Analysis of Metformin and its Impurities Using Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography (HILIC) Coupled With Ultraviolet (UV) and Mass Spectrometry (MS) Detection

Význam tématu

Diabetes 2. typu je celosvětově rozšířené onemocnění s významným dopadem na veřejné zdraví. Metformin představuje první volbu léčby této choroby, a proto je nezbytné zajistit jeho kvalitu a čistotu. Analytické metody umožňují rychlé odhalení nežádoucích nečistot, což je klíčové pro bezpečnost pacientů a dodržení farmaceutických norem.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout jedinou, rychlou a robustní metodu pro simultánní retenci, separaci a kvantifikaci metforminu a jeho šesti známých nečistot. Metoda využívá chromatografii HILIC s dvojím detekčním režimem (UV a MS). Zároveň se testovala opakovatelnost výsledků napříč různými šaržemi chromatografické kolony.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika:

• Připrava standardních roztoků metforminu (50–150 µg/mL) a nečistot (10 µg/mL) v poměru 80:20 acetonitril/voda.
• Extrahování metforminu z komerčních tablet na koncentraci 100 µg/mL, filtrace 0,2 µm nylonovým filtrem.
• Gradientní eluce na koloně Atlantis Premier BEH Z-HILIC (4,6 × 100 mm, 2,5 µm) při 40 °C, tok 1,4 mL/min, objem injekce 10 µL.
• Mobilní fáze A: 90:10 acetonitril/voda s 10 mM formiát amonný a 0,1 % kyseliny formové; fáze B: voda s 10 mM formiátu amonného a 0,1 % kyseliny formové.

Instrumentace:

• Chromatografický systém: Waters Arc Premier LC.
• UV detektor: Waters 2998 PDA při 240 nm.
• MS detektor: Waters ACQUITY QDa, ESI+ režim, rozsah 40–300 amu, kapilární napětí 0,8 kV, cone 15 V.
• Diverter ventil k ochraně MS během eluce vysoko koncentrátu metforminu.
• Software pro sběr dat: Waters Empower 3.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vysokou opakovatelnost s %RSD <6 % pro plochu a <1 % pro retenční čas u všech detekovaných látek. UV detekce rozlišila pět nečistot, šestá nečistota (Dimethylamin hydrochlorid) byla sledována výhradně v MS. Lineární kalibrace metforminu dosáhla R2 ≥0,999. Filtrační test potvrdil 100% obnovu analytu přes nylonový filtr. Spiking studie ukázala jasné rozlišení metforminu od nečistot ve vzorcích tablet. Testy na třech šaržích kolony potvrdily reprodukovatelnost výkonu (<3 % rozdíl v plochách a retenčních časech).

Přínosy a praktické využití metody

• Jedna univerzální metoda pro současnou kvantifikaci metforminu a detekci nečistot.
• Kompatibilita s UV i MS umožňuje zachytit i nechromoforové složky.
• Vysoká přesnost a linearita vhodná pro QA/QC v farmaceutickém průmyslu.
• Důvěryhodnost díky ověřené šaržové konzistenci chromatografické kolony.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření HILIC metod pro další polarní léčiva a jejich metabolity. Integrace s vysokorozlišovacími hmotnostními spektrometry umožní detailnější identifikaci známých i neočekávaných kontaminantů. Automatizace vzorkování a miniaturizace kolonií přispěje k vyšší propustnosti rutinních analýz.

Závěr

Vyvinutá HILIC-UV-MS metoda je rychlá, přesná a reprodukovatelná pro analýzu metforminu a jeho šesti základních nečistot. Metoda splňuje požadavky farmaceutického QA/QC a nabízí robustní řešení pro monitorování kvality lékové substance.

Reference

1. Centers for Disease Control and Prevention. What is Diabetes? CDC; 2021.
2. Johns Hopkins Medicine. Medications for Type 2 Diabetes: Metformin; 2016.
3. Walter T. et al. Introducing Atlantis BEH Z-HILIC: A Zwitterionic Stationary Phase. Waters Application Note; 2021.
4. Clements B. et al. Analysis and Quantitation of Pharmaceutical Counterions Using HILIC. Waters Application Note; 2022.
5. PubChem CID 10005 Cyanoguanidine; 2004.
6. PubChem CID 24196656; 2004.
7. PubChem CID 11469186 N,N-Dimethyl-1,3,5-triazine; 2004.
8. PubChem CID 7955 Melamine; 2004.
9. PubChem CID 15486 1-Methylbiguanide; 2004.
10. PubChem CID 10473 Dimethylamine hydrochloride; 2004.