A Comparative Study Using Preparative Reverse Phase Liquid Chromatography and Supercritical Fluid Chromatography of Impurities from a Stressed Pharmaceutical Drug Substance

Význam tématu

Izolace a charakterizace nečistot ve farmaceutických látkách je klíčová pro splnění regulatorních požadavků a zajištění bezpečnosti léčiv. Superkritická fluidní chromatografie (SFC) se díky svým výhodám v posledních letech čím dál více uplatňuje nejen při chirálních separacích, ale i při achirální preparativní purifikaci, kde nabízí rychlejší analýzy, nižší spotřebu organických rozpouštědel a jednodušší odstraňování mobilní fáze.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřuje na srovnání klasické preparativní reverzní fáze LC (RP-LC) a metod SFC při izolaci dvou stresových nečistot vzniklých z fenofibrátu.

• Porovnání selektivity a eluce nečistot oběma přístupy.
• Optimalizace přenosu analytické metody na preparativní úroveň.
• Vyhodnocení doby běhu, spotřeby rozpouštědel, výtěžků a čistot izolovaných látek.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek fenofibrátu podrobený akcelerovanému stresu byl nejprve analyzován na RP-UPLC kolóně BEH C18 (1,7 µm, 2,1×50 mm) za gradientu vody a acetonitrilu s amoniakem a detekován foto diodovým polem při 254 nm a QDa masovým detektorem (ESI+, 100–600 amu). SFC separace probíhala na UPC2 systému při 1740 psi s CO₂ a metanolem, na analytické kolóně Torus 2-PIC (1,7 µm, 3×50 mm) a následně byla metoda škálována na preparativní kolónu (5 µm, 10×150 mm) se zvýšením ABPR na 1850 psi. Pro redukci dat byla použita softwarová platforma MassLynx v4.1 a ChromScope.

• Waters ACQUITY UPLC H-Class s PDA detektorem
• ACQUITY QDa Mass Detector (ESI+; 100–600 amu; 600 °C; 10 V)
• ACQUITY UPC2 System se systémem regulace tlaku (ABPR)
• Waters Investigator SFC System
• Torus 2-PIC kolony (analytická 3×50 mm, preparativní 10×150 mm)
• MassLynx v4.1, ChromScope

Hlavní výsledky a diskuse

SFC metoda prokázala odlišnou selektivitu, kdy hlavní složka elutovala před nečistotami, což umožnilo vyšší čistoty a lepší využití kapacity kolony. Přenos analytické metody na preparativní úroveň zachoval poměr délky k velikosti částic a lineární rychlost, a díky úpravě průměrného tlaku byl udržován srovnatelný hustotní profil. Celkové časy izolace poklesly ze 12,5 h na 2 h, spotřeba rozpouštědel z 120 mL na 40 mL. Výtěžky impurity 1 se zvýšily z 72 % na 89 %, impurity 2 z 64 % na 82 %, s čistotou >95 % u obou nečistot ve SFC protokolu oproti 84 % u RP-LC.

Přínosy a praktické využití metody

SFC přináší výraznou úsporu času a organických rozpouštědel, usnadňuje koncentraci díky převaze CO₂ v mobilní fázi a eliminuje potřebu pH modifikátorů či pufrů. Tato kombinace zefektivňuje izolaci nečistot pro strukturální analýzu, stanovení relativních odpovědních faktorů i přípravu referenčních standardů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření SFC na semi-preparativní až kilogramové škály, integrace s HRMS a NMR pro on-line charakterizaci a plná automatizace workflow. Další vylepšení přístrojové techniky a zelené chemie podpoří širší uplatnění SFC v průmyslové analytice.

Závěr

SFC představuje efektivní a ekologickou alternativu k preparativní RP-LC při izolaci stresových nečistot fenofibrátu. Nabízí lepší selektivitu, výrazné zkrácení doby čištění, menší spotřebu rozpouštědel a vyšší výtěžky s vynikající čistotou.

Reference

1. ICH Guidelines Q3A (2R) Impurities in new drug substances.
2. Arányi A. Progress in Pharmaceutical and Biomedical Analysis, Identification and Determination of Impurities in Drugs. 2000;4:240–251.
3. Hudella CJ, McDonald PD. New Separation Tool for a Broad Range of Analytical Challenges. Waters Corp, Chromatography Today Nov/Dec 2012.
4. Pinkston JD, Wen D, Morand KL, et al. Comparison of LC/MS and SFC/MS for Screening of a Large and Diverse Library of Pharmaceutically Relevant Compounds. Anal Chem. 2006;78(21):7467–7472.
5. Guiochon G, Tarafder A. Fundamental Challenges and Opportunities for Preparative Supercritical Fluid Chromatography. J Chromatogr A. 2011;1218:1037–1114.
6. Practical HPLC Method Development. 2nd ed. John Wiley & Sons; 2008.