DE10119419A1 - Repetitive preparative chromatography procedure - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen repetitiven präparativen Chromatographie.The invention relates to a method for automatic repetitive preparative Chromatography.
Die präparative Chromatographie ist wegen ihrer Zuverlässigkeit, guten Handhab barkeit und hohen Produktivität seit vielen Jahren eine wichtige Technik zur Reini gung von chemischen, pharmazeutischen und biologischen Präparaten. Sie wird ein gesetzt in der Wirkstoffforschung, zur Naturstoffisolierung, zur Reinigung von Synthese-Zwischenprodukten und chemisch-pharmazeutischen Produkten, zur Isolie rung der Nebenkomponenten in einem Wirkstoff oder zur Trennung von Isomeren. Bei der repetitiven Arbeitsweise wird eine Fraktionierung viele Male wiederholt und das Eluat zu vorher festgelegten Zeitpunkten abgezogen. Eine repetitive Arbeitsweise ermöglicht es gegenüber dem "Ein-Schuss-Verfahren" größere Substanzmengen im semipräparativen Maßstab (mg bis Hektogramm) durch vielfach hintereinander ausgeführte Trennungen kleiner Portionen der Probe unter Laborbedingungen aufzu reinigen.The preparative chromatography is because of its reliability, good handling Ability and high productivity have been an important technology for cleaning for many years supply of chemical, pharmaceutical and biological preparations. She becomes one set in drug discovery, for natural product isolation, for cleaning Synthesis intermediates and chemical-pharmaceutical products, for isolation tion of the secondary components in an active ingredient or for the separation of isomers. In the repetitive mode of operation, a fractionation is repeated many times and the eluate is withdrawn at predetermined times. A repetitive way of working enables larger quantities of substance in the "one shot method" semi-preparative scale (mg to hectograms) by multiple successive performed separations of small portions of the sample under laboratory conditions clean.
Bei der repetitiven präparativen Chromatographie besteht das Problem der Fehl trennung oder Fehlfraktionierung wenn sich der Fraktionierungszyklus in der Säule gegenüber den vorher festgelegten Zeitpunkten verschiebt, wobei sich dieses Problem wegen der großen Zahl der Zyklen über einen längeren Zeitraum hinweg immer weiter verschlimmern kann. Das Problem der Fehltrennung oder Fehlfrak tionierung konnte bisher nur durch eine personalintensive Überwachung vermieden werden.Repetitive preparative chromatography has the problem of failure separation or incorrect fractionation if the fractionation cycle is in the column compared to the previously determined times, whereby this Problem due to the large number of cycles over a long period of time can keep getting worse. The problem of mismatch or misfraction Up to now, it could only be avoided by means of personnel-intensive monitoring become.
Aufgabe ist es deshalb ein Verfahren zur repetitiven Chromatographie bereitzu stellen, das über lange Zeiträume automatisch und fehlerfrei funktioniert. The task is therefore to prepare a method for repetitive chromatography that works automatically and error-free over long periods of time.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen repetitiven Säulenchromato
graphie, besteht darin, dass sich zu festen Zeitpunkten in jedem Elutionszyklus
wiederholend die Schritte
The inventive method for automatic repetitive column chromatography is that the steps are repeated at fixed times in each elution cycle
- a) Spülen der Säule,a) rinsing the column,
- b) Konditionierung der Säule auf einen ballistischen Zustand,b) conditioning the column to a ballistic state,
- c) Probenaufgabec) the sample application
- d) Elutiond) Elution
durchgeführt werden undbe carried out and
- a) ein Detektorsignal einer chromatographischen Messung des Eluats aufgezeichnet wird und nach dem Signalverlauf des Detektorsignals eine automatische Frak tionierung des Eluats erfolgt.a) a detector signal of a chromatographic measurement of the eluate is recorded and after the waveform of the detector signal an automatic frak tion of the eluate takes place.
Bei der repetitiven Chromatographie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird unter nichtstationären Bedingungen gearbeitet, das heißt die Säule wird vor einer Probenaufgabe nicht in den Gleichgewichtszustand, sondern in einen streng reprodu zierbaren Ungleichgewichtszustand, den sogenannten ballistischen Zustand, ge bracht. Dies gilt sowohl für den Einsatz von Normal- als auch für die Reversephase.In repetitive chromatography using the method according to the invention worked under non-stationary conditions, i.e. the column is placed in front of one Sample application not in the state of equilibrium, but in a strictly reproducible measurable imbalance state, the so-called ballistic state, ge introduced. This applies to the use of both normal and reverse phases.
Jeder Elutionszyklus beginnt mit einem kurzen Spülen der Säule, vorzugsweise mit einem starken Eluent, um die Säule von stark retardierenden Kontaminanten zu reinigen und die Säule gleichzeitig in einen inaktiven Ausgangszustand zu bringen. Die Menge an Spülflüssigkeit liegt im Bereich von 0,1 bis 3, bevorzugt 0,5-1 des Säulenvolumens und enthält einen hohen Anteil an stark eluierendem Lösungsmittel.Each elution cycle begins with a short rinse of the column, preferably with a strong eluent to protect the column from highly retarding contaminants clean and at the same time bring the column into an inactive initial state. The amount of rinsing liquid is in the range of 0.1 to 3, preferably 0.5-1 des Column volume and contains a high proportion of strongly eluting solvent.
