Analysis of Degradation Products of Doxycycline in Solution Exposed to Light and Elevated Temperatures Using the Agilent 1200 Infinity Series High Dynamic Range Diode Array Detector Impurity Analyzer System

Význam tématu

Stabilita tetracyklin, především doxycyklinu, je klíčová pro zajištění účinnosti a bezpečnosti antibiotik v klinické praxi i výrobě. Podmínky skladování, jako světlo a teplota, mohou způsobit epimerizaci a degradaci, což vede k poklesu antimikrobiální aktivity a vzniku potenciálně toxických vedlejších produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo identifikovat a kvantifikovat degradační produkty doxycyklinu po expozici viditelného světla a zvýšené teploty (40 °C) v různých časových intervalech (17 h, 23 h, 33 h, 5,5 d). Pro analýzu byl použit Agilent 1200 Infinity HDR-DAD Impurity Analyzer System, umožňující detekci stopových množství degradátů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro rozlišení hlavní látky a degradátů byla využita kapalinová chromatografie s vysokodynamickou detekcí diodovou matricí.
Seznam použitých přístrojů:

• Agilent 1200 Infinity HDR-DAD Impurity Analyzer System
• Agilent 1290 Infinity DAD s 60 mm detekční cévkou (G4212A, clusterovaná)
• Agilent 1290 Infinity DAD s 3,7 mm detekční cévkou (G4212A, clusterovaná)
• Agilent 1200 Infinity HDR-DAD Kit (G2199AA)
• Agilent 1290 Infinity Thermostatted Column Compartment (G1316C)
• Agilent 1290 Infinity Autosampler (G4226A)
• Agilent 1290 Infinity Thermostat (G1330B)
• Agilent 1290 Infinity Quaternary Pump (G4204A)
• Agilent OpenLAB CDS ChemStation Edition Rev.C.01.05

Chromatografické podmínky:

• Kolona: ZORBAX Eclipse XDB-C8, 3×100 mm, 3,5 µm
• Mobilní fáze: A – voda, B – acetonitril, C – 1 % TFA ve vodě
• Gradient: 0 min (65 % A, 15 % B, 20 % C), 5 min (37 % A, 43 % B, 20 % C), 6 min (20 % A, 60 % B, 20 % C)
• Průtok: 0,8 mL/min
• Teplota kolony: 40 °C
• Objem injekce: 1 µL (13,33 µg doxycyklinu)

Hlavní výsledky a diskuse

Expozice 40 °C a světlu způsobila pokles podílu doxycyklinu až o 5,3 % po 5,5 dnech. Díky nízké šumové úrovni (<0,013 mAU p-p) byly detekovány peaky již od výšky 0,125 mAU. Analýza odhalila:

• Impurity 1–3 přítomné v počátečním vzorku
• Impurity 4, která se objevila po 17 h a nadále rostla
• Impurity 5–13, detekované až po 5,5 dnech

Různé kinetické průběhy nárůstu jednotlivých impurit naznačují rozdílné mechanismy degradace.

Přínosy a praktické využití metody

Systém HDR-DAD kombinuje široký dynamický rozsah a nízký šum, což umožňuje současné stanovení hlavní látky i stopových degradantů bez nutnosti více analýz. Tím se zkracuje doba analýzy a snižují náklady, což je výhodné pro farmaceutické stabilitní testy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření integrace HDR-DAD s UHPLC a hmotnostní spektrometrií pro strukturální identifikaci produktů degradace. Dále se otevírá prostor pro automatizaci vyhodnocení dat pomocí strojového učení a predikci degradace.

Závěr

Systém Agilent 1200 Infinity HDR-DAD Impurity Analyzer prokázal vysokou citlivost a spolehlivost při sledování degradace doxycyklinu za stresových podmínek. Metoda splňuje požadavky ICH a poskytuje efektivní nástroj pro stabilitní testy v farmaceutickém průmyslu.

Reference

1. Injac R., Djordjevic-Milic V., Srdjenovic B. Thermostability Testing and Degradation Profiles of Doxycycline in Bulk, Tablets, and Capsules by HPLC. Journal of Chromatographic Science, 45(10), 2007.
2. Mitscher L.A. The Chemistry of the Tetracycline Antibiotics. Marcel Dekker, New York, 1978.
3. Liang Y., Denton M.B., Bates R.B. Stability Studies of Tetracycline in Methanol Solution. Journal of Chromatography A, 827, 1998.
4. ICH Q1A(R2) Stability Testing of New Drug Substances and Products. International Conference on Harmonisation, 2003.