Separazione HPLC automatizzata usando LC-mate: un autocampionatore ripetitivo integrato e un collettore di frazioni per la purificazione su scala microscala
27 febbraio 2026
Fu sviluppato un autocampionatore integrato e un collettore di frazioni (LC-mate) per automatizzare separazioni ripetitive HPLC. Compatibile con i rivelatori HPLC che emettono segnali analogici, LC-mate migliora le prestazioni dei sistemi manuali e accelera i flussi di lavoro di ricerca che dipendono dalla cromatografia liquida ad alte prestazioni.
La nostra ricerca si concentra sulla progettazione di uno strumento che si collega direttamente ai sistemi HPLC per automatizzare tutti quei passaggi manuali ripetitivi. L'iniezione manuale del campione e la raccolta delle frazioni sono molto tediose. LC-Mate offre una soluzione automatizzata multipiattaforma per la purificazione dei campioni HPLC.
Per cominciare, verifica le connessioni idrauliche con solventi tra il sistema HPLC, il LC-Mate e la colonna cromatografica per garantire i corretti percorsi di flusso. Per verificare la connessione della linea di trasmissione del segnale tra il rivelatore UV e LC-Mate, collegare il filo nero al terminale rosso e il filo bianco al terminale nero per corrispondere alla polarità del segnale analogico in uscita. Osserva il display LC-Mate per confermare che la forma d'onda del segnale analogico sia presente.
Se non è visibile alcuna forma d'onda, inverti le connessioni dei fili collegando il filo nero al terminale nero e il filo bianco al terminale rosso. Per verificare la connessione di innesco tra il rivelatore ultravioletto e il LC-Mate, collega l'estremità singola del cavo dati alla porta di uscita del rivelatore ultravioletto. Collega i fili nero e bianco dall'altra estremità del cavo ai terminali neri e blu rispettivamente sul LC-Mate. Stringi i terminali per garantire una connessione salda al grilletto.
Successivamente, assicurati il corretto avvio del sistema HPLC e del LC-Mate. Clicca sull'icona LC Mate nell'interfaccia per eseguire automaticamente il programma di auto-test del sistema e inizializzare i moduli hardware chiave. Attendi il breve segnale di prompt e la scomparsa del messaggio di auto-test per confermare che l'inizializzazione è completa.
Configurare le condizioni di separazione dell'HPLC e avviare l'eluzione per bilanciare la colonna. Nell'interfaccia di test, inserisci il volume di iniezione, il tempo di eluzione e i tempi di ripetizione, poi premi l'icona Start per avviare l'auto-campionatore, il collettore di frazioni e l'operazione HPLC. Identificare condizioni di separazione possibili, inclusi risoluzione, durata di utilizzo, tempo di ritenzione, volume di iniezione e lunghezza d'onda ultravioletta.
Seleziona il modulo funzione Threshold sul lato sinistro dell'interfaccia per aprire la schermata di impostazione dei parametri. Inserisci il volume di iniezione, i tempi di ripetizione, la soglia e il tempo di eluzione, e premi Start per iniziare il funzionamento automatico. Monitorare gli indicatori di stato.
Osservare l'iniezione in corso per confermare l'introduzione del campione. Controlla l'indicatore Separazione in corso per verificare che la separazione cromatica sia in corso. Nota l'indicatore di svuotamento della siringa per identificare quando la siringa sta purgando liquidi residui.
Per eseguire la raccolta delle frazioni basata sul tempo, seleziona il modulo di raccolta temporale dal lato sinistro dell'interfaccia per aprire il menu dei parametri. Volume di iniezione di input, tempi di ripetizione, tempo di eluzione e tempi di raccolta richiesti. Premi il pulsante Start per avviare la sequenza automatica ripetuta.
Successivamente, seleziona il modulo funzione Raccogli Tutto sul lato sinistro dell'interfaccia. Imposta un valore di soglia di raccolta per raccolere tutti i picchi cromatografici separatamente. Per la pulizia della tubazione, inserire la tubazione di iniezione del campione automatico in una piccola bottiglia contenente solvente pulito.
