Two-Dimensional Liquid Chromatography for Small Molecule Pharmaceutical Analysis – More Knowledge in Less Time

Význam tématu

V současné farmaceutické praxi roste potřeba rychle a spolehlivě charakterizovat složité syntetické sloučeniny a jejich nečistoty. Konvenční jednorozměrná kapalinová chromatografie často nedokáže rozlišit všechny relevantní složky ve vzorku, zejména v raných fázích vývoje, kde je znalost profilingu nečistot omezená. Dvourozměrná kapalinová chromatografie (2D-LC) představuje efektivní způsob, jak zvýšit separační výkon i selektivitu a tím urychlit generování klíčových analytických dat.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři prezentují praktické využití 2D-LC ve vývoji malých léčivových molekul v rámci Bristol Myers Squibb. Studie zahrnuje tři hlavní aplikace:

• Kontrola čistoty píků pomocí ortogonálních RPLC-RPLC-MS metod.
• Kvantitativní analýza nečistot v režimu heart-cutting s vysokým rozlišením přenosu.
• Trapping-mode 2D-LC pro koncentrační obohacení stopových nečistot.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje stávající jednorozměrné HPLC protokoly s on-line výběrem ortogonálních kolón pomocí databáze HSM. Pro detekci se využívají PDA a tandemová hmotnostní spektrometrie. Pro 2D chromatografii se ověřují různé kombinace fází (MeCN, MeOH, pH 3–7) a kolón (C18, biphenyl, F5, chiralní fáze). Trapping-mode se provádí na UPLC-systému H-Class řízeném Empowerem a OpenLab CDS pro multi-injekce a on-line ředění.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Kontrola čistoty píků

• Coelutující nečistoty skryté v 1D-LC byly zcela rozděleny ve druhé dimenzi bez významné ztráty účinnosti nebo citlivosti.
• Příklad: izomerická nečistota rozlišena spektrem MS, zatímco v 1D-LC zůstala nekonstatována.

2. Kvantitativní analýza nečistot

• Testovací molekula BMS-986142 s třemi atropoizomerními nečistotami ukázala, že 2D-LC umožňuje přesné kvantifikace s RSD < 0,5 % při součtu frakcí.
• Vysoké rozlišení přenosu z 1D do 2D (5–8 řezů) zaručilo konzistentní zotavení a lineární kalibraci (R2 > 0,9997).

3. Trapping-mode 2D-LC

• Systém pro více opakovaných trappingů dokáže obohatit stopové mutagenní nečistoty na úrovně pod jednotkami ppm.
• Při čtyřech opakovaných zajímání byl zisk signálu 20× bez počitatelných ztrát účinnosti.

Přínosy a praktické využití metody

2D-LC výrazně zvyšuje důvěru v odhalování tzv. „unknown unknowns“ a zkracuje dobu potřebnou pro screening kolón a mobilních fází. Umožňuje rychlou kontrolu čistoty, přesnou kvantifikaci i obohacení stopových nečistot v rutinním provozu vývojových laboratoří a QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další integrace se softwarovými nástroji pro automatizovaný výběr ortogonálních podmínek a zpracování dat.
• Propojení s vysokorozlišovacími hmotovými spektrometry a iontověmobilní spektrometrií pro pokročilou strukturální charakterizaci.
• Širší využití v chemické procesní analytice a ve výrobním měřítku pro kontinuální monitoring kvality.

Závěr

Studie dokládá, že 2D-LC je robustní a univerzální nástroj pro komplexní analýzu malých farmaceutických molekul. Kombinace ortogonálních kolón, multi-injekcí, heart-cuttingu a trap režimu umožňuje spolehlivé odhalení a kvantifikaci širokého spektra nečistot, což podporuje rychlejší a přesnější rozhodování ve vývoji léčiv.

Reference

• Baghdady YZ, Stoll DR. LCGC 2022, 40:292.
• Wang Q, He B, Shackman J. J Pharm Biomed Anal 2021, 193:113730.
• Lin Z, Wang Q, Zhou Y, Shackman J. J Chromatogr A 2023, 1700:464043.