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Группа авторов. HPLC optimal einsetzen
Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Liste der Boxen
Orientierungspunkte
Seitenliste
HPLC optimal einsetzen. Konzepte und Strategien für Methodenentwicklung und -Optimierung
Vorwort
Zum Aufbau des Buches
1. 2D-HPLC – Methodenentwicklung für erfolgreiche Trennungen
1.1 Motivationen für zweidimensionale Trennung
1.1.1 Schwierig zu trennende Proben
1.1.2 Komplexe Proben
1.1.3 Ziel der Trennung
1.2 Auswahl des zweidimensionalen Trennungsmodus
1.2.1 Das Analyseziel bestimmt den Modus
1.2.2 Gegenüberstellung der vier Modi für 2D-Trennungen
1.2.3 Hybride Modi bieten Flexibilität
1.3 Wahl der Trennmodi
1.3.1 Komplementarität als Leitmotiv
1.3.2 Die Pirok-Kompatibilitätstabelle
1.3.3 Bestimmung der Komplementarität von Trennungen
1.4 Auswahl der Trennungsbedingungen
1.4.1 Mit Vorgabe feststehende Bedingungen in der ersten Dimension
1.4.2 Bei null anfangen – flexible Bedingungen in der ersten Dimension
1.4.3 Besonderheiten bei umfassenden 2D-LC-Methoden
1.4.4 Faustregeln
1.5 Beispiele für die Methodenentwicklung
1.5.1 Beispiel Nr. 1 – Verwendung von LC-LC zur Identifizierung einer Verunreinigung in einem synthetischen Oligonukleotid
1.5.2 Beispiel Nr. 2 – umfassende 2D-LC-Trennung von Tensiden
1.6 Ausblick
Danksagung
Literatur
2. Do you HILIC? Mit Massenspektrometrie? Dann bitte systematisch
2.1 Ausgangssituation und optimale Nutzung von stationären HILIC-Phasen
2.2 Ausgangssituation und optimale Nutzung von mobiler HILIC-Phase
a) Organisches Laufmittel
b) Salze
c) pH-Wert
2.3 Weitere Einstellungen bzw. Bedingungen speziell für massenspektrometrische Detektion (siehe auch Kap. 3)
Kurze Zusammenfassung zur Methodenoptimierung in HILIC
Literatur
3. Optimierungsstrategien in der LC-MS-Methodenentwicklung
3.1 Einführung
3.2 Methodenneuentwicklung für HPLC-MS-Trennungen
3.2.1 Optimierung der LC-Trennung
3.2.1.1 Optimierungsziel Empfindlichkeit/Nachweisgrenze – welche Trennsäule nehmen?
Empfehlungen
3.2.1.2 Optimierungsziel Auflösung gegenüber Probendurchsatz
Empfehlungen
3.2.1.3 Laufmittel in der LC-MS-Analytik
Empfehlungen
3.2.2 Optimierung der Ionenquellenbedingungen
Empfehlungen
3.2.3 Optimierung der MS-Detektion
Empfehlungen
3.2.4 Überprüfung der Komplettmethode
Empfehlungen
3.2.5 Unterstützung bei der Methodenentwicklung durch softwaregestützte Parametervariation
3.3 Übertragen von HPLC-Bestandsmethoden an die Massenspektrometrie
3.3.1 Übertragung einer vollständigen HPLC-Methode an ein Massenspektrometer
3.3.2 Selektierte Analyse einer unbekannten Verunreinigung – Lösemittelwechsel mittels Single-/Multi-Heartcut-Technologien
3.4 Abkürzungen
Literatur
4. Strategien für die erfolgreiche Charakterisierung von Proteinbiopharmazeutika
4.1 Einführung in Proteinbiopharmazeutika