Nach dem Spülschritt erfolgt eine kurze Konditionierung der Säule, vorzugsweise mit einem schwachen Anfangs-Eluent, um sie in einen reproduzierbaren Anfangs zustand, der ein Ungleichgewichtzustand bzw. ballistischer Zustand ist, zu bringen. Nach der Konditionierung mit 0,1 bis 3, bevorzugt 0,5-1 Säulenvolumen Anfangs- Eluent ist die Säule in einem reproduzierbaren Anfangszustand, und es folgt die Probenaufgabe.After the rinsing step, the column is briefly conditioned, preferably with a weak initial eluent to make it a reproducible initial state that is an imbalance or ballistic state. After conditioning with 0.1 to 3, preferably 0.5-1 column volumes of initial The column is in a reproducible initial state, and the eluent follows Sample application.
Die Probenaufgabe und die Elution erfolgen im ballistischen Zustand.The sample application and elution take place in a ballistic state.
Bei der Probenaufgabe wird die Probe portionsweise auf die Säule gegeben. Die Probe kann in den während der Injektion reduzierten Eluentenstrom injiziert werden.When applying the sample, the sample is added to the column in portions. The Sample can be injected into the eluent stream reduced during the injection.
Die Probemenge wird bevorzugt so eingestellt, dass die Säule überladen ist. Das heißt, es werden große Probenmengen injiziert, die sich auf eine breite Zone in der Säule verteilen und in den Chromatogrammen zu breiten und unsymmetrischen Peaks (Substanzzonen) führen, da die Trennung im nicht-linearen Bereich der Adsorptionsisotherme stattfindet. Diese Arbeitsweise ist solange sinnvoll, wie sich die erwünschten Substanzpeaks in den Chromatogrammen noch von anderen Sub stanzpeaks trennen lassen. Die Peakform in den Chromatogrammen entspricht der für die präparative Arbeitsweise typischen Form mit Plateau, Fronting und Tailing.The sample amount is preferably set so that the column is overloaded. The that is, large amounts of sample are injected that span a wide zone in the Distribute column and in the chromatograms to wide and asymmetrical Peaks (substance zones) lead because the separation in the non-linear range of Adsorption isotherm takes place. This way of working makes sense as long as the desired substance peaks in the chromatograms from other sub have punching peaks separated. The peak shape in the chromatograms corresponds to that for the preparative working method typical form with plateau, fronting and tailing.
Die Chromatographie erfolgt entweder isokratisch, also mit einem Eluent konstanter Zusammensetzung während des gesamten chromatographischen Prozesses oder unter einem Gradienten also mit einem Eluent in zeitlich veränderlicher Zusammen setzung.The chromatography is either isocratic, that is, it is constant with an eluent Composition throughout the chromatographic process or below a gradient with an eluent in a time-varying combination setting.
Der ballistische Zustand der Säule als Voraussetzung für reproduzierbare Chromato gramme und Fraktionierung wird nur erreicht, wenn die Schritte a) bis e) (Spülen, Konditionieren, Probenaufgabe, Elution und Fraktionierung) einen festgelegten, sich konstant wiederholenden Zyklus bilden. Bereits im zweiten Zyklus sind die Bedingungen für eine reproduzierbare Trennung und Fraktionierung gegeben.The ballistic condition of the column as a prerequisite for reproducible chromato grams and fractionation is only achieved if steps a) to e) (rinsing, Conditioning, sample application, elution and fractionation) a set, yourself form a constantly repeating cycle. They are already in the second cycle Conditions for reproducible separation and fractionation are given.
Die Schritte a) bis e) werden automatisch wiederholt, bis die gesamte Probemenge chromatografiert ist. Die Fraktionierung erfolgt bei den Wiederholungszyklen immer in die gleichen Gefäße. Steps a) to e) are repeated automatically until the entire sample amount is chromatographed. Fractionation always takes place during the repetition cycles in the same vessels.
Eine erhebliche Eluent- und Zeitersparnis kann erzielt werden, wenn bereits der nächstfolgende Elutionszyklus gestartet wird, während Schritt e) des vorherigen Elutionszyklus noch abgearbeitet wird, also während das analoge Detektorsignal einer chromatographischen Messung des Eluats aus dem vorhergehenden Elutions zyklus aufgezeichnet wird und die automatische Fraktionierung dieses Eluats erfolgt. Diese Optimierung ist limitiert durch die Elution des "Spülpeaks" aus Schritt a), der nicht mit dem letzten interessierenden Peak aus dem vorhergehenden Elutionszyklus zusammenfallen darf, sondern kurz danach eluiert werden muss.Significant eluent and time savings can be achieved if the next elution cycle is started during step e) of the previous one Elution cycle is still being processed, i.e. while the analog detector signal a chromatographic measurement of the eluate from the previous elution cycle is recorded and the automatic fractionation of this eluate takes place. This optimization is limited by the elution of the "rinsing peak" from step a) not with the last peak of interest from the previous elution cycle may coincide, but must be eluted shortly thereafter.
