CAD Detector validation and potential for Physicochemical

CAD Detector validation and potential for Physicochemical Measurements

Dr John Reilly, Research InvestigatorNovartis, NIBR, Horsham,

PhysChem Forum13th June 07

2 | John Reilly | 13th June 2007| Cad Detector Validation| Business Use Only


Aims of Study

Comparison with other detectors and overview of CAD technology

Purity – Why would we require a more universal detector?

Validation and evaluation – Results and examples of use

Discussion – How could the CAD detector be useful for Physchem?



Poor dynamic range, reproducibility can be poor, recurring nebuliser issues, volatile samples may not be detected dependant upon conditions

Adequate sensitivity, ease of use, inexpensive, range of instrument parameters ELSD Detection

Ease of use – requires dedicated instrument analytical support,only nitrogenous compounds detected, nitrogen rules required for N=N bonds, recurring nebuliser issues, expensive, cannot use acetonitrile in mobile phase

Good sensitivity, adequate dynamic range, adequate consistency of response, external nitrogen containing standards can be used for quantitationCLND Detection

Knowledge of mechanism

Good sensitivity , good dynamic range, consistent response, good reproducibility, adequate dynamic range, ease of use, external standards can be used for quantitation

CAD detection

Range of response for different chromophores, standards of same compound required for accurate quantitation

Good sensitivity, good dynamic range, reproducible response, ease of useUV Detection

ConsPros



In s id e th eC o ro n a C A DD e te c to r

G a s in le t

C o ro n a ™ C A D ™

H P L Cc o lu m ne lu e n t

S e c o n d a ry g a s s tre a mp o s it iv e ly c h a rg e db y a h ig h -v o lta g ep la tin u m c o ro n a w ire

S ig n a l o u tS ig n a l is d ire c tlyp ro p o r tio n a l to q u a n tityo f a n a ly te in s a m p le

D ry in gtu b e

Io n tra pN e g a tiv e ly c h a rg e dio n tra p re m o v e sh ig h -m o b ility p a r t ic le s

L a rg ed ro p le tsto w a s te P o s it iv e c h a rg e tra n s fe r re d

to a n a ly te p a r tic le sb y c h a rg e d o p p o s in gs e c o n d a ry g a s s tre a m

N e b u liz e ra n d im p a c to r

C o lle c to rA n a ly te p a r tic le stra n s fe r th e ir c h a rg e

E le c tro m e te rC h a rg e is d ra w n o f fa n d m e a su re d b ya se n s itiv e e le c tro m e te r



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NN

N

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N

N+

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N+N+

N+

N+

N+N+N+

N+

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N+

N+

N+

N+

N+

N+

N+

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Particles (Cluster of Molecules)

Secondary Gas

Corona NeedleFlowof Particles

Charged Particles migrate to Collector

Secondary GasWith Positive Charge

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N+

N+

N+N+

N+

N+

NN

Mixing Chamber

N+

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NN

N

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N

N+

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N+N+

N+

N+

N+N+N+

N+

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N+

N+

N+

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N+

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Particles (Cluster of Molecules)

Secondary Gas

Corona NeedleFlowof Particles

Charged Particles migrate to Collector

Secondary GasWith Positive Charge

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N+

N+

N+N+

N+

N+

NN

Mixing Chamber

N+



qc 5 component

Time7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00

AU

0.0

1.0e+1

2.0e+1

3.0e+1

7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00

AU

0.0

5.0e-1

1.0

7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00

AU

0.0

2.0e-1

4.0e-1

7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00

AU

0.0

5.0e-2

1.0e-1

1.5e-1

lctc50393 2: Diode Array 280

Range: 1.862e-19.768.07

12.76

10.74


Range: 5.24e-112.76

8.07

9.76 10.74


Range: 1.3329.76

8.07

12.7611.9610.74

lctc50393 2: Diode Array Range: 3.156e+19.76

8.07 12.7610.74

11.96

0.1mg ml-1 testmix pindolol, propranolol, verapamil, ketoprofen and terfenadine

Non-uniform response at all detection wavelengths



S. Lane, B. Boughtflower, Ian Mutton et al. Anal Chem. 2005, 77, 4454-4365



EvaluationN

N

O

OH

NH

Test standards selected with a range of molecular diversity

Analysed on 5 min 5-95% Acetonitrile –water (0.1TFA) gradient, Standard C18 column



Three component testmix of propranolol, verapamil and ketoprofen

Prepared in 1.0: 0.93 : 0.88 ratio

UV Diode Array

CAD

MS



ELSD

CAD Terfenadine 0.6 mg/ml

EvaluationSuperior response



CAD – less product detected

- links in with recovery resultspost purification

CAD

CAD



0.1mg ml-1 testmix pindolol, propranolol, verapamil, ketoprofen and terfenadine

Uniform response

Analysed on 20 min 5-95% Acetonitrile –water (0.1TFA) gradient, Standard C18 column



Evaluation Recommendations

Results of evaluation justify purchase of technology

Purity – Use as an orthogonal detector for open access in place of ELSD

Purchase of two detectors April 2006, two more March 2007



Discussion - How can the CAD detector be useful for physchem analysis?

1) Unrelated Impurity quantification – e.g glucose in Acetominophen?

Application NoteESA Analytical70-6716




2) Difficult samples to analyse by UV – e.g, amino acids, lipids

Application NoteESA Analytical706641 Pittcon Application NoteESA Analytical

Brain Lipids




3) Lipophilicity – Solubility - Stability measurements – Future work?

Example - Run R.P gradient (standards with different lipophilicities, concentrations)

- Extrapolate concentration i.e Kinetic solubility

- Extrapolate lipophilicity – Retention time marker

- Interogate stability

Result - Three results on one chromatogram – Wishful thinking?



Brian Everatt, Analytical Team Leader, NIBR, Horsham

Ian Clemens, Group Leader, Chemistry, NIBR, Horsham

Clive Aldcroft, Analytical Scientist, NIBR, Horsham

Eddie Goodhall, Director of Europe, ESA,UK

David Carreiro, Applications Specialist, ESA, USA

Acknowledgements

CAD Detector validation and potential for Physicochemical

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