4.2 Von der Standard- zur Hochleistungschromatographie von Proteinbiopharmazeutika
4.3 Online-Kopplung von nicht denaturierenden LC-Modi mit MS
4.4 Mehrdimensionale LC-Ansätze für Proteinbiopharmazeutika
4.5 Schlussfolgerung und Zukunftstrends in der Analyse von Proteinbiopharmazeutika
Literatur
5. Optimierungsstrategien für die HPLC-Trennung von Biomolekülen
5.1 Einleitung
5.2 Optimierung der chromatographischen Trennung
5.3 Optimierung der Geschwindigkeit einer HPLC-Trennung
5.4 Optimierung der Sensitivität einer HPLC-Trennung
5.5 Multidimensionale Trennungen (siehe auch Kap. 1)
5.6 Überlegungen bezüglich MS-Detektion (siehe auch Kap. 3)
5.7 Schlussfolgerungen und Ausblick
Literatur
6. Optimierungsstrategien in der Supercritical Fluid Chromatography (SFC) mit gepackten Säulen
6.1 Auswahl einer stationären Phase, die eine angemessene Retention und gewünschte Selektivität ermöglicht. 6.1.1 Auswahl einer stationären Phase für chirale Trennungen (siehe auch Kap. 7)
6.1.2 Auswahl einer stationären Phase für achirale Trennungen
6.2 Optimierung der mobilen Phase zur Elution aller Analyten. 6.2.1 Art des Co-Lösungsmittels
6.2.2 Anteil an Co-Lösungsmittel
6.2.3 Verwendung von Additiven
6.2.4 Probenverdünner
6.3 Optimierung von Temperatur, Druck und Flussrate
6.3.1 Auswirkungen von Temperatur, Druck und Flussrate auf das Chromatogramm
6.3.2 Gleichzeitige Optimierung von Temperatur, Druck und Flussrate
6.4 Überlegungen zur SFC-MS-Kopplung
6.5 Zusammenfassung der Methodenoptimierung
6.6 SFC als zweite Dimension in der zweidimensionalen Chromatographie
6.7 Weiterführende Literatur
Literatur
7. Optimierungsstrategien für chirale Trennungen
7.1 Enantioselektive (Chirale) Trennungen
7.2 Wie fängt man an?
7.2.1 Partikelgröße
7.2.2 Chirale Polysaccharid-stationäre Phasen als erste Wahl
Box 1:Polarität achiraler stationärer Phasen, Polysaccharid-CSPs und Elutionsmittelsysteme
Box 2:Polaritätsmodule für das Screening – NP-Modul, PO-Modul, MP-Modul, RP-Modul, SFC-PO-Modul und SFC-MP-Modul
7.2.3 Screening von gecoateten und immobilisierten Polysaccharid-CSPs im Normalphasen- und polar organischem Modus
7.2.4 Screening von gecoateten und immobilisierten Polysaccharid-CSPs im Umkehrphasenmodus
7.2.5 Screening von immobilisierten Polysaccharid-CSPs im mittlerer Polaritäts-modus
7.2.6 Screening von gecoateten und immobilisierten Polysaccharid-CSPs unter polaren organischen SFC-Bedingungen
7.2.7 Screening von immobilisierten Polysaccharid CSPs unter mittelpolaren SFC Bedingungen
7.3 SFC zuerst?
7.4 Gibt es Regeln, wie man die vorhersagen kann, welche CSP für mein Trennproblem geeignet ist?
7.5 Welches sind die am erfolgversprechendsten CSPs?
7.6 Kann man CSPS miteinander vergleichen?
Box 3:Übersicht der Polysaccharid-CSPs basieren auf Grundgerüst und Derivatisierung
