FLASH, SOFTWARE

Intersoft X® de Interchim®: El Nuevo Software para Purificación Flash y LC-Prep dotado de Inteligencia Artificial, que se adelanta en el tiempo… (V)

Parte V. Intersoft X® Genius o la Transposición de TLC a Flash en cualquier condición. Las Funciones Flash & Go, BOOST y ORM en detalle.

Para más información vea también las Entradas siguientes:

Intersoft Intersoft X® Genius incorpora tres funciones que lo hacen único y facilitan la operación especialmente a los usuarios más inexpertos:

  • Flash & GO
  • BOOST &GO
  • ORM

1. La Función Flash & GO

Fotografíe su placa TLC (Thin Layer Chromatography)  con la aplicación para móvil o tableta (Android o iOS) TLC to Flash & Prep que puede descargar AQUÍ, envíe los datos a Intersoft Intersoft X® Genius  y purifique su muestra.

La aplicación TLC to Flash & Prep permite, en pasos muy simples, transponer los datos obtenidos de una placa CCF (TLC) y generar el mejor método Flash para la separación y purificación de los componentes de interés.

Tome una foto de su TLC con su Teléfono Inteligente o Tableta o seleccione de su librería una la foto de una TLC anterior

Sus compuestos se detectarán automáticamente o seleccione manualmente los de su interés con un simple toque.

La aplicación calcula los Rf y ΔCV (= ΔK). TLC to Flash & Prep indicará si los  Rf están en la zona adecuada para efectuar su purificación.

A partir del menor ΔCV obtenido del análisis de su placa TLC, la aplicación indica el nivel de dificultad de la separación.

Indique los solventes usados y sus proporciones al efectuar su CCF y añada comentarios relevantes en las áreas correspondientes. 

Guarde los datos de su placa TLC y envíela a un correo electrónico o a su puriFlash® mediante bluetooth o wifi: el software InterSoft X Genius le recomendará el mejor método para una purificación con éxito.

La Figura 1  «TLC to Flash & Prep» muestra los pasos seguidos desde la apertura de la Aplicación en un teléfono inteligente hasta el envío de los datos a un equipo PuriFlash® mediante Bluetooth (o  wifi).

Figura 1. «TLC to Flash & Prep». Pasos para crear un método; 1. Abrir Aplicación. 2. Seleccionar un Método Existente, o… 3. Abrir o tomar Imagen. 4. Ajustar Imagen. 5. Marcar Frentes y Productos. 6. Seleccionar Productos de interés. 7. Indicar condiciones TLC y masa de crudo. 8. Ver zona de Confianza y enviar Método

La teoría indica que para una correcta transposición de TLC (Cromatografía Planar, elución por capilaridad) a Columna (Cromatografía Tridimensional, elución por presión) se ha de intentar que los compuestos de interés eluyan en CCF entre los  valores de Rf comprendidos entre 0.1 y 0.4 (0.1<Rf<0.4).

Las soluciones son:

  1. Seleccionar los compuestos que eluyan en la zona de confort (en estas condiciones los compuestos 1 y 2), o…
  2. … seleccionar una mezcla eluyente de menor fuerza para permitir que la Zona de Confort incluya un mayor número de componentes.

Una vez resuelta la separación de manera conveniente, el usuario deberá:

  1. Calcular los CV y ΔCV correspondientes
  2. En función del par peor resuelto, seleccionar el tamaño de columna mas adecuado para la masa de crudo a purificar
  3. Indicar el tipo de equilibrado de la columna
  4. Diseñar el gradiente de FE adecuado.
  5. Asegurar la compatibilidad de los eluyentes a utilizar
  6. Seleccionar el método de inyección adecuado
  7. Seleccionar la l de detección en función del cut-off del eluyente

En la mayoría de los casos no suelen utilizarse ni Tablas de Compatibilidad Solventes (ver Figura 2) ni Tablas de Fuerza Eluyente (Ver figura 3), ni las Tablas que relacionan DCV con masa y tipo de columna (ver Figura 4) y mucho menos los Gradientes de FE propuestos en bibliografía (ver Figura 5):

Figuras 2. Tabla de Compatibilidad Solventes
Figura 3. Fuerza Eluyente (FE) de los solventes más usados en purificación
Figura 4. Relación ΔCV con masa y tipo de columna
Figura 5. Gradientes de FE propuestos en bibliografía para ΔCV determinados

El resultado de no seguir los pasos correctos para conseguir una purificación adecuada puede resultar en:

  1. Pérdida de producto (ventana de detección inadecuada o enmascarado por el eluyente)
  2. Productos parcialmente puros (menor rendimiento)
  3. Tiempos de purificación excesivamente largos (gasto de eluyente, personal, equipo…)
  4. Inseguridad del operador…

La función Flash & Go del software a Intersoft X® Genius resuelve el problema en unos pasos extremadamente simples:

PASO 1: Abra la Aplicación TLC to Flash & Prep instalada en su Smartphone o Tableta (Vínculo de descarga https://goo.gl/givKvL)

 

 

PASO 2: Tome una foto de su TLC con su Teléfono Inteligente o Tableta o seleccione de su librería la foto de una TLC anterior y ajústela a su pantalla.

