High Throughput Purification of Combinatorial Libraries by Preparative LC/MS

Abstract

Viime vuosien nopea kehitys on kiihdyttänyt uusien lääkkeiden kehittämisprosessia. Kombinatorinen kemia on tehnyt mahdolliseksi syntetisoida suuria kokoelmia rakenteeltaan toisistaan poikkeavia molekyylejä, nk. kombinatorisia kirjastoja, biologista seulontaa varten. Siinä molekyylien rakenteeseen liittyvä aktiivisuus tutkitaan useilla erilaisilla biologisilla testeillä mahdollisten "osumien" löytämiseksi, joista osasta saatetaan myöhemmin kehittää uusia lääkeaineita. Jotta biologisten tutkimusten tulokset olisivat luotettavia, on syntetisoitujen komponenttien oltava mahdollisimman puhtaita. Tämän vuoksi tarvitaan HTP-puhdistusta korkealaatuisten komponenttien ja luotettavan biologisen tiedon takaamiseksi. Jatkuvasti kasvavat tuotantovaatimukset ovat johtaneet näiden puhdistustekniikoiden automatisointiin ja rinnakkaistamiseen. Preparatiivinen LC/MS soveltuu kombinatoristen kirjastojen nopeaan ja tehokkaaseen puhdistamiseen. Monet tekijät, esimerkiksi erotuskolonnin ominaisuudet sekä virtausgradientti, vaikuttavat preparatiivisen LC/MS puhdistusprosessin tehokkuuteen. Nämä parametrit on optimoitava parhaan tuloksen saamiseksi. Tässä työssä tutkittiin emäksisiä komponentteja erilaisissa virtausolosuhteissa. Menetelmä kombinatoristen kirjastojen puhtaustason määrittämiseksi LC/MS-puhdistuksen jälkeen optimoitiin ja määritettiin puhtaus joillekin komponenteille eri kirjastoista ennen puhdistusta.

During the last decade new development in pharmaceutical industry has greatly accelerated the drug discovery process. Combinatorial chemistry has enabled the synthesis of large collections of structurally diverse molecules, so called combinatorial libraries, for biological screening, where the structural activity of the compounds is studied by many different tests and possible hits are identified. Later on leads for new drug candidates are developed. The purity of the synthesised compounds is essential in order to have reliable results from the biological screening. Therefore high throughput purification techniques are required to provide high-quality compounds and reliable biological data. The requirements of ever-increasing throughput have led to the automation and parallelisation of these techniques. Preparative HPLC/MS technology is applied for a fast and effective post synthesis purification of the combinatorial libraries. Many parameters affect the efficiency of the purification process by prepLC/MS, such as the properties of the separation column and flow gradient. These parameters have to be optimised in order to achieve the best resolution. The performance of alkaline compounds in different flow conditions were studied by preparative LC/MS. The purity analysis by analytical HPLC for a library after the purification by preparative LC/MS was optimised and the purity analysis for some compounds of a crude library also before the purification was implemented.