ChromSword

ChromSword - vývoj metod a simulace separace pro HPLC

S vývojem a použitím sorbentů a kolon pro HPLC úzce souvisí podpora uživatele po stránce aplikační, která vytváří důležitou zpětnou vazbu. Tato potřeba není často oboustranně dostatečně akceptována, nebo množství potřebných aplikací překračuje možnosti komunikace mezi výrobcem a uživatelem.

Skutečností je, že pro řadu nových a chromatograficky neprozkoumaných látek jsou aplikace nedostupné. Pokud uživatel není expert přes hledání aplikací na Internetu a nemá oprávnění vstupovat do rozsáhlých komerčních databází, zbývá jen metodu vyvinout vlastními silami. To je mnohdy spojeno se značnou spotřebou kolon, rozpouštědel a hlavně času, zejména při hledání podmínek preparativního dělení.

Existují však produkty, které tyto problémy řeší. Program ChromSword nenabízí prostou optimalizaci složení mobilní fáze, je prostředkem pro simulaci chování molekuly v prostředí mobilní a stacionární fáze za daných podmínek (teplota, pH) na základě znalosti její struktury, tj. nabízí mnohem více než podobné produkty, které jsou v současné době na trhu.

ChromSword reprezentuje nový pohled na vývoj HPLC metod. Kombinuje fyzikálně chemické parametry s již naměřenými daty a na jejich základě provádí optimalizaci zvolených parametrů. V případě použití reverzní fáze je možno provést první odhad jen na základě znalosti struktury. Velmi rychlý algoritmus pak umožňuje optimalizaci vícekrokového gradientu pro normální i reverzní fázi i pro ionexovou HPLC. Výsledkem je metoda pro komplikovanou separaci vyvinutá v rekordním čase. ChromSword obsahuje databáze s parametry více než 20 komerčně dostupných kolon s reverzní fází a s parametry vody, methanolu, acetonitrilu a tetrahydrofuranu. Struktury pro dané látky je možno nakreslit ve vestavěném strukturním editoru ChromDraw.

Použití ChromSwordu v případě reverzní fáze je možné pro řešení následujících úloh:

predikce optimálního množství methanolu, acetonitrilu nebo tetrahydrofuranu v mobilní fázi pro izokratickou eluci nebo gradientového profilu pro gradientovou eluci s ohledem na přijatelnou retenci směsi látek na základě znalosti jejich struktury,
simulace chromatografického chování a chromatogramů směsi látek na různých kolonách a v různých mobilních fázích,
optimalizace koncentrace organického rozpouštědla v mobilní fázi,
optimalizace pH mobilní fáze,
optimalizace teploty mobilní fáze,
optimalizace gradientového profilu automaticky pro lineární a krokové gradienty,
stanovení parametrů kolony s reverzní fází, která je zodpovědná za retenci a selektivitu separace,
analýzu příčin špatné nebo dobré separace,
převedení chemické struktury do příslušných strukturních elementů,
stanovení parametrů látek (parciální molární objem ve vodě, energie interakce s vodou -DG, hodnota pK) z chromatografických dat,
výpočet eluotropických směsí 2-8 rozpouštědel,
Pro použití normální (přímé) fáze:
optimalizace teploty mobilní fáze,
optimalizace koncentrace modifikátoru mobilní fáze,
analýza příčin špatného nebo dobrého rozlišení,
Pro použití ionexů
optimalizace teploty mobilní fáze:
optimalizace pufru nebo koncentrace solí v mobilní fázi,
analýza příčin špatného nebo dobrého rozlišení,
Pro každý typ chromatografie:
tvorba kalibrací a kvantitativní analýza s použitím interního standardu.

V praxi se práce s programem ChromSword skládá z několika kroků:

1. Nakreslení strukturního vzorce.
2. Vypočtení prvního odhadu (jen na základě struktury).
3. Získání experimentálních dat (možno importovat v případě systému Lachrom).
4. Pokud je separace uspokojivá, zadání dat, pokud ne, možno provést optimalizaci gradientu.
5. Výpočet dalšího přiblížení.
6. Rozhodnutí, zda je simulace separace uspokojivá, pokud ne, opakovat kroky 3-5.
7. Případná optimalizace podle teploty a pH.

Optimalizaci je možno provádět ve zvolených stupních volnosti, např. beze změny kolony. Obecně je systém schopen navrhnout optimální kolonu, koncentraci modifikátoru, teplotu atd.

Program ChromSword je k dispozici v demonstrační verzi (na 3,5'' disketě), komerční je k dispozici v běžné i síťové verzi. Je určen pro práci v OS Windows 3.1, Windows 95 a Windows NT.

Milan Kalina