Unter bestimmten Bedingungen, wenn z. B. aus den Proben nur noch Kontaminanten entfernt werden müssen, können in einem Elutionszyklus nach dem Spülschritt a) und der Konditionierung b) mehrere Male die Schritte Probenaufgabe c) und Elution d) hintereinander ausgeführt werden, wobei die Chromatographie isokratisch erfolgt.Under certain conditions, e.g. B. only contaminants from the samples must be removed, can be carried out in an elution cycle after rinsing step a) and conditioning b) several times the steps sample application c) and elution d) are carried out in succession, the chromatography being carried out isocratically.
Dieses Verfahren führt unter den oben genannten Bedingungen zu befriedigenden Ergebnissen und spart Zeit und Eluent.This method leads to satisfactory under the conditions mentioned above Results and saves time and eluent.
Die Fraktionierung kann derart erfolgen, dass das Eluat in einem oder mehreren festgelegten Zeiträumen in jedem Elutionszyklus (Sammelzeitfenstern) und während das Detektorsignal jenseits eines vorbestimmten Werts liegt in einem dem entspre chenden Sammelzeitfenster zugeordneten Sammelgefäß gesammelt wird. Sammel zeitfenster und Sammelgefäß stehen also in einer festen Beziehung zueinander.The fractionation can be carried out in such a way that the eluate is in one or more specified periods in each elution cycle (collection time windows) and during the detector signal is beyond a predetermined value corresponding collecting time window is collected. collection The time window and the collecting vessel are therefore in a fixed relationship to one another.
Die Eluate aus mehreren Sammelzeitfenstern, die zunächst in separaten, den Sammelzeitfenstern zugeordneten, Sammelgefäßen gesammelt worden sind können später zusammengeführt werden.The eluate from several collection time windows, initially in separate, the Collection time windows assigned, collection vessels can be collected be merged later.
Der vorbestimmte Wert kann sich auch über den zeitlichen Verlauf des Sammelzeitfensters ändern. The predetermined value can also change over time Change collection time window.
Es kann auch automatisch eine zeitliche Verschiebung der Sammelzeitfenster im nächstfolgenden Elutionszyklus um die Zeitspanne erfolgen, um die sich im vorher gehenden Elutionszyklus der Zeitpunkt verschoben hat, zu dem das Detektorsignal in einem Kontrollzeitfenster (Abstandhalter) einen bestimmten Wert über- oder unterschritten hat.A time shift of the collection time window in the next elution cycle by the amount of time in the previous outgoing elution cycle, the time at which the detector signal in a control time window (spacer) a certain value over or has fallen below.
Die Durchführung des Verfahrens kann automatisch beendet werden, wenn das Detektorsignal zu einem vorgegebenen Zeitpunkt im Zyklus einen von mehreren vorgegebenen Kontrollwerten erreicht. Durch die Auswahl dieser Kontrollwerte wird eine sehr variable, anwendungsspezifische Festlegung der Fehler- und Variabili tätstoleranz ermöglicht. Es lassen sich mit Hilfe der Kontrollwerte zahlreiche Sicher heitskriterien definieren, die auf den zeitlichen Verlauf und die Höhe des Detektor signals bezogen sind wie etwa die Anwesenheit von bestimmten Peaks im Chromatogramm, das Erreichen der Basislinie zwischen zwei Substanzzonen, Höhe der Basislinie bei Chromatogrammbeginn etc.The procedure can be ended automatically if the Detector signal one of several at a given point in time in the cycle predetermined control values reached. By selecting these control values a very variable, application-specific definition of the error and variabili tolerance allows. With the help of the control values, numerous security can be achieved Define criteria based on the time course and the height of the detector signals are related such as the presence of certain peaks in the Chromatogram, reaching the baseline between two substance zones, height the baseline at the start of the chromatogram etc.