7.7 „No-Gos“, Fallstricke und Besonderheiten bei der chiralen HPLC und SFC
7.8 Gradienten in der chiralen Chromatographie
7.9 Alternative Strategien zur chiralen HPLC und SFC auf Polysaccharid-CSPs
7.10 Wie löse ich Trennprobleme für Enantiomere, ohne ins Labor zu gehen?
7.11 Die Zukunft der chiralen Trennung – schnelle chirale Trennung (cUHPLC und cSFC)?
Literatur
8. Optimierungsstrategien basierend auf der chemischen Struktur der Analyte
8.1 Einleitung
8.2 Der Einfluss funktioneller Gruppen
8.3 Wasserstoffbrückenbindungen
8.4 Einfluss der Wasserlöslichkeit durch Hydratbildung bei Aldehyden und Ketonen
8.5 Bedeutet polar gleich hydrophil?
8.6 Peroxidbildung bei Ethern
8.7 Der pH-Wert in der HPLC
8.7.1 Saure funktionelle Gruppen
8.7.2 Basische funktionelle Gruppen
8.8 Betrachtungen und Löslichkeitsabschätzungen in komplexeren Molekülen
8.9 Der Octanol-Wasser-Koeffizient
8.10 Hansen-Löslichkeitsparameter
8.11 Fazit und Ausblick
Danksagung
Literatur
9. Optimierungsmöglichkeiten im regulierten Umfeld
9.1 Einführung
9.2 Vorbemerkung
9.3 Auflösung
9.3.1 Hardwareänderungen
9.3.2 Verbesserung der Peakform
9.4 Peak/Rauschen-Verhältnis
9.4.1 Verringerung des Rauschens
9.5 Variationskoeffizient, Vk
Literatur
10. Strategie zur automatisierten Entwicklung von RP-HPLC-Methoden für die domänenspezifische Charakterisierung monoklonaler Antikörper
10.1 Zielsetzung
10.2 Einführung
10.3 Automatisierte Methodenentwicklung und Software-Tools
10.4 Wechselwirkung mit Instrumenten
10.5 Säulen
10.6 Probenvorbereitung und HPLC-Analyse
10.7 Automatisierte Methodenentwicklung
10.8 Säulen-Screening
10.9 Schnelle Optimierung
10.10 Feinoptimierung und Proben-Profiling
10.11 Robustheitstests
10.11.1 Auswahl der Variablen
10.11.2 Auswahl des Versuchsplans
10.11.3 Festlegung der Bereiche für die verschiedenen Faktoren
10.11.4 Erstellung der Versuchsanordnung
10.11.5 Durchführung von Experimenten
10.11.6 Berechnung von Effekten und Auswirkung sowie numerische und grafische Analyse der Effekte
10.12 Verbesserung der Methode
10.13 Schlussfolgerungen
Literatur
11. Fusion QbD® Software: ICH-konformes Lebenszyklus-Management für analytische Methoden: Entwicklung, Validierung, Transfer
11.1 Einführung
Einsatz nach chromatographischer Trenntechnik
Einsatz bei nieder- und hochmolekularen Verbindungen
Einsatz bei der Entwicklung von Nicht-LC-Methoden
11.2 Übersicht – experimentelles Design und Datenmodellierung in Fusion QbD
11.3 Zielprofil einer analytischen Methode
11.4 APLM-Stadium 1 – Entwurf und Entwicklung des Verfahrens. 11.4.1 Voruntersuchung
11.4.2 Screening des chemischen Systems
Startpunktmethoden basierend auf der molekularen Struktur und chemischen Überlegungen
