Waters ACQUITY UPLC I-Class Plus

Назначение

Waters ACQUITY UPLC I-Class PLUS - бинарная система сверхвысокоэффективной жидкостной хроматографии (УВЭЖХ), спроектированная для решения наиболее сложных аналитических задач, требующих максимальной чувствительности, разрешения и воспроизводимости. Система относится к флагманской линейке ACQUITY UPLC и позиционируется как инструмент для лабораторий, работающих на переднем крае исследований, где LC-MS играет ключевую роль.

Основное назначение прибора - разделение и количественное определение компонентов в сложных матрицах при минимальных объемах проб. Система обеспечивает давление до 1240 бар (18 000 psi) при расходе до 1 мл/мин и до 830 бар при расходе до 2 мл/мин, что позволяет эффективно использовать колонки с частицами менее 2 мкм. Бинарный менеджер растворителей (BSM) обеспечивает точное смешивание двух каналов, при этом два встроенных клапана выбора растворителей дают доступ к четырем подвижным фазам.

Модель I-Class PLUS является эволюцией линейки I-Class: по сравнению с предшественником улучшены показатели остаточного переноса (carryover) - менее 0,001% вместо 0,004%, а точность дозирования повышена до 0,25% RSD вместо 0,5% RSD. Эти улучшения критичны для следовых анализов и работы с соединениями, обладающими высокой фармакологической активностью.

Ключевые технологии

В основе системы лежит несколько фирменных технологий Waters, определяющих её производительность.

Бинарный менеджер растворителей (BSM) обеспечивает прецизионное смешивание при высоком давлении. Диапазон расходов составляет от 0,001 до 2,000 мл/мин с шагом 0,001 мл/мин. Стандартный смеситель объемом 50 мкл может быть заменен на опциональные варианты 100 или 380 мкл в зависимости от требований конкретного приложения. Минимальный объем задержки (delay volume) в диапазоне 75-110 мкл обеспечивает быстрые градиенты и короткое время анализа, что особенно важно при работе с масс-спектрометрическим детектированием.

Менеджер проб с проточной иглой (SM-FTN) - ключевой компонент, обеспечивающий сверхнизкий остаточный перенос. Конструкция проточной иглы минимизирует мертвые объемы и обеспечивает эффективную промывку инъекционного тракта. Диапазон вводимых объемов составляет от 0,1 до 50 мкл. Температура образцов поддерживается в диапазоне от 4 до 40 °C, а ёмкость автосэмплера расширяется до 20 планшетов при использовании органайзера образцов.

Сверхнизкая дисперсия системы - одно из главных конкурентных преимуществ. Внеколоночное размывание (band spread) составляет около 4 мкл, что позволяет сохранять узкие пики, формируемые колонками с субмикронными частицами. Это напрямую влияет на чувствительность при масс-спектрометрическом детектировании: более узкие пики обеспечивают более высокое отношение сигнал/шум.

Колоночный термостат (CH-A) поддерживает температуру колонок в диапазоне от 20 до 90 °C и вмещает до двух колонок длиной 150 мм и диаметром до 4,6 мм. Активный преднагрев подвижной фазы снижает температурный градиент внутри колонки.

Система совместима с детекторами PDA, TUV, FLR, RI, ELS, а также с масс-спектрометрами Waters, что делает её универсальной платформой для различных методов детектирования. Программное обеспечение включает Empower, MassLynx, UNIFI и ряд сторонних пакетов.

Для кого подходит

ACQUITY UPLC I-Class PLUS ориентирована прежде всего на следующие категории пользователей и лабораторий:

• Фармацевтические R&D-лаборатории, занимающиеся разработкой методов анализа лекарственных средств, в том числе высокоактивных препаратов. Сверхнизкий остаточный перенос критичен при анализе сильнодействующих субстанций, где даже следовые количества загрязнений могут исказить результаты.

• Биоаналитические лаборатории, работающие с терапевтическими белками, антителами и другими биологическими молекулами. Низкая дисперсия системы позволяет получать максимальную эффективность разделения для крупных молекул.

• Лаборатории пищевой безопасности, выполняющие следовой анализ пестицидов, микотоксинов и других контаминантов в сложных пищевых матрицах.