Die chromatographische Messung des Eluats kann mit Standardmethoden wie UV- VIS (sichtbares Licht und UV), RI (Refraktionsindex-Detektion), MS (Massen spektroskopie) oder über Lichtstreudetektion erfolgen, bevorzugt sind UV-VIS und RI.The chromatographic measurement of the eluate can be carried out using standard methods such as UV VIS (visible light and UV), RI (refractive index detection), MS (masses spectroscopy) or via light scattering detection, UV-VIS and RI.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt mit einer robusten und langlebigen chromatographischen Säule durchgeführt. Bevorzugt wird eine Säule verwendet, die eine Vorrichtung aufweist, die das Packungsmaterial in axialer Richtung komprimiert (siehe z. B. US 5,893,971). Damit wird die Gefahr der Kanalbildung im Säulen medium eliminiert. Es lassen sich so zum Beispiel mit auf Silica-basierenden Säulenpackungen hunderte von Elutionszyklen ohne Verschlechterung der Säulen eigenschaften durchführen.The method according to the invention is preferred with a robust and long-lasting chromatographic column performed. A column is preferably used which has a device that compresses the packing material in the axial direction (see e.g. US 5,893,971). This eliminates the risk of channel formation in the pillars medium eliminated. It can be used, for example, with silica-based Column packs hundreds of elution cycles without deterioration of the columns perform properties.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein System zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Das System umfasst eine chromatographische Säule, ein System zur Zuführung von Eluenten und Proben in diese chromatographische Säule, einen Fraktionssammler mit einem oder mehreren Sammelgefäßen, einem Detektor und einem digitalen Signalverarbeitungssystem mit Prozessor, Steuereinheit, Eingabeeinheit, Anzeigeeinheit und Speichereinheit. Das digitale Signalverarbei tungssystem wird mittels eines Programms so gesteuert, dass die mit dem Detektor gemessenen Chromatogramme in der Speichereinheit gespeichert und in der Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die über die Eingabeeinheit eingegebenen Werte (Zeit und Detektorsignalhöhe) der Sammelzeitfenster sind zusammen mit den zugehörigen Sammelgefäßnummern in der Speichereinheit gespeichert. Die Werte der Sammelzeitfenster können mit den Chromatogrammen in der Anzeigeeinheit angezeigt werden.The invention further relates to a system for carrying out the inventions method according to the invention. The system includes a chromatographic column, a System for feeding eluents and samples into this chromatographic column, a fraction collector with one or more collection vessels, a detector and a digital signal processing system with processor, control unit, Input unit, display unit and storage unit. The digital signal processing The system is controlled by a program so that the detector measured chromatograms stored in the storage unit and in the Display unit are displayed. The values entered via the input unit (Time and detector signal level) of the collection time windows are together with the associated collection vessel numbers stored in the storage unit. The values the collection time window can with the chromatograms in the display unit are displayed.
Der Prozessor vergleicht jedes Detektorsignal, das über den Detektor gemessen wird, mit den gespeicherten Werten der Sammelzeitfenster und für den Fall, dass der ge messen Wert jenseits eines durch das Sammelzeitfenster vorgegebenen Wertes liegt, gibt der Prozessor an die Steuereinheit das Signal den Fraktionssammler so zu steuern, dass das Eluat in das Sammelgefäß gesammelt wird, dessen Sammelgefäßnummer mit diesem Sammelzeitfenster in der Speichereinheit abgespeichert wurde.The processor compares each detector signal that is measured by the detector, with the saved values of the collection time window and in the event that the ge measure value is beyond a value specified by the collection time window, the processor then sends the signal to the control unit to the fraction collector control that the eluate is collected in the collection vessel whose Collection vessel number with this collection time window in the storage unit was saved.
Über die Eingabeeinheit können Werte für Kontrollzeitfenster (Zeit und Detektor signalhöhe) eingegeben werden, die in der Speichereinheit gespeichert werden können mit den gemessenen Chromatogrammen in der Anzeigeeinheit angezeigt werden können. Der Prozessor vergleicht jedes Detektorsignal, das über den Detektor gemessen wird mit den gespeicherten Werten der Kontrollzeitfenster und für den Fall, dass sich der Zeitpunkt verschoben hat, zu dem das Detektorsignal in dem Kontrollzeitfenster einen bestimmten Wert über- oder unterschritten hat, werden die gespeicherten Zeitwerte für die Sammelzeitfenster um die entsprechende die Zeitspanne automatisch geändert und die geänderten Zeitwerte der Sammelzeitfenster in der Speichereinheit abgespeichert. Values for control time windows (time and detector signal level) can be entered and saved in the memory unit can be displayed with the measured chromatograms in the display unit can be. The processor compares each detector signal that goes through the detector is measured with the stored values of the control time window and for the Case that the time has shifted when the detector signal in the Control time window has exceeded or fallen below a certain value, the saved time values for the collection time window by the corresponding the Time period changed automatically and the changed time values of the collection time window stored in the storage unit.
Über die Eingabeeinheit können Kontrollwerte eingegeben werden, die in der Speichereinheit gespeichert werden können und mit den gemessenen Chromato grammen in der Anzeigeeinheit angezeigt werden können. Der Prozessor vergleicht jedes Detektorsignal, das über den Detektor gemessen wird mit den gespeicherten Kontrollwerten und für den Fall, dass eine Übereinstimmung zwischen Detektor signal und Kontrollwert vorliegt kann der Prozessor die Messung abbrechen.Control values can be entered via the input unit Storage unit can be saved and with the measured chromato programs can be displayed in the display unit. The processor compares each detector signal that is measured by the detector with the stored Control values and in the event that there is a match between detector signal and control value, the processor can abort the measurement.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen präparativen, chromatographischen Trennaufgaben eingesetzt werden. Es empfiehlt sich besonders in synthesenahen Einsatzbereichen, bei denen unter hohem Termindruck gearbeitet wird und die Präparate wegen der darin bereits investierten Arbeit außerordentlich wertvoll sind und Fehltrennungen oder Fehlfraktionierungen nicht tolerabel sind.The method according to the invention can be used for all preparative, chromatographic Separation tasks are used. It is particularly recommended for synthetic applications Areas of application in which work is carried out under a tight schedule and the Preparations are extremely valuable because of the work already invested in them and mismatches or fractionations are intolerable.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch, dass größere Probenmengen mit vergleichsweise kleinen Säulen gereinigt werden können. So lassen sich auch extrem kostspielige Phasen einsetzen, die aus Kostengründen für große Säulen nicht zur Verfügung stehen. Fehlfunktionen und Fehlfraktionierungen werden vermieden, ohne dass eine personalintensive Überwachung notwendig ist und wertvolle Proben gefährdet sind. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich Eluent und Zeit sparen.The advantage of the method according to the invention is also that larger amounts of sample can be cleaned with comparatively small columns. So can also be Use extremely costly phases that are not for large columns due to cost reasons be available. Malfunctions and incorrect fractionations are avoided without the need for personnel-intensive monitoring and valuable samples are at risk. With the method according to the invention, eluent and time can be determined save up.
