Taking Advantage of 12k psi Pressure Capabilities for Modernizing USP Methods on the Alliance™ iS HPLC System

Význam tématu

Modernizace kompendiálních HPLC metod podle USP je klíčová pro zvýšení efektivity analýz farmaceutických látek, snížení doby analýzy a spotřeby organických rozpouštědel. Využití vyšších provozních tlaků až 12 000 psi na systému Alliance™ iS HPLC umožňuje přejít na kolony s menšími částicemi a kratší délkou, což přispívá k rychlejším, kvalitnějším a ekologičtějším postupům.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na:

• Analýzu USP metod pro stanovení kvetiapinu fumarátu (assay a impurity metody) na systému Alliance iS.
• Škálování těchto metod na UHPLC kolony s ID 3 mm a 2,5 µm částicemi pomocí Waters Columns Calculator.
• Porovnání chromatografické a kvantitativní výkonnosti původních a škálovaných metod.
• Vyhodnocení ekologického dopadu modernizace metod prostřednictvím analytického metody greenness skóre (AMGS).

Použitá instrumentace

• Alliance™ iS HPLC System s PDA detektorem (Waters Corporation)
• Empower Chromatography Data System (CDS)
• Kolony Waters pro UHPLC (3,0 × 150 mm a 3,0 × 100 mm, 2,5 µm)

Použitá metodika

Škálování vycházelo z požadavků USP General Chapter <621> a spočívalo v:

• Podržení poměru délky kolony ku průměru částic (L/dp).
• Úpravě průtoku a injekčního objemu dle Waters Columns Calculator.
• Dodržení chromatografických kritérií: rozlišení, tvar špičky, %RSD plochy a retenční doby.
• Výpočtu greenness skóre metodou AMGS pro vyhodnocení udržitelnosti.

Hlavní výsledky a diskuse

• Assay metoda: běžná USP metoda zkrácena o 57 % doby analýzy a o 71 % spotřeby rozpouštědel. Škálovaná metoda při průtoku 0,75 mL/min udržela požadovanou kvalitu separace a přesné kvantitativní výsledky API.
• Impurity metoda: doba analýzy snížena o 51 % a spotřeba rozpouštědel o 57 %. Škálovaná gradientní metoda dosáhla srovnatelných chromatografických parametrů a kvantifikace nečistot.
• Vyšší provozní tlak až 12 000 psi na systému Alliance iS umožnil použití 2,5 µm kolony bez překročení limitu.
• Greenness skóre dle AMGS se snížilo ze 172 na 111, což ilustruje výrazné zlepšení udržitelnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Modernizované USP metody přinášejí:

• Rychlejší výstupy výsledků a vyšší denní kapacitu laboratoře.
• Výrazné snížení spotřeby organických fází a provozních nákladů.
• Kompatibilitu s existujícími farmaceutickými monografiemi a validací.
• Podporu principů zelené chemie v analytické praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace a vyšší tlaky umožňující ultrarychlé analýzy.
• Automatizované nástroje pro škálování metod a prediktivní modelování chromatografie.
• Integrace green chemistry metrik do běžných analytických laboratorních informačních systémů.
• Využití umělé inteligence pro optimalizaci parametrů separace a minimalizaci spotřeby.

Závěr

Studie prokázala, že škálování USP HPLC metod na systému Alliance iS při 12 000 psi je technicky proveditelné a přináší zásadní zkrácení doby analýzy a úsporu rozpouštědel bez kompromisů v kvalitě nebo přesnosti výsledků. Modernizované metody podporují udržitelnost a zvyšují provozní efektivitu laboratoří.

Reference

• Berthelette K. D. et al. Applying Analytical Method Greenness Scoring to the USP Monograph of Naproxen; Improving the Sustainability of Validated Methods by Modernizing to Newer Technology. Application Note. Waters Corporation, 2024.
• USP General Chapter <621> Chromatography. United States Pharmacopeia and National Formulary, 2025.
• Official Monographs, Quetiapine Fumarate USP 40 NF35 S1. United Book Press, Inc., 2017.
• ACS Green Chemistry Institute Pharmaceutical Roundtable. Analytic Method Greenness Score (AMGS). acsgcipr.org/amgs/, přístup 30. 6. 2025.
• Waters Columns Calculator Online Help, verze 2.0.
• Dlugasch A. B. et al. Scaling a USP Gradient Method on the ACQUITY Arc System in Support of Life Cycle Management. Application Note. Waters Corporation, 2019.