Seleziona il modulo Purificazione dal lato sinistro dell'interfaccia per aprire il menu dei parametri. Poi imposta il volume di iniezione tra zero e 1000, e i tempi di ripetizione per la pulizia della pipeline dell'iniettore. Clicca su Pulizia qui sotto Pulizia completata per iniziare la pulizia della tubatura dell'iniettore.
Monitora il conteggio dei cicli per tenere traccia dei cicli di lavaggio completati. Imposta l'orario di pulizia per la pulizia della pipeline di raccolta. Clicca su Pulizia sotto Pipeline Attuale per iniziare la pulizia della pipeline di raccolta.
Monitorare il display attuale della pipeline per confermare la pulizia sequenziale dalla pipeline 0 alla pipeline 10. Abilita il salvataggio automatico per permettere al sistema di salvare i cromatogrammi dopo ogni ciclo di eluzione. In alternativa, clicca sul pulsante Salva dopo l'eluzione per salvare manualmente i dati.
Dopo aver inserito i metadati nella finestra di dialogo, scegli la posizione di archiviazione tra la memoria locale, una scheda SD o un drive seriale universale esterno. La separazione semi-preparativa dell'HPLC con LC-Mate ha permesso di ottenere un'iniezione continua e stabile del campione e la raccolta delle frazioni durante la purificazione del 2"O-galloyl-ipersido. Le impurità minori venivano effettivamente rimosse per ottenere un 2"O-galloyl-iperosido purificato utilizzando il sistema LC-Mate.
Durante la purificazione di floridzina e trilobatina, sono state inoltre ottenute con successo l'iniezione continua e stabile di campioni e la raccolta di frazioni. Dimostrando che il sistema LC-Mate migliora significativamente l'efficienza operativa riducendo notevolmente l'intervento manuale. La deviazione standard relativa dell'area massima di iniezione a anello completa è stata dello 0,813%, indicando un'eccellente stabilità e riproducibilità delle iniezioni di LC-Mate.
Questo sistema facilita la purificazione automatica e la raccolta precisa delle frazioni per flussi di lavoro HPLC su scala macro efficienti. La corretta variante del segnale, la corretta selezione della modalità e l'impostazione dei parametri sono fondamentali per l'applicazione efficace dello strumento LC-Mate. Stiamo pianificando di aumentare la capacità del canale e integrare nuovi rivelatori per una migliore compatibilità multipiattaforma.
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Panoramica
Questo articolo presenta lo sviluppo e l'applicazione di LC-Mate, un autosampler e un frazionatore integrati progettati per automatizzare i passaggi ripetitivi nei flussi di lavoro della cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC). LC-Mate si interfaccia direttamente con i rivelatori HPLC commerciali, automatizzando l'iniezione del campione e la raccolta delle frazioni per migliorare l'efficienza, la riproducibilità e ridurre il lavoro manuale nei processi di purificazione dei composti.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Chimica Analitica
- Analisi Strumentale
- Purificazione di Prodotti Naturali
Sfondo
- L'iniezione manuale del campione e la raccolta delle frazioni in HPLC sono operazioni lunghe e soggette a variabilità.
- L'automazione nella purificazione HPLC è sempre più importante sia per i laboratori accademici che industriali.
- Le soluzioni esistenti potrebbero non essere compatibili con tutti i sistemi HPLC o potrebbero mancare di interfacce intuitive.
- Esiste la necessità di strumenti di automazione accessibili e multipiattaforma per colmare il divario tra flussi di lavoro manuali e completamente automatizzati.
Scopo dello studio
- Sviluppare un sistema automatizzato (LC-Mate) per l'iniezione di campioni in HPLC e la raccolta di frazioni.
- Migliorare l'efficienza operativa e la riproducibilità nella purificazione HPLC su scala micro e preparativa.
- Dimostrare la compatibilità e le prestazioni di LC-Mate con rivelatori HPLC commerciali.
Metodi Utilizzati
- Integrazione di LC-Mate con sistemi HPLC tramite connessioni di segnale analogico ai rivelatori.
- Utilizzo di una valvola commutatrice a sei vie ad alta pressione per l'iniezione automatizzata del campione.
- Valvola selettore per la raccolta automatizzata delle frazioni, controllata tramite un'interfaccia touchscreen.
