Screening and Identification of Potential Genotoxic Degradation Impurities using Q-TOF LC/MS with Advanced Software Solutions

Význam tématu

Genotoxické nečistoty mohou vznikat při oxidativní degradaci léčiv a představují riziko pro pacienty i regulační nevyhovění. Identifikace těchto degradantů na stopových hladinách je klíčová pro zajištění bezpečnosti a kvality léčiv.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat workflow pro screening, identifikaci a izolaci potenciálně genotoxických degradantů atorvastatinu pomocí kombinace Agilent LC/UV, Q-TOF LC/MS systémů a pokročilých softwarových nástrojů. Testovací látkou byl oxidativně degradovaný atorvastatin calcium.

Použitá metodika a instrumentace

Oxidativní degradace byla prováděna ošetřením atorvastatinu roztokem 3% H₂O₂ při 40 °C po dobu 24 h. Pro monitorování degradace se použil Agilent 1290 Infinity LC/UV s gradientním eluačním režimem na Poroshell 120 EC-C8 kolóně. Přesné hmotnostní údaje byly získány na Agilent 6530 Accurate-Mass Q-TOF LC/MS s AJS zdrojem v pozitivním i negativním ionizačním módu. K izolaci vybraných frakcí sloužily Agilent 6150 Single Quadrupole LC/MS a Agilent 1260 Infinity Fraction Collector.

Instrumentace:

• Agilent 1290 Infinity Binary Pump, Autosampler, DAD
• Agilent 6530 Accurate-Mass Q-TOF LC/MS s AJS
• Agilent 6150 Single Quadrupole LC/MS
• Agilent 1260 Infinity Fraction Collector Bio-FC-AS

Hlavní výsledky a diskuse

HPLC-UV analýza odhalila přibližně 4% degradaci atorvastatinu a vznik nových impurit. Software MassHunter Profinder a MPP identifikovaly 15 impurit s více než dvojnásobným nárůstem. Pět z nich bylo známo z databází, zbývající struktury navrhl Agilent MSC na základě MS/MS fragmentace. Tři degradanty obsahovaly epoxidové nebo hydroperoxidové skupiny indikující genotoxický potenciál. Porovnání MS/MS vzorců potvrdilo podobnost nové epoxidové nečistoty s literárně popsanou. Frakcionace hmotnostně řízeným sběrem poskytla vysoce čisté frakce připravené pro další analýzy (NMR).

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a spolehlivé screenování stopových genotoxických degradantů
• Komplexní identifikace neznámých impurit kombinací LC/UV, Q-TOF MS a pokročilého SW
• Možnost izolace frakcí pro potvrzovací strukturální analýzu
• Splnění regulačních požadavků na sledování genotoxických nečistot

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další automatizace interpretace MS/MS dat, integrace NMR pro úplné určení struktury a využití AI pro predikci degradace. Škálovatelná frakcionace umožní hromadné získání impurit pro toxikologické a farmakologické testování.

Závěr

Prezentované workflow poskytuje ucelený přístup k detekci, identifikaci a izolaci potenciálně genotoxických degradantů atorvastatinu. Kombinace špičkové instrumentace a Agilent softwaru umožňuje rychlou a spolehlivou charakterizaci stability léčiva a splnění regulatorních požadavků.

Reference

1. Kračun M. et al., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2009, 50:729–736.
2. Grahek et al., US Patent 8,044,086 B2, 2011.
3. Srinivasareddy K., Nama S., IJPRBS, vol. 2(3):306–324, 2013.
4. Jouyban A., Parsa H., Genotoxic Impurities in Pharmaceuticals, ISBN 978-953-51-0004-1.
5. Eldera D.P., Snodin D., Teasdale A., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2010, 51:1015–1023.
6. USP34–NF29, Atorvastatin calcium assay a organické impurity, 2010.
7. Agilent publication 5991-1053EN, Effective use of pharmacopeia guidelines.
8. Agilent publication 5991-1375EN, Pharmaceutical Impurity Identification and Profiling.
9. Ashfaq M. et al., Acta Crystallographica Section E, 2008.