분석 일정 손쉬운 생성
Method Development System - Features
Application Specific LC Systems
최적화
실험 설계를 활용한 데이터 포인트 수 감소
Box-Behnken 설계와 중심 합성 설계는 전체 요인 설계(full factorial design)에 비해 필요한 데이터 포인트 수가 적기 때문에 분석 시간을 단축할 수 있습니다. 예를 들어, 유기 용매 이동상 혼합 비율, 펌프 그래디언트 조건, 컬럼 오븐 온도의 세 가지 최적 수준을 결정할 경우, 전체 요인 설계는 최적화를 위해 27개의 데이터 포인트(3 × 3 × 3)가 필요하지만, Box-Behnken 설계는 13개, 중심 합성 설계는 15개의 데이터 포인트만 필요합니다.
실험 설계로 손쉽게 분석 일정 생성
스크리닝에 필요한 다수의 메서드 파일과 분석 일정을 만드는 과정은 아래 (1)~(5) 단계만 따라 하면 빠르게 완료할 수 있습니다. 이동상과 컬럼은 클릭 한 번으로 선택할 수 있으며, 컬럼 평형화와 블랭크 분석을 반영한 종합 일정이 자동으로 생성됩니다. 이 과정은 작업 효율을 높일 뿐만 아니라 사람에 의한 실수도 줄일 수 있습니다.
또한, 실험 설계도 클릭 한 번으로 선택할 수 있습니다.
최적화 조건을 빠르게 탐색
스크리닝 과정에서는 고려한 조건 수만큼 크로마토그램이 생성되므로, 최적 조건을 결정하기 위해 각각의 크로마토그램을 평가해야 합니다. 만약 사람이 모든 크로마토그램을 일일이 확인해야 한다면 매우 번거로운 작업이 될 것입니다. LabSolutions MD는 아래 식(1)을 사용하여 각 분석 조건에서 나타난 분리 상태를 정량적으로 평가함으로써, 최적 분석 조건을 빠르고 쉽게 찾을 수 있습니다.
*Method Scouting Solution은 옵션 소프트웨어인 Multi-Data Reporting과 함께 사용할 수 있습니다.
E = P×(Rs1+Rs2+…RsP) … (Eq. 1)
여기서 평가값 E는 검출된 피크 수 P와 모든 피크에 대한 분리도 Rs의 합을 곱하여 계산됩니다.
특정 피크의 분리도를 평가할 때는 Target Peak Resolution을 사용할 수 있으며, Evaluation Value는 검출된 모든 피크를 종합적으로 고려합니다.
설계 공간을 활용한 가장 견고한 분석 조건 도출
설계 공간을 통해 가장 견고한 분석 조건 시각화
스크리닝 단계에서 수용성 이동상의 pH와 컬럼을 선택한 후, 유기용매 이동상 혼합 비율(30, 40, 50, 60, 70%), 오븐 온도(35, 40, 45 °C), 그래디언트 프로그램의 최종 농도(75, 80, 85%)를 고려하여 분석 조건을 추가로 최적화합니다. 이러한 파라미터가 분리에 미치는 영향은 설계 공간에 표시되며, 여기서 유기용매 이동상 혼합 비율은 세로축에, 오븐 온도는 가로축에 나타납니다. 설계 공간에서는 분리도뿐만 아니라 대칭 인자(symmetry factor), 이론단수(theoretical plate) 및 기타 반응(Response)도 함께 시각화할 수 있습니다.
설계 공간을 겹쳐서 비교하면 최적의 분석 조건은 유기용매 혼합 비율 60%, 컬럼 오븐 온도 42 °C, 그래디언트 최종 농도 75%임을 확인할 수 있습니다. 설계 공간을 활용하면 분리도와 대칭 인자뿐만 아니라 분석 시간까지 고려하여 최적의 분석 조건을 탐색할 수 있습니다. 이를 통해 직관이나 경험에 의존하지 않고도 견고한 분석 조건을 설정할 수 있습니다.
