Analytical Quality by Design Based Method Development for the Analysis of Dexamethasone Phosphate and Related Compounds Using Arc Premier MaxPeak High Performance Surfaces (HPS) Technology

Význam tématu

Analýza fosfátových a jiných metalchelatačních sloučenin je zásadní pro farmaceutický výzkum, kontrolu kvality a spolehlivou detekci účinných látek. Interakce těchto analy­tů s kovovými povrchy tradičních LC systémů vede k horší opakovatelnosti, špatným tvarům píků a ztrátě citlivosti. Vyvinutí metod, které minimalizují nežádoucí adsorpci na kovových částech, zvyšuje přesnost a robustnost analýz.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a validovat UHPLC metodu pro současné stanovení dexamethasonu fosfátu, hydrokortison fosfátu a tří příbuzných látek s využitím přístrojové technologie Arc Premier MaxPeak HPS a konceptu Analytical Quality by Design (AQbD). Studie zahrnovala automatizovaný vývoj metody, srovnání výkonu MaxPeak Premier kolon s konvenčními nerezovými systémy a stanovení oblastí robustního provozu.

Použitá metodika

Metoda byla vyvinuta podle principů AQbD, zahrnujících identifikaci kritických parametrů (činnost kolon, teplota, gradientní doba a složení mobilní fáze), hodnocení rizik a design of experiments (DoE). Scouting fáze sledovala vliv tří proměnných (doba gradientu, obsah metanolu, teplota) ve 12 experimentech za pomoci softwaru DryLab4, který pracoval v automatizované smyčce s Empower 3 CDS. Na základě dat byly vytvořeny modely rozlišení píků a definována Method Operable Design Region (MODR).

Použitá instrumentace

• UHPLC: Arc Premier System s Quaternary Solvent Manager, Sample Manager, Column Manager a PDA detektorem
• MS detekce: ACQUITY QDa Mass Detector, ESI+ režim, rozmezí m/z 100–500 Da
• Kolony: MaxPeak Premier BEH C18 (10 cm × 4,6 mm, 2,5 µm) a HSS T3 MaxPeak Premier
• Mobilní fáze: A – 10 mM amonný formiát ve vodě; B – 0,1 % kyselina mravenčí v acetonitrilu
• Software: Empower 3 CDS, DryLab4

Hlavní výsledky a diskuse

Srovnání s konvenčním nerezovým hardwarem prokázalo, že MaxPeak HPS povrchy výrazně omezují adsorpci iontových a fosfátových skupin na kovových částech systému. Na pracovní stanoviště (35 °C, 0,5 ml/min, lineární gradient 10–90 % B/15 min) bylo dosaženo kritického rozlišení Rs ≥2,1 a hodnot USP tailingu ≤1,1 pro všechny analyty. Při šestinásobné opakované injekci bylo pozorováno %RSD ≤0,5 pro retenční časy, plochy píků i rozlišení. Robustnost metody v rámci instrumentálních tolerance prokázala 100% pravděpodobnost dosažení požadovaných hodnot rozlišení.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zlepšení tvaru píků, citlivosti a reprodukovatelnosti při analýze fosfátových sloučenin
• Redukce počtu experimentů na 12 díky automatizaci DryLab–Empower
• Definovaný robustní design space zajišťuje flexibilitu změn bez nutnosti regulativních dodatků
• Kompatibilita s HPLC–MS, jednoduché ovládání klíčových parametrů (gradient, průtok)

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na rozšíření HPS technologie na širší spektrum kovově citlivých analy­tů, začlenění umělé inteligence pro prediktivní optimalizaci metod a integraci modulárních hardware řešení pro vysokotlakou organickou chromatografii s rozšířenou solventní kompatibilitou.

Závěr

Kombinace Arc Premier systému s technologií MaxPeak HPS a přístupem AQbD umožňuje rychlý vývoj robustních UHPLC metod pro metalchelatační farmaceutické látky. Výsledná metoda nabízí vynikající rozlišení, nízký tailing, vysokou citlivost a reprodukovatelnost, což napomáhá spolehlivému stanovení a plní požadavky moderní laboratoře.

Reference

1. S.F. Cogan a kol., J. Biomed. Mater. Res. 28(2) (1994) 233–240.
2. T.H.W. Lauber a kol., Waters Corporation, 2020.
3. K.E. Collins a kol., LCGC North America 18(7) (2000) 688–692.
4. J.C. Heaton, D.V. McCalley, J. Chromatogr. A 1427 (2016) 37–44.
5. K.T. Myint a kol., Anal. Chem. 81(18) (2009) 7766–7772.
6. D. Winter a kol., J. Proteome Res. 8(1) (2009) 418–424.
7. D. Siegel a kol., J. Chromatogr. A 1294 (2013) 87–97.
8. J.A.R. Anspach, LCGC 36 (2018) 24–29.
9. W.J. Lough a kol., J. Chromatogr. A 726(1-2) (1996) 67–75.
10. P. Hambleton a kol., J. Liquid Chromatogr. Relat. Technol. 18(16) (1995) 3205–3217.
11. R. Peraman a kol., Int. J. Anal. Chem. 2015.
12. G.L. Reid a kol., Am. Pharm. Rev. (2013).
13. S. Fekete, I. Molnár, World Scientific (2018).
14. T. Tome a kol., Org. Process Res. Dev. 23(9) (2019) 1784–1802.
15. N.T. Tanna a kol., Waters Application Note, 2021.