 

PASO 3: Sus compuestos se detectarán automáticamente o seleccione manualmente los de su interés con un simple toque.

 

 

PASO 4: La aplicación calcula los Rf de los productos detectados. Marque los que le interesa purificar.

 

 

PASO 5: Indique los solventes usados y sus proporciones al efectuar su CCF y añada comentarios relevantes en las áreas correspondientes.

 

PASO 6: La aplicación calcula los Rf y ΔCV (= ΔK). TLC to Flash & Prep indicará si los  Rf están en la zona adecuada para efectuar su purificación. El ΔCV obtenido del análisis de su placa TLC indica el nivel de dificultad de la separación.


PASO 7: Guarde los datos de su placa TLC y envíela a un correo electrónico o a su puriFlash® mediante bluetooth o wifi: el software Genius X le recomendará el mejor método para una purificación con éxito.

A partir de este momento Intersoft X® Genius  toma el control completo de su Instrumento PuriFlash®, le indicará las columnas más adecuadas de una lista, el tipo de inyección (Líquida o Seca) y le generará el Gradiente de FE más adecuado para una prurificación óptima.

2. La Función BOOST

2.1. El Test de los 4 Productos

El Test de los 4 Productos se compone de una mezcla de cuatro componentes de polaridad creciente (Naftaleno, 1-Nitronaftaeno, 2-Nitroanilina, 3-Nitroanilina) depositados sobre un soporte inerte (Celite o sílice) y que introducen en la columna mediante la técnica de Dry-Load (Carga Seca).

Se describe con todo detalle en las entradas siguientes:

2.2 La Función BOOST en acción

La Función BOOST permite, una vez obtenida la purificación adecuada, optimizar la velocidad de la misma cambiando el caudal y el gradiente de FE.

Se puede acceder a la Función BOOST sólo cuando el sistema está en modo MANUAL y desde la Pantalla de Estado de InterSoft X: recuerde que si Genius X está activo el usuario pierde el control de la purificación.

Desde la Pantalla de Estado se permite controlar el equipo (Inicio/Parada/Pausa/Residuo/Tubo Siguiente) y leer informaciones relativas al porcentaje de eluyente, detección, posición del brazo del colector, niveles de eluyentes y botella de residuo (ver Figura 6)

Figura 6. Pantalla de Estado Modo Genius y Modo Manual

A la izquierda se muestra la Pantalla de Estado en Modo Genius, y a la derecha en Modo Manual.

En Modo Genius Intersoft X® toma el control total del instrumento, pues sus algoritmos de cálculo han optimizado el método para obtener la mejor purificación posible y no permite efectuar cambios con facilidad. La Función BOOST no estará disponible.

En Modo Manual, el usuario tiene el control total y en la pantalla de estado aparecen los Iconos BOOST (+45, +30, +15, 0, -15, -30, -45) que permiten aumentar el caudal en el porcentaje indicado y, al mismo tiempo, modificar el gradiente.

Para un caudal de 15 mL/min BOOST +30 genera un caudal de 19.5 mL/min. Pulsando de nuevo BOOST +30 el caudal se incrementa un nuevo 30% y pasa a ser de 25.35 mL/min y así sucesivamente… o hacia atrás aplicando BOOST negativos.

Para comprobar el efecto de la Función BOOST en una purificación, se ha utilizado como base el Test de los 4 Productos (T4P) y el método calculado por Genius X® desde una TLC eluida con C6:Acetona 85:15 y para los dos compuestos más retenidos (2-Nitroanilina y 3-Nitroanilina).

El método completo se muestra en la Figura  7 

Figura 7. TLC Test 4 Productos C6:AC 85:15. Selección de los compuestos de peor resolución.

Para poder comprobar el efecto de la Función BOOST, se replicó el método (o se recuperó el método guardado previamente), para poder operar en modo Manual.

El caudal inicial propuesto por InterSoft X Genius® era de 15 mL/min (correspondiente al caudal óptimo de la columna PF-15SIHP-F0012 utilizada).

Se efectuaron cinco purificaciones sucesivas del Test 4P con los siguientes BOOST aplicados:

  • +45 X 0 = 15.00 mL/min
  • +45 X 1 = 21.75 mL/min
  • +45 X 2 = 31.53 mL/min
  • +45 X 3 = 45.73 mL/min
  • +45 X 4 = 66.31 mL/min

Se obtuvieron las purificaciones siguientes:

Figura 8. BOOST aplicado 0X+45, 1X+45, 2X+45, 3+45X y 4X+45, correspondientes a caudales de 15, 21.1, 31.4, 45.7 y 66.3 mL/min. Lamba detección 255 nm. Gradiente calculado por Intersoft X.

