Structural Analysis of Impurities in Pharmaceuticals Using Trap-Free 2D HPLC and the LCMS-9030

Význam tématu

Analýza stopových nečistot v léčivech je klíčová pro zajištění kvality a bezpečnosti farmaceutických produktů. Identifikace a kvantifikace potenciálně škodlivých nečistot se netýká pouze finálních léčiv, ale i surovin a generických produktů. Vysoká citlivost a specifita hmotnostní spektrometrie v kombinaci s kapalinovou chromatografií umožňuje spolehlivou detekci i velmi nízkých koncentrací.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat on-line konverzi analýzy z nonvolatile na volatile mobilní fázi bez nutnosti složitých manuálních úprav pomocí trap-free 2D HPLC a kvadrupólového TOF hmotnostního analyzátoru LCMS-9030. Modelovým analytem byl roztok atorvastatinu, u kterého byly zjištěny a frakcionovány nečistoty podle Evropské farmakopeje.

Použitá metodika a instrumentace

• První dimenze HPLC: Shim-pack VP-ODS (250×4,6 mm, 5 μm), mobilní fáze nonvolatile citrate buffer pH 5 + acetonitril + tetrahydrofuran.
• Druhá dimenze HPLC: Shim-pack XR-ODS (50×2,0 mm, 2,2 μm), mobilní fáze 10 mmol/l amonný formiát ve vodě a acetonitril, gradient 10→100 % B.
• Frakcionace: On-line zachytávací smyčka pro přenos frakcí mezi dimenzemi.
• MS detekce: LCMS-9030 (Q-TOF) s ESI v pozitivním a negativním módu, scan MS a MS/MS.
• Software: MS Workbook Suite (ACD/Labs) pro automatickou atribuci fragmentačních iontů.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza ukázala 16 významných peaku včetně hlavní složky atorvastatinu. Přesné hmotnostní posuny se pohybovaly v rozmezí chyb do ±1 ppm. MS/MS analýza nečistoty F umožnila potvrdit elementární vzorec C40H48FN3O8 a lokalizaci štěpných vazeb. Trap-free 2D HPLC přinesla spolehlivou online přeměnu mobilní fáze bez ztráty či změny eluce nečistot.

Přínosy a praktické využití metody

• Eliminace složitého manuálního přepínání mobilních fází.
• Vyšší efektivita a reprodukovatelnost analýz.
• Vysoká citlivost a specifičnost detekce stopových nečistot.
• Široké využití pro výzkum, QA/QC a vývoj nových léčiv.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit o pokročilé softwarové nástroje a umělou inteligenci pro automatizovanou strukturuální interpretaci. Potenciál se nabízí i v jiných oblastech jako potravinové doplňky nebo jemná chemie. Další rozvoj nových kolonek a mobilních fází zvýší aplikovatelnost pro širší třídu analytů.

Závěr

Kombinace trap-free 2D HPLC a LCMS-9030 představuje efektivní přístup pro spolehlivou detekci a strukturovou charakterizaci stopových nečistot v léčivech. Metoda zkracuje dobu analýzy, minimalizuje pracovní zásahy a zachovává integritu vzorku.

Reference

• Iida T., Inohana Y. Structural Analysis of Impurities in Pharmaceuticals Using Trap-Free 2D HPLC and the LCMS-9030. Application No. C185, Shimadzu Corporation, First Edition: March 2019.