Quantification of Carbohydrates and Glycols in Pharmaceuticals

Význam tématu

Analytická kontrola cukrů, cukerných alkoholů a glykolů ve farmaceutických přípravcích je nezbytná pro ověření jejich identity, čistoty a koncentrace. Tyto nechromoforické složky nelze detekovat běžnou UV/VIS absorpcí, a proto se uplatňuje pulzní amperometrické detekční schéma s vysokou citlivostí a širokým lineárním rozsahem.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo porovnat tři aniontové chromatografické kolony (Dionex IonPac ICE-AS1, CarboPac PA10 a CarboPac MA1) s integrovanou amperometrickou detekcí pro stanovení běžných jednoduchých cukrů, cukerných alkoholů a glykolů v reprezentativních bezpředpisových léčivech.
Studie zahrnovala:

• Optimalizaci elučních podmínek (perchlorokyselina, NaOH ve více koncentracích).
• Hodnocení selektivity, detekčních limitů, linearity, přesnosti (RSD) a recovery metodou standardního přídavku.
• Aplikaci na dva komerční přípravky – sirup proti kašli a multisymptomatický přípravek na nachlazení.

Použitá instrumentace

• Chromatografický systém Thermo Scientific Dionex DX-500 s gradientním čerpadlem GP40, chromatografickou pecí LC25/30 a autosamplerem AS3500.
• Amperometrický detektor ED40 s platinovou a zlatou pracovní elektrodou.
• Aniontová kolona Dionex IonPac ICE-AS1 (polystyren/divinylbenzen s kapacitou ~27 meq) s NG1 neutralní ochranou kolonkou.
• CarboPac PA10 (latexový nosič funkcionalizovaný kvartérními amoniovými skupinami, kapacita ~100 μeq).
• CarboPac MA1 (makroporézní polymer graftovaný kvartérními amoniovými skupinami, kapacita ~1450 μeq).

Použitá metodika

Eluenty: 100 mM perchlorokyselina, 18–480 mM NaOH v isokratickém režimu. On-line odplyňování eluentu helium nad tlakem 5–8 psi zamezuje driftu baselines. Vzorky sirupů byly připraveny 10× až 1000× ředěním vodou (w/w), při práce s viskózními matricemi se stanovují hustoty. Standardy cukrů a glykolů (0,1–1000 mg/L) uchovány při –20 °C. Injekční objem 10 μL, teplota 30 °C.
Cikly pulzní amperometrie: sled oxidation–redukce pro odstranění zbytků analyzátů a stabilizaci signálu.

Hlavní výsledky a diskuse

Výkonnost kolon:

• ICE-AS1: optimální pro rychlou separaci glykolů (glycerol, propylenglykol) do 10 min, mírně omezená rozlišení vyšších cukerných alkoholů.
• PA10: vynikající rozlišení monosacharidů a cukerných alkoholů ve stejném běhu, glykoly elují blízko průtočného objemu.
• MA1: nejlepší komplexní separace všech testovaných složek (glykoly, cukerné alkoholy a disacharidy) s vysokým rozlišením, ale delší běhy.

Detekční limity na MA1: 70–700 μg/L (S/N=3) pro glycerol až sucrozu. Linearita nad 3 řády (r2 ≥ 0,999), glycerol lineární do 200 mg/L, jinak polynomiálně. Preciznost RSD 2–4 % (10 mg/L). Recovery 87–114 % metodou přídavku.
Aplikace na sirupy prokázala shodu se deklarovanými koncentracemi propylenglykolu, glycerolu, sorbitolu i sacharózy; objevily se i stopové neoznačené šarže (mannitol, maltitol a další minoritní složky).

Přínosy a praktické využití metody

• Zajištění citlivé a selektivní detekce nechromoforických složek ve farmaceutických vzorcích.
• Široký lineární rozsah umožňuje analýzu složek v různých koncentracích bez opakovaných běhů.
• Isokratická eluce zjednodušuje provoz a zvyšuje propustnost laboratoře.
• Možnost simultánního stanovení glykolů, cukerných alkoholů a sacharidů ve stejném běhu (MA1).

Budoucí trendy a možnosti využití

Automatizace přípravy vzorků a další miniaturizace kolonkových systémů pro vyšší průtok vzorků. Integrace s hmotnostní detekcí pro potvrd ení struktury neznámých složek. Optimalizace pulzních vlnových forem a softwarových algoritmů pro snížení detekčního limitu. Rozvoj kolon s vyšší selectivitou pro specifické oligosacharidy a glykoproteiny. Využití v GMP prostředí pro online monitoring výrobních procesů.

Závěr

Porovnávané aniontové kolony s pulzní amperometrií poskytují robustní a citlivé řešení pro farmaceutickou analýzu glykolů a sacharidů. Volba kolony závisí na požadovaném rozsahu analytů: ICE-AS1 pro glykoly, PA10 pro monosacharidy a MA1 pro komplexní směsi. Metoda splňuje požadavky FDA na přesnost, citlivost a linearitu.

Reference

1. 21 CFR Title 21, Food and Drugs, Chapter 1, FDA, Part 211.22 a 211.160, 211.165.
2. Rocklin, R. D. A Practical Guide to HPLC Detection; Academic Press, 1993.
3. Rocklin, R. D. J. Chromatogr. 1991, 546, 175–187.
4. Dionex Application Note 116, Quantification of Anions in Pharmaceuticals.
5. Dionex Technical Note 40, HPAE-PAD Monosaccharide Analysis.
6. FDA Guidance for Industry: Analytical Procedures and Methods Validation.
7. Thermo Fisher Scientific Dionex ICE-AS1, PA10, MA1 product literature.