Se puede comprobar que de BOOST 0X a BOOST 4X el Tiempo Total de Purificación disminuye un 400%: TRUN pasa de 1490 segundos (24:50 minutos) a 366 segundos (6:04 minutos).

El gráfico anterior muestra la escala de tiempos con escalado automático. El registro sin auto-escalado se muestra a continuación:

Figura 9. BOOST aplicado 0X+45, 1X+45, 2X+45, 3+45X y 4X+45, correspondientes a caudales de 15, 21.1, 31.4, 45.7 y 66.3 mL/min. Lamba detección 255 nm. Gradiente calculado por Intersoft X. Escala Manual

La Tabla 1 muestra los Gradientes de FE efectuados en cada purificación:

Tabla 1. BOOST aplicado 0X+45, 1X+45, 2X+45, 3+45X y 4X+45, correspondientes a caudales de 15, 21.1, 31.4, 45.7 y 66.3 mL/min. Gradiente calculado por Intersoft X.

Para comprobar si las nuevas condiciones afectan a la Selectividad α y a la Resolución (RsP3P4) del los compuestos más retenidos (2-Nitroanilina y 3-Nitroanilina) se calcularon los valores mostrados en la Tabla 2.

Tabla 2. Valores de α y Rs para 2-nitroanilina y 3-nitroanilina, con BOOST activo

Tanto α como RS se mantienen prácticamente constantes mientras que TRUN disminuye un 400%.

3. La Función ORM (Optimum Recovery Mode)

La mayoría de los equipos de Purificación tanto Flash como LC-Prep disponen de una válvula de 3 vías y dos posiciones que permite desviar el flujo de eluyente de la columna al depósito de Waste cuando no se detecta ningún componente por Threshold (Umbral) o se llega al volumen prefijado del recipiente de colecta (Collect All).

Durante el tránsito del brazo del colector de un recipiente de colecta al siguiente, para evitar que el eluyente fluya entre tubo y tubo, la válvula se pone en posición Waste: es posible que, si un producto está eluyendo justo en ese momento, se pierda parte del mismo Ver Figura 10.

Figura 10. Pérdida de producto durante el tránsito del brazo del colector.

La Figura 11 muestra el diagrama de fujos de un equipo PuriFlash PF5.050, con la válvula del colector en posición Waste o Collect.

Figura 11. Válvula del colector en posición Waste o Collect

En instrumentos modernos como los puriFlash® Serie 5 de Interchim se ha optimizado tanto el volumen muerto del sistema como la velocidad de tránsito del brazo del colecto, para minimizar ese tipo de pérdidas.

Aun así InterSoft X dispone de la función ORM (Optimum Recovery Mode).

Con ORM Activado, la bomba se detiene durante el desplazamiento del brazo del colector evitándose que una parte de producto vaya al waste durante el desplazamiento del brazo del colector entre tubo y tubo.. En los equipos PuriFlash® el desplazamiento del brazo del colector es especialmente rápido y la fracción perdida (a que va al depósito de waste) es relativamente pequeña (entre el 1 y el 4% dependiendo del caudal).

Para comprobar los efectos de ORM en diferentes condiciones de caudal se ha diseñado el experimento siguiente:

  1. Con ORM Desactivado se pone en marcha el sistema en condiciones de COLLECT ALL y COLLECT VOLUME 22 mL.
  2. Se han utilizado 20 tubos de 16x150mm de 22 mL de capacidad y se han provocado, por lo tanto, 20 desplazamientos del brazo
  3. Se ha medido el volumen total colectado en los tubos y el recolectado en el waste.
  4. El método se ha repetido con y sin columna (PF-50SIHP-F0025) para ver el efecto del volumen muerto de la columna.

Los resultados se pueden ver en la TABLA 3 y volumen total perdido oscila entre el 0 y el 4.20% en el peor de los casos.

TABLA 3. Volumen perdido en el Waste con la Función ORM desactivada

Si se observa la Figura 10, se puede deducir que, si la pérdida es del 4.2% (en el peor de los casos analizados), la pérdida real puede ser mucho menor si el desplazamiento del brazo sucede durante los períodos sin producto eluido..

Conclusiones

  • La Función Flash & GO disponible en InterSoft X permite que operadores inexpertos puedan efectuar purificaciones de alta calidad fácilmente.
  • La Función Flash & GO se basa en el análisis de separaciones previas por Cromatografía de Capa Fina (CCF o TLC) con componentes eluidos en la Zona de Confort (valores de Rf comprendidos entre 0.1 y 0.4 (0.1<Rf<0.4).
  • La Función BOOST permite un aumento de la velocidad de purificación significativa sin perder resolucion o selectividad de manera significativa.
  • La Función ORM puede ser útil si el producto a purificar es muy raro, costoso o en pequeña cantidad, aunque en purificaciones estándar si efecto es poco significativo.

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