Shimadzu Journal vol.8 Issue1

Význam tématu

V moderní farmaceutické analýze je nutné zajistit vysokou kvalitu léčiv od syntézy až po finální přípravu. Kritické je sledování organických i anorganických nečistot – od potenciálně genotoxických sloučenin, jako je NDMA, až po rezidua kovových katalyzátorů a dalších prvkových nečistot. Současně farmamarket zasahují inovace v instrumentaci i datové automatizaci řízené umělou inteligencí, což klade nové nároky na analytické metody a laboratorní workflow.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem publikovaných článků a studií je:

• Popsat vývoj a testování nové polo-preparativní SFC chromatografické soustavy Nexera UC Prep v rámci prekompetitivní spolupráce farmaceutických firem (ETC).
• Validovat HPLC metody pro analýzu hydroxychlorochin sulfátu podle EP a USP.
• Stanovit a optimovat metody LC–MS/MS a GC–MS/MS pro detekci genotoxického nečistoty NDMA v léčivech ranitidin a metformin.
• Ukázat postupy stanovení prvkových nečistot v souladu s ICH Q3D a farmakopejemi.
• Představit širší kontext oborových trendů – AI v laboratoři, výzkum medicinálních rostlin, onkologická imunoterapie a historii vývoje hmotové spektrometrie u Shimadzu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro jednotlivé aplikace byly použity tyto hlavní technologie:

• Semi-preparativní SFC (Shimadzu Nexera UC Prep, kolony 21 mm i.d.) – vývoj a validace výkonu (průtok, přesnost injekcí, kolektor frakcí).
• UHPLC/HPLC (Nexera Mikros, LC-30AD, LC-2040C) v kombinaci s DAD detektorem – EP/USP metody pro hydroxychlorochin.
• LC–MS/MS (LCMS-8050) a Q-TOF (LCMS-9030) – MRM a vysoké rozlišení pro detekci NDMA v ranitidinu.
• LC–MS/MS, GC–MS/MS (GCMS-TQ8050 NX) a GC–MS (GCMS-QP2020 NX) – detekce NDMA v metforminu s LOD až 5 ng/g.
• ICP–MS (ICPMS-2030), ICP–OES (ICPE-9820) – multi-prvková analýza podle ICH Q3D.
• EDX-RF – rychlá bezodporová detekce prvků v tuhých látkách podle farmakopei.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzy prokázaly:

• Polo-preparativní SFC přístroj vyhovuje požadavkům ETC na robustnost, přesnost frakcí a provozní stabilitu při kontinuálním běhu.
• EP a USP HPLC metody hydroxychlorochin sulfátu splňují požadavky na rozlišení a opakovatelnost, obsah API v tabletkách je v deklarovaných mezích.
• LC–MS/MS metody pro NDMA v ranitidinu dosahují LOQ 1 ng/mL, linearita r>0,999, recovery 92–101 %, RSD <5 %.
• Metody pro NDMA v metforminu (LC–MS/MS i GC–MS/MS) umožňují kvantifikaci až 5 ng/g, recovery 86–100 % a RSD <5 %.
• ICP–MS/OES analýza prvkových nečistot odpovídá ICH Q3D, rychle a citlivě stanoví 24 klíčových prvků.
• EDX-RF nabízí bezpřípravkovou rychlou kontrolu kovových nečistot v tuhých vzorcích.

Přínosy a praktické využití metody

Publikované postupy a přístroje výrazně zvyšují bezpečnost a spolehlivost analýz v QA/QC i výzkumu:

• Rychlé a přesné stanovení genotoxických a kovových nečistot v lécích.
• Příprava a frakcionace analytů v mg–g měřítku s vysokou výtěžností.
• Kompatibilita s farmakopejními normami (EP, USP, ICH Q3D).
• Automatizace a zvýšená propustnost díky AI-nástrojům a integrovaným workflow.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj analytických technologií míří k plné integraci AI pro řízení instrumentů a zpracování dat, snížení lidské chyby a zvýšení produktivity. Očekává se další miniaturizace MS přístrojů, rozšíření metod na klinické aplikace (imunoterapie), high-throughput glykoanalýzy a udržitelné chemické postupy v prekompetitivních konsorciích.

Závěr

Kombinace nových přístrojů, validovaných metod a konceptu Analytical Intelligence otevírá cestu k rychlejším, přesnějším a bezpečnějším analýzám ve farmacii. Shimadzu a zapojené výzkumné týmy prokazují, jak lze propojením instrumentace, automatizace a mezinárodní spolupráce dosáhnout špičkových výsledků a splnit stále přísnější regulační požadavky.

Reference

1. Welch C. J., Wong M. a kol. Cross-Pharma Collaboration on the Development and Evaluation of a New Mid-Scale Preparative Supercritical Fluid Chromatography Instrument. Org. Process Res. Dev. 2020;24(7):1271–1280.
2. Le Y. Application of HPLC in Quality Analysis of Hydroxychloroquine Sulfate. Shimadzu Application News C145A.
3. Li Q., Zheng Y. Z. a kol. Determination of Genotoxic Impurity NDMA in Ranitidine by LCMS-8050 and LCMS-9030. Shimadzu Application Note.
4. Zheng J., Huang G. a kol. Determination of Genotoxic Impurity NDMA in Metformin by LCMS-8050 and GCMS-TQ8050 NX. Shimadzu Application Note.
5. Taniguchi T. The Necessity of Analyzing Elemental Impurities in Drug products, and Approaches to Their Measurement. Shimadzu Application Note.
6. Shimadzu Journal vol.8 Issue1: Pharmaceutical Applications. Shimadzu Corporation 2020.