Forced-degradation evaluation of erythromycin by HPLC and single quadrupole mass spectrometry

Význam tématu

Forced degradationové studie hrají klíčovou roli ve vývoji léčiv, protože umožňují charakterizovat stabilitu účinné látky a vznikající degradanty pod různými stresovými podmínkami. Erythromycin, antibiotikum s nízkou UV absorbancí a řadou biosyntetických variant, představuje výzvu pro klasické LC-UV metody a vyžaduje citlivější přístup pro detekci a identifikaci nečistot.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout jednoduchou, stabilitu indikující LC-MS metodu pro erythromycin A a porovnat impuritní profil referenčního standardu se vzorkem vystresovaným kyselým rozkladem. Metoda měla být fit-for-purpose, s minimálním časovým nárokem na vývoj a s dostatečnou citlivostí při nízké spotřebě vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Vanquish Core Binary HPLC System s Acclaim PolarAdvantage II kolonkou (3×150 mm, 3 µm) a gradientem methanol/voda s 0,1 % kyseliny mravenčí byl spojen se single kvadrupólem ISQ EM. Chromeleon CDS 7.3 sloužil pro akvizici a zpracování dat. Vzorky: systémový standard CRS, farmaceutický sekundární standard a kyselou degradací připravený vzorek. Klíčová optimalizace MS spočívala v úpravě teploty iontové cesty pro minimalizaci in-source fragmentace erythromycinu.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda vyžadovala minimální úpravy gradientu a postupně byla upravena teplota iontové cesty tak, aby se eliminovaly fragmenty ery A. Chromatograficky byla zajištěna dokonalá separace ery B od nečistot m/z 716.4 (impurity D,F). V SST standardu byla potvrzena pětice hlavních špiček. Ve vystresovaném vzorku se objevilo více nízkomolekulárních degradantů, tři nové neznámé impurity a výrazný nárůst relativní oblasti degradantů 1, 4 a 8. Impurity s m/z 716.4 byly v degradačním vzorku kombinovány do jedné široké špičky.

Přínosy a praktické využití metody

• Snížená spotřeba vzorku (<3 µg) ve srovnání s EP doporučením (400 µg).
• Vysoká citlivost pro nízkou UV absorbanci erythromycinu a jeho degradanty.
• Mass‐selectivní detekce umožňuje kvantifikovat API i při částečné koeluci.
• Minimální nároky na vývoj metody – přenositelnost generic podmínek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vysoce přesné hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro strukturu degradantů.
• Automatizované workflow pro screening degradace a urychlení hodnocení stability.
• Rozšíření přístupu na další třídy antibiotik a biotechnologických produktů.
• Použití tandemové MS/MS pro potvrzení struktury neznámých nečistot.
• Modelování predikce degradace pomocí strojového učení.

Závěr

Byla vyvinuta efektivní LC-MS metoda pro stabilitu indikující analýzu erythromycinu, která vyhovuje požadavkům na citlivost, selektivitu a minimální nároky na vývoj. Metoda umožňuje podrobnou charakterizaci impurit a degradačních produktů při nízké spotřebě vzorku, což je zásadní pro rané fáze vývoje léčiv.

Reference

1. European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare; European Pharmacopoeia, Monograph 0179: Erythromycin.
2. European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare; INFORMATION LEAFLET Ph. Eur. Reference Standard. Erythromycin for system suitability CRS batch 1.
3. Chitneni SK, McCarthy TL, Gandolfi AJ, et al. Identification of impurities in erythromycin by liquid chromatography–mass spectrometric detection. J Chromatogr A. 2004;1056:111–120.