药物化学：HPLC制备样品高效浓缩的新思路

制备型反相高效液相色谱 (HPLC) 可分离高纯度化合物，被广泛应用于化学、制药、生物技术和生物化学行业。由于其分离纯度高，在小分子药物化合物、寡核苷酸、多肽、天然产物的药物合成中成为必不可少的纯化手段。

图1：HPLC纯化在药物中的案例

HPLC馏分是什么？

HPLC馏分是含有水和极性有机溶剂（如乙腈/水或甲醇/水），为了更好的分离杂质，反向HPLC流动相中通常会添加0.1%三氟乙酸（TFA）。

1、HPLC馏分浓缩面临的问题

药物发现中，为了建立文库或通过高通量筛选确定合适的靶标，药物合成后需要进行大量纯化、筛选、分析工作，每天需要处理大量的HPLC馏分，前处理所花费的时间高达61%。

处理HPLC馏分浓缩时可能出现的瓶颈：

1. 药物种类多变，样品体积、样品容器、溶剂比例不一；

2. 样品量巨大，处理时间长；

3. 甲醇/乙腈的沸点较低，在蒸发过程容易产生暴沸；

4. 直接浓缩干燥很难得到干燥蓬松的*产物。

2、提升效率的关键点

新药研发就是与时间赛跑，提高效率就是节省金钱。

因此，提高样品平行浓缩的效率，就必须解决样品前处理中高通量和自动化的问题，在药物发现CRO企业中尤为重要。 

高通量

为满足药物高通量筛选要求，Genevac HT-12高端智能的蒸发系统提供高通量处理量，同时处理上百个到上千个样品，上百种转子可选，满足各类化合物体积不一和高通量的浓缩需求。

样品完整性

现代药物化学中，保持样品的质量和完整性非常重要。Dri-pure防暴沸技术，利用梯度真空和高转速的原理，有效防止低沸点溶剂暴沸，避免样品交叉污染。（点击查看往期内容：实力解析：如何防止混合溶剂“碰撞”导致的样品损失）

自动化

以下是实验室一般处理流程及Genevac的处理流程的对比图——

Genevac通过SampleGenie技术简化实验流程，直接将样品浓缩到小瓶中，避免样品转移带来的损失，并可以节约浓缩时间，以方便后续处理。

图2：实验室一般处理流程

图3：Genevac处理流程简化方案

3、如何从HPLC馏分中高效得到干燥蓬松的*产物？

药物研发实验室的要求是将样品干燥成蓬松的粉末状，以便准确称量样品、二次取样、复溶和储存，因此，冷冻干燥是实验的首选技术。但是常规的冷冻干燥系统一方面处理时间长，另一方面难以处理有机溶剂，因为有机溶剂很容易产生暴沸，并因此损坏真空泵，造成样品损失。而使用传统的蒸发技术难以得到蓬松的样品。

LyoSpeed™技术

快速冻干法（LyoSpeed™）是一个两全其美的方法：一种快速，能够得到彻底干燥和蓬松样品的方法。该方法同时也适用于难以干燥的样品，尤其适用HPLC馏分干燥。利用先浓缩后冻干的程序，蒸发程序包含以下阶段：

1) 使用Dri-pure防暴沸技术& 40mbar的压力下去除部分大部分有机溶剂；

2) 自动排液放出有机溶剂（ADD冷阱自动排液功能）；

3) 真空度降至8mbar，快速蒸发大部分水；

4) 关闭红外灯，极低的真空度下使样品冷冻变成固态；

5) 在全真空下加热一定时间以加速升华；

6) *在全真空不加热的条件下直至样品完全冷冻干燥。

图4：快速冻干过程

Lyospeed法比只用冻干的方法速度更快，同时比只用蒸发的方法得到更加干燥和蓬松的样品。

4、案例分享

将15ml 0.01M 布洛芬钠盐溶液溶解在40%乙腈水混合物中并装入20ml闪烁瓶，使用Lyospeed技术平衡浓缩和冻干过程，在HT系列溶剂蒸发工作站进行快速冻干。下图显示传统离心浓缩样品与快速冻干样品之间的差异，快速冻干的样品更加蓬松，更利于样品的复溶。

图5：传统蒸发结果  

图6：快速冻干结果

Lyospeed技术兼容EZ-2 4.0 Elite离心浓缩系统和Genevac HT 3i系列溶剂蒸发工作站，由足够好的无油真空泵、自动除霜和排液的冷阱以及一个灵活、可编辑方法的软件组成。

EZ-2 4.0 Elite离心浓缩系统 

HT 3i系列溶剂蒸发工作站

参考文献：

Genecac_TechArticle_Drying of Problematic Purification Samples by Lyophilisation in a Centrifugal Evaporator - with “Fluffy” Results