Determination of N-Methylpyrrolidine in Cefepime Using a Reagent-Free Ion Chromatography System

Význam tématu

Kecefepimu, čtvrté generaci cefalosporinů s širokým spektrem účinku, dochází během skladování k alkalické degradaci, při které se uvolňuje N-methylpyrrolidin (NMP). Tento produkt může snížit účinnost léčiva a představuje potenciální toxikologické riziko. Přesná kvantifikace NMP je proto klíčová pro kontrolu kvality, stanovení stability a zajištění bezpečnosti při aplikaci cefepimu u pacientů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vyvinout a validovat účinnou, robustní a rychlou metodu iontové chromatografie pro stanovení množství NMP v různých formách cefepimu (hydrochlorid, prášek pro injekci, systémová zkouška). Nová metoda má zkrátit dobu analýzy, eliminovat potřebu organického modifikátoru a zlepšit citlivost oproti standardnímu postupu USP.

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace:

• Reagent-Free Ion Chromatography system Dionex ICS-3000 s moduly SP nebo DP, EG (EluGen II MSA), CR-CTC II, DC (CSRS 300) a AS (autosampler s chlazením)
• Kolony IonPac CG17 (2×50 mm) a CS17 (2×250 mm) s funkční karboxylovou stacionární fází
• Detekce: potlačená vodivost (recyklace, 100 mA)

Eluent:

• Elektrolyticky generovaná metansulfonová kyselina (MSA) v krocích (např. 6 mM → 85 mM → 6 mM)
• Průtok 0,4 mL/min, teplota kolony 40–50 °C
• Objem injekce 5 µL (plná smyčka)

Reagencie:

• Deionizovaná voda 18 MΩ·cm
• DL-Arginin, N-methylpyrrolidin standard

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla lineární oblasti pro NMP v rozpětí 0,45–200 µg/mL (r2 = 0,9999), LOQ 0,10 µg/mL (S/N = 10) a LOD 0,03 µg/mL (S/N = 3). Retence NMP činila ~5,3 min při počáteční MSA 6 mM. Změna na 2 mM MSA a zvýšení teploty na 50 °C umožnila separaci NMP od vedlejších organických kyselin v systémové zkoušce cefepimu (retence 11,5 min, RS > 1,6). Meziroční RSD retence a plochy píků bylo < 0,5 % a < 2,7 %. Při skladování vzorků při 25 °C se NMP ve 4 h zvýšil ze 0,23 % na 0,27 %, při 4 °C výraznější změny do 24 h neproběhly a při −17 °C byl NMP stabilní až 96 h.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení doby analýzy na 35 min (oproti 3–4 h v USP)
• Odstranění potřeby organického modifikátoru a přípravy separátního „column rinse“
• Reagent-Free provoz s jediným zdrojem deionizované vody
• Vysoká citlivost pro spolehlivou detekci 0,001 % NMP

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším směrem je adaptace metody pro další degradation produkty β-laktamů, rozšíření na inline stabilitní studie a implementace do automatizovaných QC linek. Kombinace RFIC a kolon CS17 by mohla sloužit i pro separaci dalších primárních a sekundárních amínů v léčivech.

Závěr

Navržená RFIC-EG metoda s IonPac CS17 a potlačenou vodivostní detekcí umožňuje rychlou, citlivou a reprodukovatelnou kvantifikaci NMP v různých formách cefepimu. Metoda překonává časovou náročnost a složitost standardního USP postupu a poskytuje robustní nástroj pro kontrolu kvality a stability cefepimu.

Reference

1. United States Pharmacopeia. USP 31–NF 26: Cefepime Hydrochloride, 2008.
2. United States Pharmacopeia. USP 31–NF 26: Cefepime for Injection, 2008.
3. Dionex Application Note 157: Comparison of Suppressed to Nonsuppressed Conductivity Detection, 2004.
4. Chen G. et al. J. Pharm. Biomed. Anal. 2003, 33, 797–801.
5. Liu H., Sunderland V.B. Chromatographia 2004, 59, 653–657.
6. Sprauten P. F. et al. Antimicrob. Agents Chemother. 2003, 47, 1991–1994.
7. Rabouan-Guyon S.M. et al. Int. J. Pharm. 1997, 154, 185–190.
8. Baririan N. et al. J. Antimicrob. Chemother. 2003, 51, 651–658.