Die Figuren zeigenThe figures show
Fig. 1 Ablauf einer repetitiven Chromatographie. Fig. 1 sequence of a repetitive chromatography.
Fig. 2 Chromatogramme mit Sammelzeitfenstern, Kontrollzeitfenster (Ab standhalter) und Kontrollwerten (Kontrolllinien). Fig. 2 chromatograms with collection time windows, control time window (from stand) and control values (control lines).
Fig. 3a Chromatogramm bei der Entfernung einer polaren Verunreinigung mit Sammelzeitfenster und Kontrollwerten. Fig. 3a chromatogram in the removal of a polar contamination with collection time window and control values.
Fig. 3b Ablauf der repetitiven Chromatographie bei der Entfernung einer polaren Verunreinigung. FIG. 3b, the end of the repetitive chromatography in the removal of a polar impurity.
Fig. 1 zeigt beispielhaft den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das untere Diagramm gibt die Lösungsmittelzusammensetzung in % aufgetragen über der Zeit an. Die beiden Eluenten A 13 und B 12 wurden über einen Zeitraum von 10 min pro Zyklus auf die Säule gegeben. Zum Zeitpunkt der Markierungen 11 findet jeweils eine Probeninjektion statt. Das obere Diagramm zeigt das gewonnene Chromato gramm. Fig. 1 shows an example of the flow of the process of the invention. The diagram below shows the solvent composition in% plotted over time. The two eluents A 13 and B 12 were applied to the column over a period of 10 min per cycle. A sample injection takes place at the time of the markings 11 . The upper diagram shows the chromatogram obtained.
Der Ablauf eines Zyklus der repetitiven Chromatographie ist nun folgendermaßen: Zu Beginn des Zyklus wird die Säule für 1 min gespült mit 100% Eluent A 13 (Spülphase 16). Der zugehörige Spülpeak 14 ist im Chromatogramm zu erkennen. Dann erfolgt für 2 min die Konditionierung bei der das Verhältnis von A 13 zu B 12 80% zu 20% beträgt. Nun folgt die Probenaufgabe. Während der restlichen Zyklusdauer nimmt der Anteil an Eluent A 13 auf 90% zu und der Anteil von Eluent B 12 entsprechend ab. Etwa 4 bis 5 min nach der Probenaufgabe (bzw. 7 bis 8 min nach dem Beginn des Zyklus) werden die ersten charakteristischen Peaks des Chromatogramms gemessen und das Eluat entsprechend fraktioniert.The sequence of a cycle of repetitive chromatography is now as follows: At the beginning of the cycle, the column is rinsed for 1 min with 100% eluent A 13 (rinsing phase 16 ). The associated rinsing peak 14 can be seen in the chromatogram. The conditioning is then carried out for 2 minutes, in which the ratio of A 13 to B 12 is 80% to 20%. Now the sample task follows. During the remainder of the cycle, the proportion of eluent A 13 increases to 90% and the proportion of eluent B 12 decreases accordingly. About 4 to 5 minutes after the sample application (or 7 to 8 minutes after the start of the cycle), the first characteristic peaks of the chromatogram are measured and the eluate is fractionated accordingly.
Das in Fig. 1 gezeigte Chromatogramm 10 wurde mit einer Eigenbau-Säule aus Hyperprep HS C18 - 8 µm mit den Säulenmaßen (Länge × Durchmesser) 24 cm × 2 cm erzielt. Die Säule lässt sich bis zur Korngröße 8 µm noch mittels Vakuum problemlos von Hand füllen, bei kleineren Korngrößen wurde eine Slurry-Pumpe eingesetzt. Das Eluentsystem bestand aus drei Gilson-HPLC-Pumpen 30x mit Manometermodul und Mischkammer. Die Probenpumpe war eine Gilson 30x, der Detektor ein Knauer-UV-Monitor bei 210, der Fraktionssammler ein Gilson 206. Als Eluent A wurde Methanol, als Eluent B wurde H2O eingesetzt. Die Probe bestand aus den Alkylbenzolen C1, C3, C5 zu je 1 g/100 ml in ACN, der noch die Alkylbenzole C5, C6, C7 zu je 0,2/100 ml und 1,5 ml Aceton zugesetzt wurden. Die Injektions geschwindigkeit der Probe betrug 11,2 ml/min und der Eluentenfluss 20 ml/min. The chromatogram 10 shown in FIG. 1 was achieved with a self-made column made of Hyperprep HS C18 - 8 μm with the column dimensions (length × diameter) 24 cm × 2 cm. Up to a grain size of 8 µm, the column can still be easily filled by hand using a vacuum. A slurry pump was used for smaller grain sizes. The eluent system consisted of three Gilson HPLC pumps 30 x with manometer module and mixing chamber. The sample pump was a Gilson 30 x, the detector was a Knauer UV monitor at 210, the fraction collector was a Gilson 206 . Methanol was used as eluent A and H 2 O was used as eluent B. The sample consisted of the alkylbenzenes C1, C3, C5 with 1 g / 100 ml each in ACN, to which the alkylbenzenes C5, C6, C7 each with 0.2 / 100 ml and 1.5 ml acetone were added. The injection speed of the sample was 11.2 ml / min and the eluent flow was 20 ml / min.
