Analysis of polysorbates in biotherapeutic products using two-dimensional HPLC coupled with mass spectrometer

Význam tématu

Polysorbát 80 je široce využívaný surfaktant v bioterapeutických přípravcích pro prevenci agregace proteinů, snížení povrchové adsorpce a zvýšení rozpustnosti léčivých bílkovin. Jeho přesná kvantifikace a charakterizace jsou nezbytné pro zajištění kvality, stability a bezpečnosti finálních produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované práce je vyvinout jednoduchou, automatizovanou a spolehlivou dvoudimenzionální HPLC metodu spojenou s hmotnostní spektrometrií (MS) pro kvantitativní stanovení a detailní charakterizaci polysorbátu 80 v proteinových formulacích.

Použitá metodika a instrumentace

Pro vzorky obsahující IgG a polysorbát 80 bylo použito Shimadzu Co-Sense for BA se dvěma LC pumpami, ventilem pro přepínání toků a trap kolonkou Shim-pack MAYI-ODS pro odstranění proteinových složek. Analytická sekce obsahovala kolonu Kinetex C18. Detekce probíhala pomocí LCMS-2020 v módu SIM (m/z 783) nebo LCMS-8050 pro plnoskenové Q1 měření. Ionizace probíhala v pozitivním ESI, mobilní fáze byly 10 mmol/L amonná forma v H2O a isopropanol. Teploty rozhraní a zdrojů se pohybovaly mezi 250–400 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Pro kvantifikaci byla stanovena lineární závislost v rozmezí 10–200 mg/L (R2 > 0,999), reprodukovatelnost (RSD) bylo 0,034 % pro retenční časy a 1,11 % pro plochu píků, s průměrnou zotaveností 99 %. Charakterizační metoda s prodlouženou gradientní separací umožnila rozlišení monooleátu a vedlejších produktů (polyoxyethylen, sorbitan, isosorbide, dioleáty až tetraoleáty). Úspěšně bylo demonstrováno automatické záchytné odstranění IgG pomocí trap kolony, bez přímého zásahu uživatele.

Přínosy a praktické využití metody

• Plná automatizace vzorkové přípravy bez derivatizace nebo alkalické hydrolýzy.
• Rychlá a přesná kvantifikace s minimálními operátorskými zásahy.
• Možnost sledování degradace polysorbátu (oxidace, hydrolýza) v reálných formulacích.
• Aplikovatelnost v laboratorních QA/QC a vývoji stabilních bioterapeutik.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k integraci s vyšším rozlišením MS (QTOF), rozšíření metodiky na další povrchově aktivní látky, využití v on-line monitorování procesů (PAT) a zavedení umělé inteligence pro automatizovanou analýzu dat a interpretaci víceatributových parametrů.

Závěr

Prezentovaná dvoudimenzionální HPLC-MS metoda umožňuje spolehlivé a efektivní stanovení i detailní profilaci polysorbátu 80 v proteinových formulacích. Díky automatizaci, vynikající reprodukovatelnosti a vysoké citlivosti je vhodná pro rutinní použití v biopharmaceutickém vývoji a kontrole kvality.

Reference

• Hvattum E, Yip WL, Grace D, Dyrstad K. Characterization of polysorbate 80 with liquid chromatography mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy: Specific determination of oxidation products of thermally oxidized polysorbate 80. J Pharm Biomed Anal. 2012;62:7-16.