- Dimostrazione della purificazione automatizzata di prodotti naturali (ad esempio, 2"O-galloyl-hyperoside, filoridzina, trilobatina).
Risultati principali
- LC-Mate ha permesso un'iniezione continua e stabile del campione e la raccolta delle frazioni durante la purificazione mediante HPLC.
- Significativa riduzione del tempo di manipolazione manuale e miglioramento dell'efficienza operativa.
- Alta riproducibilità dimostrata da una deviazione standard relativa dello 0,813% nell'area del picco di iniezione.
- Rimozione efficace delle impurità e purificazione con successo dei composti target.
Conclusioni
- LC-Mate offre una soluzione pratica e accessibile per l'automazione dei flussi di lavoro HPLC convenzionali.
- Il sistema colma il divario tra allestimenti manuali e quelli completamente automatizzati per la purificazione.
- I futuri miglioramenti si concentreranno sull'aumento della capacità dei canali e sulla compatibilità con i rivelatori.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
L'iniezione automatica del campione in HPLC e la raccolta delle frazioni risolvono un collo di bottiglia critico nei flussi di lavoro di purificazione dei composti, influenzando direttamente la produttività e la riproducibilità nei laboratori di scoperta e analitici. Il sistema LC-Mate consente una purificazione su scala microscopica scalabile e senza intervento manuale, supportando volumi campione più elevati e riducendo la variabilità dell'operatore. Questa automazione migliora il progresso del portafoglio garantendo output analitici coerenti e di alta qualità per le decisioni successive in ricerca e sviluppo.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione dell'Obiettivo
- Consente una purificazione rapida e riproducibile di molecole di piccole dimensioni e prodotti naturali per studi di validazione del bersaglio.
- Riduce l'intervento manuale, minimizzando gli errori di manipolazione del campione e aumentando l'affidabilità dei dati.
- Permette l'isolamento ad alto rendimento di composti, accelerando i cicli di ricerca basati su ipotesi.
Sviluppo di screening e saggi
- Prepara composti purificati per lo sviluppo di saggi con qualità e rese costanti.
- Standardizza la preparazione dei campioni, migliorando la riproducibilità tra diverse campagne di screening.
- Semplifica flussi di lavoro scalabili per la generazione e la validazione di librerie di composti.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Fornisce una purificazione affidabile per la caratterizzazione e gli studi di formulazione di composti preclinici.
- Garantisce la continuità della qualità analitica dalla fase di scoperta fino alla validazione preclinica.
- Riduce il rischio di variabilità tra lotti nei processi di ricerca traslazionale.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
LC-Mate si integra nel continuum analitico e di purificazione, collegando flussi di lavoro HPLC manuali e automatizzati dalla fase iniziale della scoperta fino alla ricerca preclinica.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi fornendo composti ad alta purezza per studi meccanicistici.
- Screening: Fornisce risultati quantitativi e riproducibili per campioni pronti per i saggi.
- Analisi: Permette una misurazione precisa e il confronto della purezza e rese dei composti tra diversi lotti.
- Ricerca traslazionale: Mantiene una coerenza analitica per la validazione di biomarcatori e composti guida.
- Riutilizzo aziendale: Offre una capacità di automazione multipiattaforma adattabile a diversi sistemi HPLC e flussi di lavoro.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella purificazione dei composti.
- Valore operativo: Consente una purificazione standardizzata, riproducibile e scalabile con minimo intervento manuale.
- Valore strategico: Migliora la qualità delle decisioni di avanzamento o interruzione e l'efficienza del capitale riducendo la variabilità analitica.
- Impatto sul portafoglio: Permette la priorizzazione e la progressione basate su un adeguato bilanciamento del rischio dei candidati nella fase di scoperta e preclinica.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nell'uso dell'HPLC e nell'integrazione di segnali analogici.
- Necessita di strumentazione compatibile e di un'infrastruttura per la gestione dei dati per un'integrazione fluida del flusso di lavoro.
- Richiede la standardizzazione condivisa tra i team dei parametri di purificazione e degli output dei dati.
- Adattabile a diversi detector HPLC e scale di purificazione con una configurazione adeguata.
- Dipende da un corretto cablaggio dei segnali, dalla selezione della modalità e dalle impostazioni dei parametri per prestazioni ottimali.