Fig. 2 zeigt beispielhaft wie in den Chromatogrammen (21, 22, 23) die Festlegung der Sammelzeitfenster 1, 2, 3, 4, Kontrollzeitfenster 24 und Kontrollwerte 25 erfolgte. Zunächst wurde unter Einsatz kleiner Probenmengen eine Voroptimierung der Elutionsbedingungen vorgenommen. Zur Voroptimierung wurden nacheinander unterschiedliche Gradienten mit derselben Probe in einer Sequenz gefahren. Damit wurden die Trennbedingungen ermittelt. FIG. 2 shows an example of how the collection time windows 1 , 2 , 3 , 4 , control time window 24 and control values 25 were determined in the chromatograms ( 21 , 22 , 23 ). First of all, pre-optimization of the elution conditions was carried out using small amounts of sample. For pre-optimization, different gradients were run in sequence with the same sample. The separation conditions were thus determined.
Nachdem eine ausreichende Abtrennung und Basislinienstabilität erreicht war, wurden die Sammelzeitfenster 1, 2, 3, 4 für die Fraktionierung festgelegt.After sufficient separation and baseline stability was achieved, the collection time windows 1 , 2 , 3 , 4 were determined for the fractionation.
Anhand von mehreren übereinandergelegten Testchromatogrammen 21, 22, 23 (Zyklus Nr. 13, 50 und 150) wird ersichtlich dass die Chromatogramme nicht stark von einander abweichen.On the basis of several superimposed test chromatograms 21 , 22 , 23 (cycle no. 13, 50 and 150) it can be seen that the chromatograms do not differ significantly from one another.
Die Sammelzeitfenster 1, 2, 3, 4 definieren zeitlich den Beginn und das Ende der Fraktionierung in ein bestimmtes Sammelgefäß. Die Lage der Sammelzeitfenster 1, 2, 3, 4 bezüglich der Detektorsignalwerte definiert die Detektorsignalhöhe, ab der die Fraktionierung innerhalb des entsprechenden Sammelzeitfensters erfolgt. Auf diese Weise wird exakt definiert, welche Eluatanteile gesammelt werden.The collection time windows 1 , 2 , 3 , 4 define the start and end of the fractionation into a specific collection vessel. The position of the collection time windows 1 , 2 , 3 , 4 with respect to the detector signal values defines the detector signal level from which the fractionation takes place within the corresponding collection time window. In this way it is precisely defined which eluate parts are collected.
Die Sammelzeitfenster können zeitlich überlappen wie es in Fig. 2 bei den Sammelzeitfenstern 1 und 2 oder 3 und 4 gezeigt ist. In solch einem Fall wird im festegelegt, welches Sammelzeitfenster im Überlappungszeitraum Vorrang hat, das heißt in welches Sammelgefäß im Überlappungszeitraum fraktioniert wird. Be vorzugt hat dasjenige Sammelzeitfenster Vorrang, das früher begonnen hat. Es wird also solange in das zu diesem Sammelzeitfenster zugehörige Gefäß fraktioniert, bis dieses Sammelzeitfenster komplett durchlaufen ist und dann nach dem Überlappungszeitraum erst mit der Fraktionierung in das zum nächsten Sammelzeitfenster zugeordnete Gefäß begonnen.The collection time windows can overlap in time, as shown in FIG. 2 for the collection time windows 1 and 2 or 3 and 4 . In such a case, it is stipulated which collection time window takes precedence in the overlap period, i.e. which collection vessel is fractionated in the overlap period. Preference is given to the collection time window that started earlier. It is fractionated into the vessel belonging to this collection time window until this collection time window has run through completely and then, after the overlap period, fractionation into the vessel assigned to the next collection time window only begins.
Die Festlegung der Sammelzeitfenster 1, 2, 3, 4 erfolgt bevorzugt über ein geeignetes Software-Programm, das es erlaubt die die Sammelzeitfenster 1, 2, 3, 4 repräsentie renden Linien direkt in die Chromatogramme 21, 22, 23 einzuzeichnen, und das die so gewählten Werte zur Auswertung der in jedem Eluentenzyklus aufgenommenen Chromatogramme und die entsprechende Steuerung des Eluatflusses in die einzelnen Gefäße umsetzt.The determination of the collection time window 1 , 2 , 3 , 4 is preferably carried out using a suitable software program which allows the lines representing the collection time window 1 , 2 , 3 , 4 to be drawn directly into the chromatograms 21 , 22 , 23 , and that thus selected values for evaluating the chromatograms recorded in each eluent cycle and the corresponding control of the eluate flow into the individual vessels.
