Analysis of Polysorbate 80 in Protein Formulations Using 2D LCMS

Význam tématu

Polysorbate 80 je klíčovou složkou v bioterapeutických formulacích pro potlačení agregace proteinů, zabránění jejich adsorpce na povrchy a zvýšení rozpustnosti. Spolehlivá kvantifikace a charakterizace této látky je nezbytná pro kontrolu kvality a stabilitu léčivých proteinů během vývoje a výroby.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout jednoduchou, ale spolehlivou metodu využívající dvojrozměrnou kapalinovou chromatografii s hmotnostní detekcí (2D LC–MS) pro simultánní kvantifikaci a detailní charakterizaci polysorbate 80 v proteinových formulacích. Metoda má automaticky odstraňovat proteiny a zároveň zkoumat složení a možné degradační produkty polysorbatu.

Použitá metodika a instrumentace

Měřicí systém byl postaven na platformě Shimadzu Co-Sense for BA se dvěma pumpami LC-20AD, přepínacím ventilem pro změnu solventu, degaserem, autosamplerem SIL-20AC a termostatovanou kolonkou CTO-20AC s 6portovým ventilem. Pro kvantifikaci byl použit LCMS-2020 (single quadrupole), pro detailní charakterizaci LCMS-8050 (triple quadrupole). Separace probíhala ve dvou krocích:

• Krok 1 – odchycení polysorbatu 80 na přípravném sloupci Shim-pack MAYI-ODS, proteiny unikají bez zadržení
• Krok 2 – přesměrování analytické frakce na kolonu Kinetex C18 pro detailní rozlišení složek

Hlavní výsledky a diskuse

Quantitativní metoda využívající SIM detekci iontu m/z 783 identifikovala hlavní komponentu polyoxyethylene sorbitan monooleate při retenční době 4,4 min

• Šestičetné replikace vykázaly RSD retenční doby 0,034 % a RSD plochy 1,11 %
• Obnova analytu byla 99 %
• Linearita v rozsahu 10–200 mg/L s korelačním koeficientem R2 > 0,999

Charakterizační metoda s delší kolonkou a gradientním programem odhalila více než deset vedlejších produktů (polyoxyethylene, polyoxyethylene isosorbide, polyoxyethylene sorbitan di- až tetraoleate), což umožňuje sledovat oxidativní a hydrolytické degradace.

Efektivita odstranění proteinů na přídavném sloupci byla potvrzena chromatogramem UV detektoru, kde nebyly detekovány proteiny po odchycení polysorbatu.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný dvoukrokový postup zaručuje rychlé a reprodukovatelné stanovení polysorbate 80 v matrice klinických vzorků bez nutnosti časově náročné přípravy. Metoda je vhodná pro kontrolu jak kvality reformulací, tak stability produktů v průběhu skladování a zpracování.

Budoucí trendy a možnosti využití

V rámci dalšího rozvoje lze očekávat:

• Implementaci vysoce účinných kolonu s menšími částicemi pro vyšší rozlišení
• Propojení s HRMS detektory pro přesnější identifikaci degradačních produktů
• Adaptaci na další typy polysorbátů a excipientů
• Integraci do online kontrolních systémů v rámci výrobních linek

Závěr

2D LC–MS metoda na platformě Co-Sense for BA umožňuje bezprostřední odstranění proteinů a spolehlivě analyzuje polysorbate 80 v bioterapeutických formulacích. Vysoká reprodukovatelnost, linearita a schopnost charakterizovat vedlejší produkty dělají z této metody silný nástroj pro průmyslovou QC i výzkum.

Reference

E. Hvattum, W. L. Yip, D. Grace, K. Dyrstad, 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. 62 (2012) 7–16.