Mass Detection Coupled to a USP Method for Lidocaine and Prilocaine Cream Using Multi-dimensional Liquid Chromatography

Význam tématu

Multi-dimensional liquid chromatography s technikou heart-cutting představuje efektivní způsob, jak zkombinovat standardní USP metody založené na nevolatilních pufrech s hmotnostní detekcí bez nutnosti úprav původní metodiky. Tento přístup umožňuje rychlou a spolehlivou identifikaci neznámých či vedlejších složek v rámci farmaceutické kontroly kvality, čímž podporuje bezpečnost a účinnost lékových forem.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat použití multi-dimensional LC systému Waters ACQUITY s heart-cutting technikou a At-column dilution pro přímé spojení ne-MS kompatibilní USP metody pro krém s lidokainem a prilokainem s hmotnostní detekcí. V praktickém experimentu byla sledována identifikace impurity v krémové vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

1D separace byla provedena na ACQUITY UPLC H-Class s UV detekcí na sloupci SunFire C18 4,6×100 mm (3,5 µm) podle USP monografie. Heart-cut peak byl izolován pomocí kolébkového rozhraní (loop & trap) a At-column dilution, kdy byl objem 0,75 mL přefiltrován do směrného smyčky (1 mL), naředěn vodným roztokem (2 % NH4OH, pH 10) a nabrán na trap kolonu Oasis HLB 2,1×30 mm (20 µm). 2D separace proběhla na ACQUITY UPLC I-Class se sloupcem BEH C18 2,1×50 mm (1,7 µm) a MS hmotnostním detektorem QDa (ESI±). Celý systém byl řízen softwarovým balíkem Empower 3.

Hlavní výsledky a diskuse

Při 1D analýze se v krémové přípravě objevil impurity signál při retenčním čase 3,681 min (RRT 0,37 k prilokainu). Heart-cut umožnil přenos tohoto píku do 2D pod MS-přátelskými podmínkami. Optimalizace trapping-podmínek ukázala, že nejefektivnější je použití pufru s pH 10 naředěného vodného roztoku, trap kolony Oasis HLB a nízkého pH mobilní fáze (0,5 % kyseliny mravenčí a acetonitril). MS spektrometrie potvrdila jedinečný signál m/z 108,0 [M+H]+, odpovídající o-Toluidinu, vedlejší součásti prilokainu.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost využít neupravované USP metody s přímou MS detekcí bez revalidace.
• Významná úspora času a nákladů díky eliminaci preparativní separace a opakovaných analýz.
• Rychlá a přesná identifikace neznámých či vedlejších složek v QC farmaceutických přípravků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší implementace multi-dimensional LC technik v kvalitativní a kvantitativní farmaceutické analýze, včetně online optimalizace parametrů s podporou strojového učení. Podpora dalších nelenních monografií a rozšíření na bioanalytiku či metabolomiku přinese vyšší robustnost QC procesů a hlubší pohled na složení složitých matic.

Závěr

Studie úspěšně ukazuje, že spojení ne-MS kompatibilní USP metody s multi-dimensional LC a heart-cutting technikou umožňuje přímou hmotnostní detekci a potvrzení identity impurit bez potřeby modifikace metody či zdlouhavé purifikace. Metoda přináší výrazné časové a ekonomické úspory a zvyšuje spolehlivost farmaceutické kontroly kvality.

Reference

• Sivakumar B. et al. Identification and Characterization of Process-Related Impurities of Trans-Resveratrol. Scientia Pharmaceutica. 2013;81:683–695.
• USP Monograph for Lidocaine and Prilocaine Cream, USP40-NF35, The United States Pharmacopeial Convention, 2016.
• Mallet C.R., Murphy B.P. Multi-Dimensional Chromatography Compendium. Waters White Paper 720005339EN, 2015.
• Mallet C.R., Botch-Jones S. Illicit Drug Analysis in Urine using 2D LC-MS/MS. Waters Application Note 720005533EN, 2015.
• Waters Reversed-Phase Columns Selectivity Chart.