижения этой чистоты. К сожалению, многие подготовительные или технологические решения, используемые фармацевтическими компаниями, являются патентованными из-за трудностей с патентованием процесса. Следовательно, доступной литературы не так много. Однако некоторые попытки решить проблемы предварительной хроматографии включают монолиты и моделируемые движущиеся кровати.

Сравнение иммуноглобулин Улавливание белка на обычной и монолитной колонке дает некоторые экономически интересные результаты.^[2] Если время обработки эквивалентно, объемы обработки IgG, антитело, составляют 3 120 л для обычных колонок по сравнению с 5 538 л для монолитных колонок. Это на 78% увеличивает объемную эффективность процесса, и в то же время образуется только десятая часть объема отходов среды. Мало того, что монолитная колонна более экономична при рассмотрении стоимости времени обработки продукта, но, в то же время, используется меньше среды, что означает значительное снижение переменных затрат.

Рекомендации

внешняя ссылка

• «История ВЭЖХ». https://web.archive.org/web/20100410045845/http://kerouac.pharm.uky.edu/.