An Efficient UV-Based Method for the Assessment of Oleic Acid Content in Biotherapeutic Drug Products Containing Polysorbate-80

Význam tématu

Surfactanty jako polysorbát 80 (PS-80) jsou klíčové pro stabilizaci proteinových léčivých přípravků, avšak jejich degradace může negativně ovlivnit účinnost a bezpečnost léčiva.
Metoda založená na detekci UV aktivního produktu degradace, kyseliny olejové, umožňuje rychlou a citlivou analýzu surfaktantů bez nutnosti nákladné instrumentace.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit robustní, vysoce průchodnou UV-metodu pro kvantifikaci kyseliny olejové vznikající z degradace PS-80 v bioterapeutických přípravcích.
Metoda měla minimalizovat přípravu vzorku, umožnit nasazení v regulovaných prostředích a využít běžně dostupné UV detektory v laboratořích.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci a detekci kyseliny olejové byl využit systém ACQUITY UPLC H-Class Bio s autosamplerem FTN, UV detektorem TUV s titanovou kyvetou (200 nm) a volitelně ACQUITY QDa Mass Detector.
Separační kolona: ACQUITY UPLC Protein BEH C4 (300 Å, 1,7 µm, 2,1 × 100 mm), teplota 30 °C, isokratické eluce 65 % MeCN s 0,1 % kyseliny mravenčí, průtok 0,2 mL/min, objem injekce 1 µL.
Vzorky byly připraveny gravimetrickými ředěními ve vodně-acetonitrilovém prostředí, pro izolaci mastných kyselin se použilo bázi katalyzované hydrolýzy PS-80 následované kyselinou a sodným chlornanem pro vynucení fází a extrakci MeCN.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace kyseliny olejové prokázala lineárnost v rozsahu 0,24 ppm až 1000 ppm (R2 > 0,9998) a detekční mez 0,24 ppm (S/N = 22).
Pro extrakci mastných kyselin byl dosažený výtěžek až 98 % napříč koncentracemi, přičemž nitrospecifická ztráta byla korigována interním standardem cis-10-nonadekenoickou kyselinou.
Aplikací na vzorky infliximabu (obsah PS-80) a trastuzumabu (PS-20) nebyla zjištěna volná kyselina olejová; po hydrolýze se v infliximabu objevila kyselina olejová představující méně než 1 % vůči internímu standardu, zatímco v trastuzumabu chyběla.
Porovnání kvantifikace multibodovou a jednopointovou kalibrací přineslo shodné výsledky (12,91 vs. 13,95 ppm, CV 4–5 %), což postačuje pro rychlou analýzu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vysokou citlivost a rychlost (analýza <5 min).
• Minimální přípravu vzorku vhodnou pro vysokoprodukční laboratoře.
• Využití běžně dostupných UV detektorů bez nutnosti ELSD či MS.
• Možnost kvantifikovat degradanty surfaktantů pro kontrolu kvality a stability biologických léčiv.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky pro další mastné kyseliny a surfaktanty v proteinových formulacích.
Integrace s automatizovanými robotickými pracovišti pro screening stability během vývoje.
Možné doplnění o ortogonální detekci (MS, CAD) pro zvýšení selektivity a potvrzení struktur degradantů.

Závěr

Vyvinutá UV-metoda pro stanovení kyseliny olejové je rychlá, citlivá a snadno implementovatelná v regulovaných prostředích. Umožňuje efektivní sledování degradace PS-80 a přispívá k zajištění kvality bioterapeutických přípravků.

Reference

1. Kerwin B. Polysorbate 20 and 80 Used in the Formulation of Protein Biotherapeutics: Structure and Degradation Pathways. Journal of Pharmaceutical Sciences 2007;97(8):2924–2935.
2. McCarthy S. Quantification of Polysorbate Using the ACQUITY UPLC H-Class Bio System with ELS Detection. Waters Application Note 2015;720005323EN.
3. Adamo M. et al. A Simple Reversed Phase HPLC Method for Polysorbate 80 Quantitation in Monoclonal Drug Products. Journal of Chromatography B 2010;878:1865–1870.
4. Labrenz S. Ester Hydrolysis of Polysorbate 80 in mAb Drug Product: Evidence in Support of the Hypothesized Risk. Pharmaceutical Biotechnology 2014;103:2268–2277.
5. Brondz I. Development of Fatty Acid Analysis by HPLC, GC, and Related Techniques. Analytica Chimica Acta 2002;465:1–37.
6. Ilko D. et al. Fatty Acid Composition Analysis in Polysorbate 80 with HPLC Coupled to Charge Aerosol Detection. Eur J Pharm Biopharm 2015;95:569–574.
7. Zhang R. et al. Analysis of Polysorbate 80 and its Related Compounds by RP-HPLC with ELSD and MS Detection. J Chrom Sci 2012;50:598–607.
8. Braun A. et al. Predicting Critical Micelle Concentration and Micelle Molecular Weight of Polysorbate 80 using Compendial Methods. Eur J Pharm Biopharm 2015;94:559–568.