Trendgrößen und Datenmodellierung
11.4.3 Methodenoptimierung. 11.4.3.1 Optimierung der mittleren Methodenfähigkeit
11.4.3.2 In-silico-Optimierung der Robustheit – Monte-Carlo-Simulation
Ein paar Worte zu segmentierten (Multi-Step)-Gradienten und Robustheit
11.5 APLM-Stadium-2 – Verifizierung der Methodenleistung. 11.5.1 Replikationsstrategie
11.5.2 USP ⟨1210⟩ Toleranzintervall zur Unterstützung von Methodentransfers
11.6 Was folgt? – Erwartungen für 2020 und darüber hinaus
Literatur
12. Moderne HPLC-Methodenentwicklung
12.1 Robuste Ansätze für die Praxis. Generische Systeme für alle Fragestellungen
1. Das klassische Umkehrphasensystem
2. Ein System, dass primär nach π-π-Wechselwirkungen trennt
3. Ein System, welches primär nach Kationenaustausch- und Wasserstoffbrückenbindungsselektivität trennt
4. System für unpolare Analyten
5. System für polare Analyten
Fazit
12.1.1 Die maximale Peakkapazität
12.2 Ausblick
Literatur
13. Optimierungsstrategien in der HPLC aus Sicht eines Industriedienstleisters
13.1 Einleitung
13.2 Forschung und Entwicklung
13.3 Qualitätskontrolle
13.4 Prozessbegleitende Analytik
13.5 Entscheidungsbaum zur Optimierungsstrategie in Abhängigkeit vom späteren Einsatzgebiet
14. Optimierungsstrategien in der HPLC aus Sicht eines Dienstleisters – der UNTIE®-Prozess der CUP-Laboratorien
14.1 Übliche Herausforderungen für einen Dienstleister
14.2 Ein typisches, langwieriges Projekt – wie es meistens läuft und wie man es nicht machen sollte!
14.3 Wie machen wir es besser? – Der UNTIE®-Prozess der CUP-Laboratorien
14.3.1 Die Kundenbedürfnisse verstehen
14.3.2 Der Test einer existierenden Methode
14.3.3 Methodenentwicklung und -optimierung
14.3.4 Durchführung der Validierung
14.3.5 Zusammenfassung
Danksagung
Literatur
15. Optimierungsstrategien in der HPLC
15.1 Definition der Aufgabestellung
15.2 Relevante Daten für die HPLC-Analyse einer Substanz (siehe auch Kap. 8)
15.2.1 Löslichkeit
15.2.2 Säure Konstanten (pKS)
15.2.2.1 Polarität von sauren oder alkalischen Substanzen (siehe auch Kap. 8)
15.2.2.2 UV-Spektren
15.2.2.3 Einfluss auf die Peakform
15.2.2.4 Abschätzen von Säurekonstanten
15.2.3 Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient
15.2.4 UV-Absorption
15.2.5 Stabilität des gelösten Analyten
15.3 Generische Methoden
15.3.1 Generelle Methode für die Analyse pharmazeutischer Wirkstoffe
15.3.2 Erweiterungen des Einsatzbereiches
15.3.3 Grenzen dieser generellen Methode
15.3.4 Beispiel, Bestimmung von Butamiratdihydrogencitrat in einem Hustensirup. 15.3.4.1 Basisdaten, siehe Tab. 15.11
15.3.4.2 Zu erwartende Schwierigkeiten
15.3.4.3 HPLC-Methode, siehe Tab. 15.13
15.3.4.4 Beispielchromatogramm, siehe Abb. 15.11
15.4 Generelle Tipps zum Optimieren von HPLC-Methoden
15.4.1 Herstellen von mobilen Phasen. 15.4.1.1 Reagenzien
15.4.1.2 Gefäße und Flaschen
15.4.1.3 Abmessen von Reagenzien und Lösungsmittel
15.4.1.4 Herstellen von Pufferlösungen
15.4.1.5 Filtration von Lösungsmitteln und Puffer
15.4.1.6 Entgasen von mobilen Phasen
15.4.2 Blankproben
15.4.3 Festlegen von Messwellenlängen für die UV-Detektion
15.4.4 UV-Detektion bei niedrigen Wellenlängen
15.4.4.1 Lösungsmittel
15.4.4.2 Säuren und Pufferzusätze
15.4.4.3 Drift bei Lösungsmittelgradienten
15.4.5 Vermeidung von Peaktailing
Weitere Hinweise zum Thema Peaktailing
15.4.6 Messunsicherheit und Methodendesign
15.4.6.1 Einwaage respektive Einmaß
15.4.6.2 Verdünnungen
15.4.6.3 HPLC-Analyse
Peakform/Auftrennung
Detektion
Kalibrierung/Kalibriermodell
15.4.6.4 Interne Standards
15.5 Säulendimension und Partikelgrößen
Literatur
16. Optimierungsstrategien für Ihre HPLC – Agilent Technologies
16.1 Erhöhung der Trennleistung: Zero Dead Volume Fittings
16.2 Trennleistung: Minimierung der Dispersion
