Почему сверхкритическая флюидная хроматография снова набирает популярность?
Введение
В начале 2026 года в «Китайском журнале фармацевтического анализа» опубликована научная статья исследователей Фармацевтического факультета Фуданьского университета и Шанхайского института контроля и исследований лекарственных средств (ранее Шанхайский институт контроля продуктов питания и лекарственных средств). В исследовании использовали сверхкритическую флюидную хроматографию (SFC) с хиральной колонкой Ultisil Cellu-D от Welch Materials в качестве неподвижной фазы для разделения вилдаглиптина — противодиабетического препарата — и его R-энантиомера.
В методике в качестве подвижной фазы применяли сверхкритический диоксид углерода — метанол (90:10) с добавлением 0,2 % диэтиламина и 0,2 % трифторуксусной кислоты; достигнуто разрешение до 2,7.
Что такое SFC и в чём отличия SFC от HPLC? В этой статье мы рассмотрим этот недооценённый метод, который вновь привлекает внимание в современном фармацевтическом анализе.
Что такое SFC: за пределами традиционной хроматографии
Давайте отбросим стереотипы, связанные со словом «хроматография», и зададим простой вопрос: что такое сверхкритическое состояние?
Вещество чаще всего встречается в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Однако при нагревании и повышении давления сверх критической точки вещество переходит в уникальное «четвёртое» состояние, для которого характерны низкая вязкость и высокая диффузивность, как у газа, а также растворяющая способность, как у жидкости. В SFC в качестве основной подвижной фазы используется сверхкритический диоксид углерода (scCO₂) именно в этом состоянии.
Возникает вопрос: почему именно диоксид углерода? Дело в том, что диоксид углерода нетоксичен, негорюч, химически инертен, доступен и имеет относительно мягкие критические условия (31,1 °C и 7,39 МПа).
Как работает SFC?
Система SFC сочетает сверхкритический CO₂ с модификатором подвижной фазы для осуществления хроматографического разделения. Сначала CO₂ из баллона проходит через охлаждающий и подающий насос, а растворитель-модификатор подаётся отдельным насосом. Далее, как и в HPLC, оба потока смешиваются с образованием подвижной фазы, которая проходит через автосамплер (в него вводится проба) и поступает в колонку SFC, где происходит разделение компонентов пробы.
Почему SFC набирает популярность?
Повышенный интерес к SFC обусловлен тремя основными преимуществами: скоростью, экологичностью и высокой эффективностью при хиральном разделении.
Скорость: Низкая вязкость и высокая диффузивность сверхкритического CO₂ значительно снижают сопротивление массопереносу по сравнению с традиционной HPLC, что обеспечивает быстрое разделение. В сравнительном исследовании по разделению энантиомеров хирального сульфоксида Kolderová и соавт. показали, что метод SFC позволяет выполнить разделение всего за 3 минуты, тогда как для HPLC требовалось 12 минут.
Экологичность: Классическая HPLC потребляет большие объёмы органических растворителей, включая ацетонитрил, метанол, н-гексан и изопропанол. Поскольку основой подвижной фазы выступает CO₂, расход органических растворителей в SFC может быть снижен более чем на 80 %. В Китайской фармакопее издания 2025 года SFC признана более экологичной альтернативной технологией; для пилотного внедрения отобрано 50 лекарственных субстанций.
Эффективность: SFC широко считается одной из наиболее перспективных методик для хирального разделения. Согласно опубликованным данным, 64 % из 506 новых молекулярных соединений, одобренных FDA в период с 2002 по 2022 год, являются хиральными лекарствами. Среди 62 маломолекулярных препаратов, утверждённых в 2023 и 2024 годах, более 90 % содержат хиральные центры, а 86 % поступают на рынок в виде отдельных энантиомеров. Именно в области хирального разделения SFC показывает наилучшие результаты.
Что умеет SFC?
Недавние исследования показывают, что область применения SFC быстро расширяется. Помимо вилдаглиптина, в сфере разделения хиральных лекарств SFC успешно применяется для энантиомерного разделения тегопразана, ситаглиптина фосфата, линаглиптина, лансопразола, сертралина и эзетимиба. При анализе сложных примесей SFC позволяет одновременно разделять и количественно определять семь изомерных и неизомерных примесей бриварацетама, а также анализировать 15 примесей в полусинтетическом паклитакселе за один прогон.
В липидомике SFC применяют для анализа сложных классов липидов, включая жирные кислоты, глицериды и фосфолипиды. В пищевом анализе SFC используется для исследования питательных веществ и биологически активных соединений.
Перспективы рынка
Согласно отчётам маркетинговых исследований, объём мирового рынка SFC составил около 1,63 млрд долларов США в 2025 году, а к 2033 году, по прогнозам, достигнет 2,25 млрд долларов США. Наибольшая доля рынка в настоящее время принадлежит Северной Америке — примерно 39,6 %, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион ожидается как самый быстрорастущий региональный рынок в ближайшие годы.
Ключевыми факторами роста являются растущий спрос на высокопроизводительный анализ в фармацевтической и биотехнологической отраслях, всё более жёсткие требования к хиральному разделению, а также более широкое внедрение экологичных и устойчивых аналитических технологий.
Расширьте ваши возможности работы с SFC вместе с Welch Materials
Колонка Ultisil Cellu-D, упомянутая в исследовании в начале статьи, относится к предыдущему поколению линейки хиральных колонок Welch Materials.
Сегодня Welch Materials предлагает новое поколение серии хиральных колонок Blossmate, которая включает три основные группы продуктов: покрытые колонки для нормально-фазовой хроматографии, покрытые колонки для обращённо-фазовой хроматографии и иммобилизованные хиральные колонки.
Серия Blossmate разработана для решения разнообразных задач разделения и предоставляет широкий выбор колонок для удовлетворения ваших аналитических потребностей как в SFC, так и в HPLC. Для получения дополнительной информации обращайтесь по адресу info@welchmat.com.
