Excipients: QUALITY ASSESSMENT OF POLYSORBATES 80 AND 20 PHARMACEUTICAL RAW MATERIALS BY MEASURING FATTY ACIDS COMPOSITION USING HPLC WITH MASS DETECTION

Význam tématu

Polysorbáty jsou klíčové neiontové surfaktanty široce využívané jako excipienty v potravinářství a farmaceutickém průmyslu. Jejich čistota a složení mastných kyselin zásadně ovlivňuje stabilitu, bezpečnost a účinnost finálních přípravků. Tradiční metody GC-FID vyžadují derivatizaci a náročnou přípravu vzorku, což prodlužuje dobu analýzy a zvyšuje komplexnost testování.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo vyvinout rychlou, spolehlivou a přímočitou HPLC-MS metodu pro stanovení složení mastných kyselin v polysorbátech 80 a 20 bez nutnosti derivatizace. Studie zahrnovala optimalizaci hydrolytického uvolňování mastných kyselin, chromatografických podmínek a masové detekce pro kvantitativní i kvalitativní analýzu.

Použitá metodika a instrumentace

Mastné kyseliny byly uvolněny hydrolýzou vzorků 1,5 mg/mL v 1 M KOH po dobu 6 hodin při 40 °C, následně neutralizovány kyselinou mravenčí a naředěny vodou/ethanolem (50:50, v/v). Vzorky byly filtrovány GHP stříkačkovými filtry.
Chromatografická separace:

• HPLC systém: ACQUITY Arc s kolonkou XBridge BEH C18 (4,6×100 mm, 3,5 μm) při 60 °C
• Mobilní fáze: A – 10 mM acetát amonný ve vodě; B – acetonitril; C – isopropanol (pro proplach)
• Gradient: 60 % A/40 % B ve 14 min přechod na 20 % A/80 % B, návrat k počátečním podmínkám a proplach C
• Tok: 2,0 mL/min; injekce: 25 μL; teplota vzorku: 10 °C

Detekce:

• ACQUITY QDa Detector, ESI- (Single Ion Recording, 75–350 m/z)
• Isocratic Solvent Manager (ISM) s make-up solventem 50:50 voda/acetonitril + 1 mM acetát amonný, split 10:1
• Parametry MS: teplota sondy 600 °C, kapilární napětí 0,5 kV, kuželové napětí 10 V

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda úspěšně separovala a kvantifikovala všechny USP-specifikované mastné kyseliny pro polysorbát 80 a 20. U polysorbátu 80 byly navíc detekovány a identifikovány izomery linolové (konjugované Δ9,11; Δ10,12) a olejové kyseliny (cis-vaccenová, elaidová) s hmotnostní přesností <1 mDa. Polysorbát 20 splnil USP limitní hodnoty pro jednotlivé mastné kyseliny. Reprodukovatelnost byla pro většinu analytů s RSD <6 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Eliminace derivatizace: přímá injekce hydrolyzovaných vzorků
• Zkrácení času analýzy na <20 minut
• Vyšší citlivost a selektivita díky MS detekci
• Detekce doplňkových izomerních nečistot
• Integrace s Empower Software pro rutinní QC testování

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda je vhodná k rozšíření na další surfaktanty či excipienty a k implementaci v online monitoringu výrobních procesů. Kombinace s vysokým rozlišením MS, UPLC nebo superkritickou fluidní chromatografií může dále zrychlit a prohloubit analýzu. Automatizace přípravy vzorků a inline QC zajistí vyšší efektivitu a konzistenci výsledků.

Závěr

Vyvinutá HPLC-MS metoda představuje rychlý, přesný a spolehlivý nástroj pro hodnocení kvality farmaceutických surovin polysorbátů 80 a 20. Umožňuje komplexní profilaci mastných kyselin, odhalení izomerních nečistot a splňuje požadavky USP bez složité přípravy vzorku.

Reference

• Martos A, Koch W, Jiskoot W, Wuchner K, Winter G, Friess W, Hawe A. Trends on Analytical Characterization of Polysorbates and Their Degradation Products in Biopharmaceutical Formulations. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2017;106:1722–1735.
• Wang Z, Wang Y, Tie C, Zhang J. A Fast Strategy for Profiling and Identifying Pharmaceutical Excipient Polysorbates by UHPLC-HRMS. Journal of Chromatography A. 2021;1609:460450.
• USP Monograph for Polysorbate 80. United States Pharmacopoeia, USP-NF 2021 Issue 1.
• USP Monograph for Polysorbate 20. United States Pharmacopoeia, USP-NF 2021 Issue 1.
• Hu M, Niculescu M, Zhang XM, Hui A. High-Performance Liquid Chromatographic Determination of Polysorbate 80 in Pharmaceutical Suspensions. Journal of Chromatography A. 2003;984:233–236.