16.3 Erhöhung des Durchsatzes – verschiedene Wege zur Senkung der Analysenlaufzeit
16.4 Minimale Verschleppung für die Spurenanalytik: Multiwash
16.5 Steigern Sie die Leistung Ihrer vorhandenen Systeme – modular oder schrittweise Aufrüstung bestehender Systeme
16.6 Erhöhen Sie Automatisierung, Benutzerfreundlichkeit und Reproduzierbarkeit mit den Merkmalen einer quaternären High-End-UHPLC-Pumpe
16.7 Automatisierung erhöhen: Lassen Sie Ihren Autosampler die Arbeit machen
16.8 System für mehrere Anwendungen: Multimethoden- und Methodenentwicklungssysteme
16.9 Kombinieren Sie Probenvorbereitung mit LC-Analyse: Online SPE
16.10 Leistungssteigerung mit einer zweiten chromatographischen Dimension: 2D-LC (siehe auch Kap. 1)
16.11 Think different! Verwenden Sie überkritisches CO2 als Eluent: SFC – Supercritical Fluid Chromatography (siehe auch Kap. 6)
16.12 Bestimmen Sie verschiedene Konzentrationsbereiche in einem System: hochauflösende Bereichs-HPLC (HDR)
16.13 Automatisieren Sie sogar Ihren Methodentransfer von anderen LC-Systemen: Intelligent System Emulation Technology (ISET)
16.14 Zusammenfassung und Schlussfolgerung
Literatur
17. Den Anwender starkmachen – Optimierung durch Individualisierung
17.1 Einleitung
17.2 Die eigenen Anforderungen definieren. 17.2.1 Lastenheft, Zeitplan oder Maßnahmenkatalog
17.2.2 Personaloptimierungen helfen, die HPLC besser zu nutzen
17.2.3 Zeitintensive Methodenoptimierungen planvoll meistern
17.2.4 Optimierungen auf Geräteebene müssen nicht immer eine Investition bedeuten
17.3 Ein Assistent eröffnet viele neue Möglichkeiten. 17.3.1 Wenn das HPLC-System zukünftig einfach mehr können muss
17.3.2 Individuelle Optimierungen mit einem Assistenten
17.3.2.1 Automatische Methodenoptimierung und Säulenscreening
17.3.2.2 Ein neuer Blick auf Fraktionierung, Probenaufarbeitung und Peak Recycling
17.3.2.3 Kontinuierliche Chromatografie, ein neues Level der Aufreinigung
17.4 Die verbauten Materialien im Fokus der Optimierung. 17.4.1 Benetzte vs. trockene Bauteile
17.4.1.1 Chemikalienresistenz benetzter Bauteile
17.4.1.2 Bioinerte Bauteile
17.4.1.3 Materialzertifizierung
17.5 Softwareoptimierung erfordert Offenheit
17.6 Ausblick
18 (U)HPLC-Grundlagen und darüber hinaus
18.1 Typische (U)HPLC-Betriebsparameter und ihre Auswirkung auf die chromatographische Leistung
18.1.1 Kompressibilität
18.1.2 Lösungsmittelzusammensetzung und Injektionsvolumina
18.1.3 Diodenarray-Detektor: Spaltbreite
18.2 „Analytical Intelligence“ – AI, M2M, loT – wie moderne Technologie die Praxis in der Routine erleichtern kann. 18.2.1 Automatische Selbstdiagnose und Wiederherstellung erhöhen die Zuverlässigkeit
18.2.2 Innovative Datenverarbeitung für bessere Auflösung, was Anwender in der Chromatographie von der Spektroskopie lernen können
18.2.3 Wartungsintervalle gezielter planen und Stillstandzeiten vermeiden
Literatur
19. Herausforderungen in modernen HPLC-Laboratorien
19.1 Vanquish Core, Flex und Horizon – drei Performance-Level für spezifische Herausforderungen unserer Zeit
19.2 Intelligente und eigenständige HPLC-Geräte
19.3 2D-LC zur Analyse komplexer Proben und für weitere Automatisierungsmöglichkeiten (siehe auch Kap. 1)
19.3.1 Schleifenbasierte Single-Heartcut 2D-LC
19.3.2 Schleifenbasierte Multi-Heartcut-2D-LC
19.3.3 Trapbasierte Single-Heartcut 2D-LC zur Modulation der Elutionskraft der übertragenen Fraktion
19.3.4 Trapbasierte Single-Heartcut 2D-LC mit dem Dual Split Sampler
19.4 Software-assistierte automatisierte Methodenentwicklung
Literatur
20. Systematische Methodenentwicklung mit einem analytischen Quality-by-Design-Ansatz unter Verwendung von Fusions-QbD und UPLC
Literatur
Stichwortverzeichnis. Symbole
A
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W
Z
WILEY ENDBENUTZER-LIZENZVEREINBARUNG
