Modernization and Troubleshooting of the USP Organic Impurity Method for Cetirizine Hydrochloride Tablets: Demonstration of XBridge HILIC Robustness Capabilities Across HPLC and UHPLC Instruments

Význam tématu

Analýza organických nečistot ve farmaceutických přípravcích je zásadní pro zajištění jejich kvality, účinnosti a bezpečnosti. Metoda USP pro cetirizin dihydrochlorid vyžaduje dlouhou analýzu a splnění přísných kritérií system suitability. Modernizace této metody přináší zkrácení doby separace, snížení spotřeby rozpouštědel a zjednodušení přenositelnosti mezi různými HPLC a UHPLC systémy.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo:

• Optimalizovat USP metodu pro stanovení organických nečistot v tabletách cetirizinu pomocí nového XBridge HILIC XP 2,5 μm (4,6×100 mm).
• Ověřit robustnost této metody na čtyřech různých LC systémech (Waters Alliance HPLC, Agilent 1100, 1260 a 1290 UHPLC).
• Identifikovat a odstranit příčiny deformace tvaru píků, zejména vliv složení vzorkového rozpouštědla.
• Připravit variantu metody kompatibilní s MS detekcí (ammonium formát buffer).

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace:

• Waters Alliance e2695 HPLC se 2489 UV/Vis detektorem
• Agilent 1100 Binary HPLC se 1100 DAD
• Agilent 1260 Infinity Quaternary UHPLC se 1260 DAD
• Agilent 1290 Infinity Quaternary UHPLC se 1290 DAD
• ACQUITY QDa detektor (MS)
• Chromatografický software Empower 3
• Kolona XBridge HILIC XP, 2,5 μm, 4,6×100 mm

Metodika přípravy vzorku (troubleshooting):

• Vzorkové rozpouštědlo původně 91 % acetonitril + 9 % acidifikované vody (bez pufru).
• Varianta bez pufru: 93 % acetonitril + 7 % vody.
• Varianta s pufrem: 91 % acetonitril + 9 % tetrabutylamonného hydrogen síranu.
• Pro MS metodu: 93 % acetonitril + 7 % 200 mM ammonium formát pufru (pH 2,9).

Podmínky separace:

• Izokratický režim, 25 °C, tok 2,116 mL/min (HPLC) nebo 1,0 mL/min (MS).
• Injekční objemy 1–40 μL, optimální objem pro UHPLC 4 μL.

Hlavní výsledky a diskuse

Modernizovaná kolona zkrátila dobu analýzy z 15 min na 3 min a splnila USP kritéria (tailing NMT 2,0; RSD NMT 10 %). Metoda prokázala reprodukovatelnost na všech čtyřech LC systémech. Deformace píku cetirizinu byla způsobena odlišným poměrem organické a vodné fáze mezi mobilní fází (93 % ACN / 7 % vody) a vzorkovým rozpouštědlem (91 % ACN / 9 % vody). Při vyrovnání poměru na 93 / 7 se tvar píku výrazně zlepšil, deformace se posunula až na 30 μL. Přidání pufru do vzorkového rozpouštědla mělo menší vliv než vyrovnání organické/vodné složky. Pro MS verzi metody byla zavedena kompatibilní mobilní fáze s ammonium formátem, ukázaly se změny selektivity, ale zachovala se kvalita separace a možnost simultánního UV–MS sledování nečistot.

Přínosy a praktické využití metody

Modernizovaná metoda nabízí:

• Výrazné zkrácení doby analýzy bez ztráty rozlišení.
• Snížení spotřeby rozpouštědel a zátěže laboratoře.
• Snadný přenos mezi HPLC a UHPLC systémy bez nutnosti revalidace (při zachování poměru délka/velikost částic).
• Možnost zavedení MS detekce pro potvrzení identity a sledování nečistot.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směry rozvoje:

• Prohloubení pochopení silných solventových efektů a jejich korekce softwarově či úpravou připojení kolony.
• Aplikace podobného přístupu na jiné HILIC metody pro různé API.
• Automatizace optimalizace poměru mobilní fáze a vzorkového rozpouštědla.
• Integrace UHPLC–MS metod do rutinní farmaceutické kontroly kvality.

Závěr

Studie úspěšně demonstrovala modernizaci USP metody pro cetirizin dihydrochlorid pomocí XBridge HILIC XP 2,5 μm, 4,6×100 mm kolony. Ukázala, že deformace píků je primárně způsobena nesouladem vzorkového rozpouštědla a mobilní fáze. Vyrovnání jejich složení zajistilo konzistentní, Gaussovské píky při vyšších injekčních objemech. Metoda byla bez problémů přenesena mezi HPLC a UHPLC systémy několika výrobců a rozšířena o MS detekci.

Reference

• United States Pharmacopeia. Cetirizine Hydrochloride Tablets USP Monograph, USP39–NF34, 2016.
• United States Pharmacopeia. Chapter <621> Chromatography, USP38–NF33 S1, 2015.
• Sehajpal J, Fairchild JN. Modernization of a HILIC USP Impurity Method for Cetirizine Hydrochloride Tablets. Technology Brief No. 720005825en, 2016.
• Summers M, Carlson G. Future-proof Solutions for Regulated Laboratories in the Face of Changing USP <621> Guidelines. Waters White Paper No. 720005153en.
• Fairchild JN, Hill JF, Iraneta PC. Influence of Sample Solvent Composition for SFC Separations. LC GC North America. 31(4):326–333, 2013.
• Jaber AMY, Al Sherife HA, Al Omari MM, Badwan AA. Determination of cetirizine dihydrochloride, related impurities and preservatives in oral solution and tablet dosage forms using HPLC. J Pharm Biomed Anal. 36:341–350, 2004.
• Yu H, Cornett C, Larsen J, Hansen SH. Reaction between Drug Substances and Pharmaceutical Excipients: Formation of Esters between Cetirizine and Polyols. J Pharm Biomed Anal. 53:745–750, 2010.