• Центры протеомики и метаболомики, где требуется максимальное хроматографическое разрешение при работе с масс-спектрометрами высокого разрешения.

• Контрактные исследовательские организации (CRO), которым необходима высокая производительность и воспроизводимость результатов при серийных анализах.

Важно отметить, что данная система является бинарной и не поддерживает четырехкомпонентное градиентное элюирование без дополнительных модулей. Для лабораторий, которым требуется квартернарное смешивание или более простые рутинные анализы, линейка H-Class PLUS может оказаться более экономичным решением. Также стоит учитывать, что максимальный расход 2 мл/мин ограничивает применение колонок стандартного аналитического диаметра (4,6 мм) на высоких линейных скоростях - система оптимизирована для колонок диаметром 2,1 мм и менее.

Стоимость владения системой выше среднего по рынку УВЭЖХ: расходные материалы Waters, сервисное обслуживание и лицензии на программное обеспечение формируют заметную долю текущих затрат. Кроме того, проточный тракт выполнен из нержавеющей стали, что может ограничивать применение с некоторыми биологически активными соединениями, склонными к неспецифической адсорбции на металлических поверхностях. Для таких задач Waters предлагает отдельную модель ACQUITY Premier с технологией MaxPeak HPS.

Особенности эксплуатации

При вводе системы в эксплуатацию необходимо учитывать ряд практических аспектов.

Габариты и размещение. Система в типичной конфигурации (BSM, SM-FTN, CH-A) имеет размеры 34,3 x 71,1 x 71,2 см (ширина x высота x глубина). Стековая конструкция позволяет размещать модули вертикально, экономя пространство на лабораторном столе, однако требует устойчивого основания.

Диапазон pH подвижных фаз составляет от 1 до 12,5, что покрывает большинство стандартных хроматографических методик. Тем не менее при работе с крайними значениями pH рекомендуется усиленный контроль состояния уплотнений и капилляров.

Обслуживание. Регулярная замена уплотнений насоса, промывочных растворителей и фильтров на входе является обязательным условием стабильной работы. Waters рекомендует проведение превентивного обслуживания не реже одного раза в год силами сертифицированных инженеров. Расход промывочного растворителя для иглы автосэмплера нуждается в постоянном контроле, поскольку именно промывка обеспечивает заявленный уровень остаточного переноса.

Совместимость с колонками. Система оптимизирована для работы с колонками ACQUITY UPLC и CORTECS с частицами 1,6-1,8 мкм, однако совместима и с колонками сторонних производителей при условии соблюдения ограничений по давлению и диаметру. Использование колонок CORTECS с твердым ядром (1,6 мкм) позволяет достигать максимальной пиковой ёмкости при минимальном противодавлении.

Работа с масс-спектрометрами. Минимальный объем задержки и дисперсии делает систему особенно эффективной в паре с масс-спектрометрами. Однако при переходе от оптического детектирования к MS следует пересматривать объем смесителя: для LC-MS рекомендуется использовать стандартный смеситель 50 мкл, тогда как для UV-детектирования с градиентом может потребоваться смеситель 100 или 380 мкл для снижения шума базовой линии.

Программное обеспечение. Система управляется через платформы Empower (для рутинных анализов и GMP-среды), MassLynx (для LC-MS приложений) или UNIFI (для биофармацевтических приложений с единым рабочим процессом). Следует учитывать, что каждая из этих платформ требует отдельного лицензирования.

Валидация и квалификация. При использовании в регулируемой среде (GxP) система подлежит процедурам квалификации IQ/OQ/PQ. Waters предоставляет стандартные протоколы квалификации, однако их адаптация под конкретные требования лаборатории может потребовать значительных временных затрат. Встроенные средства диагностики позволяют отслеживать состояние ключевых компонентов (давление, герметичность, воспроизводимость ввода) и своевременно выявлять отклонения от нормы.

Потребление растворителей. Благодаря работе с колонками малого диаметра (2,1 мм) и коротким временам анализа расход подвижных фаз существенно ниже по сравнению с классической ВЭЖХ. Типичный анализ на колонке 2,1 x 50 мм при расходе 0,4 мл/мин и длительности градиента 5 минут потребляет менее 3 мл растворителей, что снижает затраты на реагенты и утилизацию отходов.