크로마토그램 시뮬레이션
설계 공간에서 원하는 지점(예: 점 A, 검은 원 안의 파란 사각형)을 클릭하면, 시뮬레이션된 크로마토그램을 확인할 수 있습니다. 이 기능을 통해 실제 분석을 수행하지 않고도 분리 상태가 어떻게 변하는지 빠르게 확인할 수 있습니다.
* 이동상 B A: Pump B에서 공급되는 이동상 A(아세토니트릴)
그림 속의 검은 점들은 실제로 분석이 수행된 지점을 나타냅니다.
반복적 실험 설계를 통한 견고성 평가
LabSolutions MD는 견고성 평가를 수행하기 위해 순차적 실험 설계를 생성할 수 있습니다. 견고성 평가는 파라미터 변화가 분석 결과에 미치는 영향을 이해하고, 분석 방법의 신뢰성을 확보하는 데 중요합니다. LabSolutions MD는 최적화된 방법의 파라미터를 작은 범위 내에서 변경하여 견고성을 평가하는 순차적 실험 설계를 자동으로 생성합니다. 예를 들어, 유기용매 이동상 혼합 비율을 1% 단위(59, 60, 61%), 오븐 온도를 1 °C 단위(41, 42, 43 °C)로 변경하여(오른쪽 그림의 흰색 원) 분리 상태에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.
아래는 견고성 평가를 위해 얻은 크로마토그램입니다. 파라미터를 변경해도 분리에 미치는 영향이 거의 없음을 확인할 수 있으며, 이는 설계 공간을 기반으로 구축된 최적화된 방법의 견고성을 보여줍니다.
각 데이터 포인트에서의 견고성 평가 크로마토그램
피크 추적으로 화합물 자동 식별 (i-PeakTracer™)
i-PeakTracer는 피크 추적을 위한 파라미터를 자동으로 설정하여, 누구나 모든 데이터에서 손쉽게 피크를 추적할 수 있도록 합니다.
질량 정보를 활용하여, 유사한 UV 스펙트럼을 가진 화합물도 신뢰성 높게 피크 추적을 수행할 수 있습니다. 또한, 동시 용출이 의심되는 피크는 주황색으로 강조 표시됩니다.
올리고뉴클레오타이드, 펩타이드 등 중분자 화합물의 경우, 디컨볼루션(deconvolution)으로 추정한 분자량을 이용해 피크 추적을 수행할 수 있습니다.
관련 어플리케이션
Efficient Method Development of Oligonucleotides by Reversed-Phase Ion-Pair Chromatography
Efficient Method Development on Pharmaceutical Impurities Using Single Quadrupole Mass Spectrometer
데이터 무결성 확보를 위한 데이터베이스 관리
LabSolutions MD는 모든 데이터를 LabSolutions의 단일 데이터베이스에서 관리하여 데이터 무결성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 설계 공간을 활용한 분석 일정 생성, 분석 실행, 데이터 처리 등 일련의 작업을 원활하게 수행할 수 있습니다. 이를 통해 시간 소모가 큰 파일의 불러오기나 내보내기 과정을 없애고 효율적인 분석 방법 개발이 가능합니다.
그래디언트 조건 자동 최적화
AI 알고리즘을 통한 그래디언트 조건 자동 최적화
LabSolutions MD는 그래디언트 조건을 자동으로 최적화하는 고유의 AI 알고리즘을 제공합니다. 분리도 기준을 설정하면, 해당 기준을 만족하는 그래디언트 조건을 자동으로 탐색합니다. 일반적인 분석 방법 개발 워크플로에서는 분석 일정 작성과 데이터 분석 수행에 사람이 개입해야 합니다.
반면, LabSolutions MD는 획득한 데이터를 기반으로 개선된 그래디언트 조건을 자동으로 생성하고 등록하여, 사람의 개입 없이도 그래디언트 조건을 탐색하고 최적화할 수 있습니다.
