Achiral-Chiral Heart-Cutting 2D-LC Analysis of Chiral Pharmaceutical Substances

Význam tématu

Analýza nečirálních nečistot a simultánní stanovení enantiomerního složení chirálních léčiv je klíčová pro zajištění bezpečnosti a účinnosti farmaceutických substancí podle ICH a FDA doporučení. Dvourozměrná kapalinová chromatografie (2D-LC) umožňuje oddělit nečistoty a současně stanovit enantiomery v jednom běhu, což zkracuje čas analýzy a zvyšuje produktivitu laboratoře.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je demonstrovat použití Agilent 1290 Infinity 2D-LC pro:

• separaci achirálních nečistot od chirálního API v první dimenzi (reverzní fáze)
• přenos frakce obsahující API do chirální druhé dimenze pomocí heart-cuttingu
• simultánní stanovení enantiomerního složení API, hodnocení reproducibility, linearity a rozlišení (Rs)

Použitá instrumentace

• Agilent 1290 Infinity 2D-LC Solution: dvě binární pumpy, autosampler s termostatem, termostatovaná kolonační komora, 2-position/4-port valve drive
• Agilent 1290 Infinity Diode Array Detector s 10 mm a 60 mm Max-Light cartridge buňkami
• Sloupce: ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 (2,1 × 150 mm, 1,8 µm) a chirální kolona (4,6 × 250 mm, 5 µm)
• Software: Agilent OpenLAB CDS ChemStation Edition s 2D-LC akvizičním modulem

Použitá metodika

• První dimenze (reverzní fáze): gradient 5–95 % organické fáze (0,1 % kyselina mravenčí/acetic), průtok 0,25 mL/min
• Heart-cutting: odběr ibuprofenu mezi 15,45–15,65 min a thalidomidu mezi 8,20–8,40 min do 60 µL smyčky, fill time 0,20 min
• Druhá dimenze (chirální separace): průtok 1 mL/min, mobilní fáze MeOH/water nebo acetonitril/water s 0,1 % kyselinou
• Obě kolony při 25 °C, detekce DAD při 264 nm (ibuprofen) a 254/295 nm (thalidomide)

Hlavní výsledky a diskuse

• Oddělení 9 nečistot od ibuprofenu v první dimenzi; hlavní vrchol přenesený do druhé dimenze s rozlišením Rs = 1,25
• Reprodukovatelnost retence a plochy ibuprofenu (n = 10): RSD < 0,2 % pro retenční časy a < 0,6 % pro plochy
• Linearita přenášeného množství ibuprofenu v rozsahu 0,1–1 mg/mL: R² = 0,9999
• Pro thalidomid separace enantiomerů s vysokým rozlišením Rs = 8,3, stanovení enantiomerního přebytku (ee) = 98,1 %
• Schopnost oddělit degradační produkty thalidomidu již v první dimenzi

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení efektivity analýzy díky simultánní separaci nečistot a stereoisomerů
• Minimální manipulace se vzorkem a plná automatizace procesu
• Splnění regulačních požadavků na identifikaci a kvantifikaci chirálních i achirálních nečistot
• Univerzální aplikovatelnost na široké spektrum chirálních farmaceutik

Budoucí trendy a možnosti využití

Simultánní 2D-LC se stává standardem pro komplexní analýzu farmaceutických látek, zejména v QA/QC. Další rozvoj směřuje k integraci s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci neznámých nečistot a k rozšíření aplikací na biopolymerní chirální analýzy či metabolomiku.

Závěr

Heart-cutting 2D-LC na platformě Agilent 1290 Infinity poskytuje vysokou citlivost, reprodukovatelnost a rozlišení při současné separaci achirálních nečistot a stanovení enantiomerů API. Metoda je vhodná pro rutinní i výzkumné laboratoře.

Reference

• ICH Q3A(R2) Impurities in new drug substances, 2006
• FDA Development of new stereoisomeric drugs, 1992
• Ali et al. Current Pharma Anal. 2011, 7, 47–53
• Huang et al. Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 2827–2829
• León-González et al. Biomed Chromatogr 2014, 28, 59–83
• Raju et al. Talanta 2006, 69, 1013–1017
• Melchert & List Int J Biochem Cell Biol 2007, 39, 1489–1499
• Bosch et al. J Pharm Biomed Anal 2008, 46, 9–17
• Yu & Yao Anal Chim Acta 2017, 968, 1–20