多維色譜在液相上有哪些新突破?

色譜學堂2018-12-29 04:47:32

牛穎、風雪夜歸人/翻譯

色譜學堂/校正

關於多維氣相色譜,你以為你以為的就是你以為的嗎”中,我們提到了多維色譜的概念在氣相系統中的推進,作為姊妹篇,本篇文章我們將跟大家説説液相上的多維色譜又將如何。

 

2017年6月,第45屆高效液相分離及相關國際研討會(HPLC2017)在捷克布拉格舉行

和往屆一樣,本屆盛會通過座談會及展覽,介紹了很多關於液相分離領域的最新研究。比較突出的是,會議對於多維液相色譜的關注度明顯高於以往。


業界大拿Gert Desmet 和Pat Sandra 教授的所有談話當中,他們都一再表示,為了顯著提高液相色譜的性能,我們必須從一維液相色譜分離向二維液相色譜拓展


這個概念並不算得上新鮮,但目前在理論和儀器系統方面的進步已經讓一些非專業人士也能夠經常使用了,實現在更大範圍內解決各種各樣的分析難題。


那麼,就將來的趨勢而言,我們該向何處去呢?


雖然目前一些經驗豐富的科學家已經讓二維液相色譜進一步產品化,以此證明了這項技術的實力;並且,相比在小生境技術上(niche technique)所做的,將會發揮出更大的作用。


我們還不能清楚地確定,五年內究竟二維液相色譜在所有液相應用中所佔的比重。對於目前正在徘徊是否要使用二維液相色譜的用户來説,儀器的成本、使用方便性、穩定性是最關注的問題。


幾年前,能否在標準化的環境(也就是質量控制實驗室(QC))中使用二維液相色譜,是大家討論的影響二維液相色譜應用範圍最重要的一個問題。

目前,就這個問題至少有了一個可以算得上的回答。剛好在去年,有兩篇論文,正好都是關於QC環境中使用二維液相色譜的方法。


一篇是關於Largy和Delobel等人建立了一種使用中心切割的2D-LC-MS方法來分析一種蛋白質治療的藥物。

另一篇是關於 Yang,Zhang等人建立一種使用中心切割的2D-LC方法來分析小分子藥物。


更加重要的信息是,該小組可以通過使用一維方法現有的驗證框架來對二維方法進行驗證。

上圖:GNE1和相關雜質的1D分離。與GNE1及其同構雜質的2DDT分離。


從筆者的角度,接下來幾年中二維液相色譜發展面臨的最大問題是方法的開發


對於新用户來説,方法開發中所要優化的變量太多了。問題在於我們應該如何開發一套概念、方案和儀器系統部件來精簡方法的開發,還不能影響這個技術本身潛在的性能。


實際上這些方案的一些小模塊已經有了,比如,許多研究小組使用帕累托最優想法來優化二維分離的最大峯容量來作為分析時間的函數。(論學好數學的重要性!)


Peter Scheonmaker的團隊就開發了一種軟件來優化一個實際樣品的二維液相分辨率。

上圖原文參閲:B.W.J.Pirok, S. Pous-Torres, C. Ortiz-Bolsico, G. Vivó-Truyols, and P.J.Schoenmakers, J. Chrom. A 1450, 29–37, doi:10.1016/j.chroma.2016.04.061 (2016).


在這次會議上,Kelly Zhang博士描述了其團隊在二維液相方法開發中針對如何簡化色譜柱選擇所做的努力。這是至關重要的關鍵一步,令人興奮,毫無疑問將會對該領域產生很大的影響。


儘管我同意Venkatramani博士的觀點——二維液相色譜“so far so good”了,但我們很難預測在接下來的幾年裏一定還會有多少的推進。


從最近的研究中,我們可以看到在相同的分析時間內,二維液相色譜比一維液相色譜具有更高的分離能力;在不降低分辨率的情況下可以顯著提高分離速度


而對於使用者來説,他們能否意識到這項技術的潛能,並樂於去實施,取決於做起來有多方便


目前在生物製藥材料(會越來越複雜的一類材料)的分析上,應用二維液相色譜有了巨大進展。


相信如同美國食品藥品監督管理局最近指出的,在這個領域工作的科學家和其他實驗人員將會找到一種通用分析方法,來實現在粗生物反應器上清液中表徵治療性抗體,這些都非常精彩,令人無法抗拒,敬請期待下一步會出現什麼吧!

上圖:用2D-LC-MS分析一種Mab藥物產品中聚乙酯20的分子異質性。在1D中消除了蛋白質干擾,並通過二維分離揭示了聚乙酯的結構。MS被用來識別這些部件,並作為3D工具來進一步揭示每種聚乙酯的聚合分佈。


原文鏈接:

http://www.chromatographyonline.com/multidimensional-liquid-chromatography-breaking-through

Dwight R.Stoll. Multidimensional Liquid Chromatography Is Breaking Through, LCGC Volume 35, Issue 8, Aug 01, 2017



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範氏方程

氣相毛細管柱的範氏方程。



二維氣相

沒有一根色譜柱能分離所有的化合物,尤其是複雜樣品的定性分析。那我們能否追本溯源,從分離出發,用色譜得到更乾淨的信號呢?這就是全二維氣相想解決的問題。



二維氣相

我們給大家講了二維氣相的基本原理和應用,那它具體是如何實現的呢?



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