Verschieben sich die Retentionszeiten in den unbeaufsichtigten repetitiven Elutionszyklen, so wird die Fraktionierung automatisch adaptiert. Ein Kontrollzeit fenster 24 wird analog zu den Sammelzeitfenstern 1, 2, 3, 4 auch bezüglich der zugehörigen Detektorsignalwerte festgelegt. Das Kontrollzeitfenster 24 sollte den aufsteigenden oder absteigenden Ast eines zuverlässigen Bezugspeaks im Chromato gramm enthalten. Der Schnittpunkt des Detektorsignals mit dem Kontrollzeitfenster 24 wird nach jedem Zyklus ausgewertet, um die Sammelzeitfenster 1, 2, 3, 4 gegebenenfalls einer Verschiebung der Retentionszeit nachzuführen.If the retention times shift in the unattended repetitive elution cycles, the fractionation is automatically adapted. A control time window 24 is determined analogously to the collection time windows 1 , 2 , 3 , 4 with respect to the associated detector signal values. The control time window 24 should contain the ascending or descending branch of a reliable reference peak in the chromatogram. The intersection of the detector signal with the control time window 24 is evaluated after each cycle in order to track the collection time windows 1 , 2 , 3 , 4, if necessary, of a shift in the retention time.
Die Gradientendauer kann ebenfalls nachgeführt werden, falls dies aufgrund von Retentionszeitverschiebungen notwendig sein sollte.The gradient duration can also be updated if this is due to Retention time shifts should be necessary.
Zur Fehlerkontrolle wurden die Kontrollwerte 25 eingeführt. Sollten die Kontroll werte 25 zu den festgelegten Zeiten durch das Detektorsignal erreicht werden, so wird die Fraktionierung sofort gestoppt. Die Kontrollwerte 25 bewirken, dass das laufende Fraktionierverfahren nicht fortgesetzt wird, wenn die Chromatogramme sich im Laufe der Elutionszyklen zeitlich so sehr verschieben, dass die Sammelzeitfenster nicht mehr in dem gewünschten Bereich der Peaks im Chromatogramm liegen.The control values 25 were introduced for error control. If the control values 25 are reached by the detector signal at the specified times, the fractionation is stopped immediately. The control values 25 have the effect that the ongoing fractionation process is not continued if the chromatograms shift so much in time in the course of the elution cycles that the collection time windows no longer lie in the desired range of peaks in the chromatogram.
Die in Fig. 2 gezeigten Chromatogramme (21, 22, 23) wurden mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsaufbau aufgenommen. Als Eluent A wurde Methanol, als Eluent B wurde H2O eingesetzt. Die Probe bestand in 13,5 g/90 ml eines unbekannten Wirkstoffs. Das Injektionsvolumen betrug 0,7 ml. Die Injektionsgeschwindigkeit der Probe betrug 11,2 ml/min und der Eluentenfluss 20 ml/min.The chromatograms ( 21 , 22 , 23 ) shown in FIG. 2 were recorded with the experimental setup described in Example 1. Methanol was used as eluent A and H 2 O was used as eluent B. The sample consisted of 13.5 g / 90 ml of an unknown active ingredient. The injection volume was 0.7 ml. The injection rate of the sample was 11.2 ml / min and the eluent flow was 20 ml / min.
Fig. 3b zeigt beispielhaft einen alternativen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Proben, die bereits gut vorgereinigt waren, und bei denen nur noch Kontaminanten entfernt werden sollten. Fig. 3b gibt die Lösungsmittelzusammen setzung in % aufgetragen über der Zeit an. Die beiden Eluenten C 34 und A 36 wurden über hundert Zyklen auf die Säule gegeben. Zum Zeitpunkt der Markierungen 35 fand jeweils eine Probeninjektion statt. Fig. 3a zeigt das gewonnene Chromatogramm. Fig. 3b shows an example of an alternative sequence of the method according to the invention with samples that were already well pre-cleaned, and where more contaminants should only be removed. Figure 3b gives the solvent composition in% plotted against time. The two eluents C 34 and A 36 were placed on the column over a hundred cycles. A sample injection took place at the time of the markings 35 . Fig. 3a shows the chromatogram obtained.
Im Gegensatz zu Beispiel 1 wurde in diesem alternativen Ablauf das Verhältnis der Eluenten über die gesamte Zeitdauer der Eluierung konstant gehalten. In jedem Zyklus erfolgten nur am Anfang der Spülschritt und die Konditionierung, danach folgten zehnmal Probenaufgaben und Elution kurz hintereinander. So wurden 90% der Zeit und Eluent zum Spülen und Konditionieren eingespart. Das Chromato gramm wurde kontinuierlich aufgezeichnet und das Eluat entsprechend fraktioniert.In contrast to Example 1, the ratio of Eluents kept constant over the entire duration of the elution. In each Cycle only took place at the beginning of the rinsing step and conditioning, afterwards followed by ten sample assignments and elution in quick succession. So 90% time and eluent saved for rinsing and conditioning. The Chromato grams were continuously recorded and the eluate fractionated accordingly.
