Analysis of the Aminoglycoside Antibiotics Kanamycin and Amikacin Matches USP Requirements

Význam tématu

Analýza aminoglykozidových antibiotik kanamycinu a amikacinu je klíčová pro zajištění jejich čistoty a bezpečnosti v lékařské praxi. Tyto látky neobsahují silnou UV chromoforu, proto vyžadují citlivé detekční techniky. Pulsní amperometrická detekce ve spojení s vysoce výkonnou aniontovou chromatografií (HPAE-PAD) poskytuje robustní přístup s nízkými detekčními limity a širokým lineárním rozsahem.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je ověřit a upravit metodiku uvedenou v monografiích USP pro stanovení kanamycinu a amikacinu za použití kolony CarboPac MA1 a jednorázových Au/PTFE elektrod. Projekt sleduje parametry přesnosti, linearity, rozlišení a stabilitu metody ve srovnání s požadavky USP.

Použitá instrumentace

• HPAE-PAD systém Dionex ICS-3000 nebo ICS-5000 (gradientní/isokratické čerpadlo, DC detektor/Chromatography Module, autosampler)
• Pulsní amperometrický detektor s jednorázovou Au/PTFE working elektrodou a Ag/AgCl referenční elektrodou
• Kolona CarboPac MA1 (analytická 4 × 250 mm a guard 4 × 50 mm)
• Softwarové řízení a zpracování dat Chromeleon CDS

Použitá metodika

Eluentem byla 115 mM zásada NaOH v isokratickém režimu (proudu 0,5 mL/min) při 30 °C. Injekční objem činil 20 µL. Vzorky kanamycinu a amikacinu byly ve vodě připraveny na koncentrace 0,008 mg/mL, resp. 0,02 mg/mL. Pracovní elektrody Au/PTFE umožnily rychlé vyrovnání a reprodukovatelné signály.

Hlavní výsledky a diskuse

• Relativní retenční časy: kanamycin 1,0; amikacin 1,3.
• Rozlišení špiček >4 (USP vyžaduje ≥3), asymetrie 1,1 (<2) a čas analýzy 10 min pro rychlý průchod vzorky.
• Linearita v rozsahu 2–16 µg/mL (kanamycin) a 4–40 µg/mL (amikacin) s korelačními koeficienty >0,999.
• Opakovatelnost retenční doby RSD <0,2 % a plochy <1,5 %; mezi dny <2,5 %.
• Stresové testy (0,5 M HCl a 0,5 M NaOH při elevovaných teplotách) prokázaly vznik degradačních produktů, včetně odacetylovaných a termických rozkladných sloučenin s odlišnou retencí.
• Recovery v kyselých vzorcích dosáhla 80 % pro kanamycin a 86 % pro amikacin.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje citlivé, reprodukovatelné a rychlé stanovení čistoty aminoglykozidových antibiotik. Díky jednorázovým elektrodám se zkracuje čas přípravy a zvyšuje mezipřístrojová konzistence, což je výhodné pro farmaceutické QC laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další aminoglykozidy a jejich impurity.
• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro selektivní identifikaci degradantů.
• Automatizace přípravy eluční fáze a vzorků pro vyšší propustnost.
• Vývoj menších zařízení pro on-line monitorování výrobních procesů.

Závěr

Navržená a ověřená HPAE-PAD metoda na kolonce CarboPac MA1 splňuje USP požadavky na rozlišení, symetrii špiček a reprodukovatelnost. Díky použití jednorázových electrodek je vhodná pro rutinní kontrolu kvality kanamycinu a amikacinu.

Reference

1. Noone P. Use of Antibiotics: Aminoglycosides. Br. Med. J. 1978;2:549–552.
2. Adams E et al. Analysis of Kanamycin Sulfate by LC with Pulsed Electrochemical Detection. J. Chromatogr. A. 1997;766:133–139.
3. Adams E, Van Vaerenbergh G, Roets E, Hoogmartens J. Analysis of Amikacin by LC with Pulsed Electrochemical Detection. J. Chromatogr. A. 1998;819:93–97.
4. Stead DA. Current Methodologies for the Analysis of Aminoglycosides. J. Chromatogr. B. 2000;747:69–93.
5. Dionex Corp. Determination of Tobramycin and Impurities Using HPAE-PAD. Application Note 61;2004.
6. Dionex Corp. Determination of Neomycin B and Impurities Using HPAE-IPAD. Application Note 66;2006.
7. Dionex Corp. Analysis of Paromomycin by HPAE-IPAD. Application Note 186;2007.
8. USP. Kanamycin Sulfate, USP 34-NF29;3244.
9. USP. Amikacin, USP 34-NF29;1846–1847.
10. USP. Amikacin Sulfate Injection and Kanamycin Sulfate dosages, USP 34-NF29.
11. Dionex Corp. Eluent Preparation for HPAE-PAD. Technical Note 71;2009.
12. Dionex Corp. Determination of Streptomycin and Impurities Using HPAE-PAD. Application Note 181;2007.