Automated and simplified two Dimensional LC and High-Resolution MS approach for the identification and characterization of unknown impurity in Mirabegron tablets

Význam tématu

Analytická identifikace neznámých nečistot v léčivých přípravcích je klíčová pro splnění přísných regulačních požadavků a zajištění kvality farmaceutických produktů. Tradiční jednorozměrná kapalinová chromatografie (1D-LC) často postrádá dostatečnou šířku separace a selektivitu pro komplexní vzorky. Dvourozměrná LC ve spojení s vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie (HR-MS) nabízí vyšší kapacitu, účinnější rozlišení a možnost přesné strukturální charakterizace.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem prezentované studie bylo nastavit automatizovaný a zjednodušený 2D-LC/HR-MS protokol pro detekci a strukturální charakterizaci neznámé nečistoty v tabletkách s léčivem Mirabegron. Metoda používá víceřezačový (multi heart-cutting) přístup k přenosu separovaných frakcí z první na druhou dimenzi bez změny netěkavých mobilních fází.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorku byla provedena extrakce nečistoty methanolem. Analytická soustava sestávala z Agilent 1290 Infinity II 2D-LC modulu spojeného s Agilent 6545 LC/Q-TOF MS. Klíčové komponenty:

• První dimenze: pumpa s pufrem amonného acetátu pH 6,4 a acetonitrilem/methanolem (100:900 v/v), gradientní režim, průtok 1,5 ml/min.
• Druhá dimenze: mobilní fáze 10 mM amonného acetátu pH 6,4 a acetonitril, průtok 0,5 ml/min, 10min cyklus pro každý řez.
• Teplotně řízené kolony (45 °C vs. 55 °C), víceřezačový ventil pro časované sběry špiček.
• Detekce: UV při 235 nm a vysoké rozlišení MS (ESI+, gas temp 250 °C, rozptylový plyn 14 l/min, Q-TOF parametry optimalizované na 200 V fragmentor).

Hlavní výsledky a diskuse

1) Úspěšná separace nečistoty z matrice Mirabegron tablety pomocí 2D-LC s cíleným sběrem špiček z 1D.
2) Získání přesné hmotnosti a empirického vzorce s odchylkou menší než 2 ppm.
3) Optimalizovaná MS/MS data poskytla bohaté fragmentační spektrum.
4) Software Agilent MassHunter s nástroji Molecular Feature Extraction a Molecular Structure Correlator spojil experimentální a in silico fragmenty (ChemSpider) pro návrh pravděpodobné struktury nečistoty.
5) UV a TIC chromatogramy ukázaly zvýšenou selektivitu a čistotu špičky díky orthogonální separaci.

Přínosy a praktické využití metody

2D-LC/HR-MS workflow umožňuje laboratorním pracovníkům:

• Dosáhnout vyšší kapacity separace a selektivity v porovnání s 1D-LC.
• Identifikovat a navrhovat strukturu neznámých nečistot přímo u metod, které nejsou primárně MS-kompatibilní.
• Využívat zcela automatizovaný protokol, vhodný i pro uživatele bez hlubokých zkušeností s MS.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje zahrnují:

• Integraci 2D-LC/HR-MS s dalšími technikami jako NMR pro potvrzení struktury.
• Implementaci umělé inteligence pro automatizované zpracování dat a predikci fragmentace.
• Optimalizaci metod pro environmentálně šetrné (green) mobilní fáze.
• Rozšíření aplikací na biomolekuly, metabolity či složité formulace.

Závěr

Prezentovaný 2D-LC/HR-MS přístup s víceřezačovým ventilem pro identifikaci neznámých nečistot prokázal vysokou selektivitu, kapacitu a schopnost navrhovat struktury s přesností hmotnosti pod 2 ppm. Díky plné automatizaci je metoda prakticky využitelná v rutinní farmaceutické analýze.

Reference

• Agilent Technologies application Note: Heart-cut 2D-LC/MS approach for pharmaceutical impurity identification using an Agilent 6540 Q-TOF LC/MS System, 5991-1873 EN.
• Two-Dimensional Liquid Chromatography (2D-LC) in Pharmaceutical Analysis: Applications Beyond Increasing Peak Capacity. Chromatographia 2018;81:401–418.