자동 최적화를 위한 분리도 기준 설정
그래디언트의 초기 조건과 분리도 기준을 설정하면, 해당 기준을 만족하는 그래디언트 조건을 자동으로 탐색할 수 있습니다. AI 기반 자동 탐색 기능을 통해, 크로마토그래피 경험과 상관없이 누구나 최적 조건을 찾을 수 있습니다.
관련 기술 보고서
Automated Gradient Optimization based on AI Algorithm for LC Method Development
응용 목적에 맞는 최적 모드 선택 가능
그래디언트 조건의 자동 최적화는 **모든 피크 분리도 모드(All-Peak Resolution Mode)**와 지정 피크 분리도 모드(Specified Peak Resolution Mode) 두 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 이 두 모드는 응용 목적에 맞게 각각 적용할 수 있습니다.
모든 피크 분리도 모드(All-peak resolution mode)
이 모드에서는 소프트웨어가 검출된 모든 피크에 대해 설정된 분리도 기준을 만족하는 조건을 탐색합니다.
모든 피크를 분리해야 할 때 사용됩니다.
AI 기반 그래디언트 자동 최적화（카테킨(Catechin) 및 테아플라빈(Theaflavin)）
관련 어플리케이션
지정 피크 분리도 모드 (Specified peak resolution mode )
이 모드에서는 소프트웨어가 선택한 특정 피크에 대해 설정된 분리도 기준을 만족하는 조건을 탐색합니다. 특정 피크를 분리해야 할 때 사용됩니다.
AI를 활용한 그래디언트 조건 자동 탐색 (의약품 몬테루카스트(Montelukast))
관련 어플리케이션
Efficient Method Development of Oligonucleotides by Reversed-Phase Ion-Pair Chromatography
컬럼 및 이동상 자동 전환
LabSolutions MD는 Nexera Series, i-Series, 그리고 초임계유체 크로마토그래피(SFC)와 호환됩니다.
또한 모든 LC 검출기(UV, PDA, RID, RF, ELSD, (AD))와 호환되며, PDA 및 단일 사중극자 LC/MS와 함께 사용하면 보다 정확한 데이터 분석이 가능합니다.
Nexera™ Series
이 초고성능 액체 크로마토그래프는 최대 130 MPa의 압력 용량을 가지며, 8종류의 이동상과 12종류의 컬럼 조합을 최대 192가지(4 × 4 × 12)까지 지원합니다.
i-Series
이 장치는 최대 70 MPa의 압력에 견디는 일체형 LC 시스템입니다.
초임계유체 크로마토그래프 Nexera/UCs : UHPLC/SFC 전환 시스템
단일 시스템에서 LC와 SFC를 전환함으로써 최적 조건을 보다 효율적으로 결정할 수 있습니다. SFC 분석에서는 이동상을 최대 7개까지 자동으로 전환할 수 있습니다.
이동상 혼합 기능을 통한 이동상 준비 자동화
이동상 혼합 기능은 사용자가 지정한 pH 수준이나 유기용매 혼합 비율과 같은 조건을 기반으로 이동상을 자동으로 준비할 수 있어 이동상 준비 효율을 높입니다.
사전에 몇 가지 이동상만 준비하면 되므로, 수작업 부담을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 혼합 과정에서 발생할 수 있는 사람의 실수도 방지할 수 있습니다.
Automatic Mobile Phase Preparation with Mobile Phase Blending Function
LCMS-2050으로 생산성 극대화
LCMS-2050은 획기적인 기술과 LC 검출기 수준의 사용 편의성을 결합한 단일 사중극자 질량분석기(MS)입니다.
이 시스템은 넓은 질량 범위(m/z 2~2,000), 6분 이내의 빠른 기기 시작, 도구 없이 손쉽게 수행할 수 있는 유지보수 기능을 갖추고 있습니다. 또한 공간 절약형 설계로 기본 LC 시스템에도 설치할 수 있습니다.
자세한 내용은 카탈로그 “LCMS-2050 Liquid Chromatograph Mass Spectrometer (C146-E442)”를 참조하시기 바랍니다.
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