Analysis of Polylactic-co-Glycolic Acid (PLGA) by Gel Permeation Chromatography (GPC) using the Arc™ HPLC System with a Refractive Index (RI) Detector

Význam tématu

Polymery založené na kopolymerech kyseliny polylaktidové a polyglykolidové (PLGA) se široce využívají v biomedicíně pro řízené a kontrolované uvolňování léčiv. Jejich biokompatibilita, biodegradabilita a možnost úpravy fyzikálně-chemických vlastností podle molekulové hmotnosti jsou klíčové pro optimalizaci uvolňovacího profilu léčiv.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo zhodnotit distribuci molekulové hmotnosti (Mn, Mw, Mz) a polydisperzitu PLGA s různými poměrovými obsahy lactidu a glykolidu pomocí gelové permeační chromatografie (GPC) a analyzovat degradaci polymeru v prostředí 0,5 % PVA ve vodě při 37 °C během 14 dnů.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza proběhla na systému Arc HPLC vybaveném:

• kvaternárním solventním manažerem a silným solvent compatibility kitem
• detektorem refraktivního indexu při teplotě 35 °C
• třemi sériově zapojenými kolónami Styragel HR 4, HR 2 a HR 1 pro rozsah molekulových hmotností 100–600 000 Da

Mobilní fází byl tetrahydrofuran (THF) s isokratickým režimem při průtoku 1,0 mL/min. Vzorky PLGA i polystyrenové standardy (1,5 mg/mL) se připravily v THF a filtrovaly přes PTFE 0,45 µm. Zpracování dat a výpočty molekulových hmotností Mn, Mw a polydisperzity PDI proběhly v Empower 3 FR5 SR5 s GPC modulem.

Hlavní výsledky a diskuse

GPC kalibrace s polystyrenovými standardy vykázala třetího řádu fit s korelačním koeficientem R2 > 0,9998. Naměřené příčné střední hodnoty Mw PLGA se pohybovaly mezi 39 722 a 74 688 Da s PDI 1,6–1,7. Degradační studie ukázala postupný pokles Mw inkubovaného PLGA v 0,5 % PVA ve vodě, přičemž po 14 dnech PDI vzrostla na 2,4 u vzorku 50:50.

Přínosy a praktické využití metody

• Spolehlivá a opakovatelná analýza PLGA v silných organických rozpouštědlech
• Podpora vývoje kontrolovaných nosičů léčiv s cíleným uvolňováním
• Efektivní zpracování dat a generování reportů pomocí Empower software

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření technik GPC o detektory MALS či viskozimetrii pro absolutní určení hmotnosti a struktury polymerů. Dále poroste význam in situ sledování degradace v biologických matricích a využití nanočástic PLGA v cílených terapiích.

Závěr

Studie potvrdila, že Arc HPLC systém se silným solvent compatibility kitem a RI detektorem v kombinaci s Empower softwarem poskytuje přesné stanovení molekulové hmotnosti a polydisperzity PLGA a umožňuje sledovat její degradaci v mimotělních podmínkách.

Reference

• Lu Y, Cheng D, Niu B, Wang X, Wu X, Wang A. Properties of Poly (Lactic-co-Glycolic Acid) and Progress of Poly (Lactic-co-Glycolic Acid)-Based Biodegradable Materials in Biomedical Research. Pharmaceutical. 2023;16:454.
• Makadia HK, Siegel SJ. Poly Lactic-co-Glycolic Acid (PLGA) as a Biodegradable Controlled Drug Delivery Carrier. Polymers. 2011;3:1377–1397.
• D’Souza S, Dorati R, DeLuca PP. Effect of Hydration on Physicochemical Properties of End-Capped PLGA. Advances in Biomaterials. 2014;Article ID 834942.
• Waters Corporation. Arc HPLC Strong Solvent Compatibility Guide. User Guide 715009279.
• Maziarz M. Accurate Molecular Weight Determination of Polystyrene-Tetrahydrofuran Solutions using the Arc HPLC with a Strong Solvent Compatibility Kit and Refractive Index Detector. Application Note 720008301; 2024.
• Waters Corporation. Empower GPC Software Getting Started Guide. User Guide 71500031303.
• Waters Knowledge Base. Get Empowered: Review Window and the Processing Method - Working with GPC/SEC data in Empower - Tip125.