Fig. 3a zeigt beispielhaft wie das Sammelzeitfenster 32 und die Kontrollwerte 33 festgelegt wurden. Besonders geeignet ist dieses Verfahren für Trennungen, die isokratisch ausgeführt werden können. Das Sammelzeitfenster 32 definiert zeitlich den Beginn und das Ende der Fraktionierung. Das Sammelzeitfenster 32 wird bezüglich der Detektorsignalwerte so hoch gesetzt, dass die Peaks der Kontaminante sicher darunter liegen. Die Fraktionierung erfolgte immer dann, wenn das Detektor signal über das Sammelzeitfenster 32 stieg. Alle Peaks der Hauptkomponente wurden in das gleiche Gefäß gesammelt. Wenn das Detektorsignal unter die Höhe der Fraktionierline fiel, fuhr der Fraktionssammler in eine Abfall-Position. Fig. 3a shows an example of how the collection time window 32 and the control values 33 have been defined. This method is particularly suitable for separations that can be carried out isocratically. The collection time window 32 defines the start and end of the fractionation. The collection time window 32 is set so high with respect to the detector signal values that the peaks of the contaminant are safely below it. The fractionation always took place when the detector signal rose above the collection time window 32 . All peaks of the main component were collected in the same vessel. When the detector signal fell below the fractionation line, the fraction collector moved to a drop position.
Durch die Kontrollwerte 33 wird das Vorhandensein einer Probe im Eluat überwacht. Sollte keine Probe mehr im Eluat vorhanden sein, dann weist das Chromatogramm im Bereich der Kontrollwerte 30 keinen Peak auf und die Kontrollwerte 33 werden vom Detektorsignal erreicht und das Fraktionierverfahren wird gestoppt.The presence of a sample in the eluate is monitored by the control values 33 . If there is no longer any sample in the eluate, then the chromatogram has no peak in the area of the control values 30 and the control values 33 are reached by the detector signal and the fractionation process is stopped.
Durch die Kontrollwerte 34 wird eine Begrenzung der Retentionszeitschwankungen erreicht. Das Fraktionierverfahren stoppt in dem Moment, in dem einer der Peaks einen der Kontrollwerte 34 erreicht.The control values 34 limit the retention time fluctuations. The fractionation process stops when one of the peaks reaches one of the control values 34 .
Das in Fig. 3a gezeigte Chromatogramm wurde mit einer Eigenbau-Säule aus Hyperprep HS C18 - 8 µm mit den Säulenmaßen 18,5 × 2 cm erzielt. Die Säule ließ sich bis zur Korngröße 8 µm noch mittels Vakuum problemlos von Hand füllen, bei kleineren Korngrößen wird eine Slurry-Pumpe eingesetzt. Das Eluentsystem bestand aus drei Gilson-HPLC-Pumpen 30x mit Manometermodul und Mischkammer. Die Probenpumpe war eine Gilson 30x, der Detektor ein Knauer-UV-Monitor bei 210, der Fraktionssammler ein Gilson 206. Als Eluent A 36 wurde H2O und als Eluent C 34 wurde Methanol eingesetzt. Die Probe bestand aus 89 g Wirkstoff in 340 ml ACN. Die Injektionsgeschwindigkeit der Probe betrug 11,2 ml/min und der Eluentenfluss 20 ml/min. Das Injektionsvolumen betrug 0,4 ml, der Druck 65 bar. . The chromatogram shown in Figure 3a was treated with a home-built column of Hyperprep HS C18 - 8 microns with the column dimensions 18, 5 x 2 cm obtained. Up to a grain size of 8 µm, the column could easily be filled by hand using a vacuum; for smaller grain sizes, a slurry pump is used. The eluent system consisted of three Gilson HPLC pumps 30 x with manometer module and mixing chamber. The sample pump was a Gilson 30 x, the detector was a Knauer UV monitor at 210, the fraction collector was a Gilson 206 . H 2 O was used as eluent A 36 and methanol was used as eluent C 34. The sample consisted of 89 g of active ingredient in 340 ml of ACN. The injection rate of the sample was 11.2 ml / min and the eluent flow was 20 ml / min. The injection volume was 0.4 ml, the pressure 65 bar.
Claims (20)
- a) Spülen der Säule,
- b) Konditionierung der Säule auf einen ballistischen Zustand,
- c) Probenaufgabe,
- d) Elution
- a) ein Detektorsignal einer chromatographischen Messung des Eluats aufgezeichnet wird und nach dem Signalverlauf des Detektorsignals eine automatische Fraktionierung des Eluats erfolgt.
- a) rinsing the column,
- b) conditioning the column to a ballistic state,
- c) sample application,
- d) elution
- a) a detector signal of a chromatographic measurement of the eluate is recorded and an automatic fractionation of the eluate takes place after the signal curve of the detector signal.
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