Analysis of the Aminoglycoside Antibiotics Kanamycin and Amikacin Matches USP Requirements

Význam tématu

Stanovení čistoty a kvality aminoglykosidových antibiotik, jako jsou kanamycin a amikacin, je klíčové pro zajištění jejich bezpečného a účinného klinického použití. Díky absenci silného UV absorbujícího chromoforu vyžadují tyto sloučeniny specializované metody detekce s vysokou citlivostí a selektivitou.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit a optimalizovat monografické metody USP pro stanovení kanamycinu a amikacinu pomocí vysokovýkonné aniontové výměnné chromatografie s pulzní amperometrickou detekcí (HPAE-PAD). Studie představuje upravenou metodu se sloupcem CarboPac MA1 a jednorázovými Au-on-PTFE pracovními elektrodami, hodnotí přesnost, linearitu, rozlišení a robustnost.

Použitá metodika a instrumentace

Pro chromatografii HPAE-PAD byly použity následující přístroje a materiály:

• Systém Dionex ICS-3000/5000 s čerpadlem, autoinjektorem a pulzní amperometrickou detekcí (Au).
• Kolony CarboPac MA1 analytická (4 × 250 mm) a ochranná (4 × 50 mm).
• Jednorázové Au-on-PTFE pracovní elektrody a Ag/AgCl referenční elektroda.
• Eluent 115 mM NaOH, průtok 0,5 mL/min, teplota 30 °C, objem injekce 20 µL.
• Software Chromeleon CDS pro řízení analýzy.

Použité reagencie a standardy:

• Deionizovaná voda (18 MΩ·cm), NaOH 50 % (w/w), 115 mM NaOH eluent.
• Kanamycin sulfát a amikacin disulfát s referenčními standardy USP.

Hlavní výsledky a diskuse

Separační výkon:

• Relativní retenční časy: kanamycin = 1, amikacin = 1,3.
• Rozlišení špiček >4 (požadavek USP ≥3), asymetrie ~1,1 (USP ≤2).
• Doba analýzy 10 minut zajišťuje vysokou propustnost.

Linearity a přesnost:

• Lineární rozsah 2–16 µg/mL pro kanamycin (R2 = 0,9993) a 4–40 µg/mL pro amikacin (R2 = 0,9991).
• RSD retenčního času <0,16 %, RSD plochy špičky <1,2 %.

Studiem nuceného rozkladu za kyselých a zásaditých podmínek byly identifikovány degradáty:

• Kanamycin vykazuje pozdní špičky kolem 21–22 min.
• Amikacin po zásaditém ošetření deacetyluje na kanamycin, ztrácí acetylovou skupinu, objevují se podobné pozdní produkty.

Přesnost stanovení v kyselých matricích dosáhla 80 % pro kanamycin a 86 % pro amikacin.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda splňuje nebo překračuje požadavky USP na rozlišení, asymetrii a reprodukovatelnost. Použití jednorázových Au-elektrod zkracuje dobu stabilizace systému, zvyšuje opakovatelnost mezi přístroji a umožňuje vysokou vzorkovací propustnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

Perspektivy rozšíření metody:

• Analýza dalších aminoglykosidových antibiotik a jejich nečistot.
• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci degradátů.
• Miniaturizace a automatizace pro vyšší propustnost a nižší spotřebu eluentu.
• Využití zelených chemických přístupů a recyklovatelných materiálů.

Závěr

Popsaná HPAE-PAD metoda s CarboPac MA1 a jednorázovými Au-on-PTFE elektrodami poskytuje rychlé, citlivé a reprodukovatelné stanovení kanamycinu a amikacinu podle USP. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality farmaceutických surovin i produktů.

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 Liquid Chromatography with Pulsed Electrochemical Detection. J Chromatogr A. 1997;766:133–139.
• 3. Adams E et al. Analysis of Amikacin by Liquid Chromatography 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 Corporation. Determination of Tobramycin and Impurities Using HPAE-PAD. Application Note 61; 2004.
• 6. Dionex Corporation. Determination of Neomycin B and Impurities Using HPAE-IPAD. Application Note 66; 2006.
• 7. Dionex Corporation. Analysis of Paromomycin by HPAE-IPAD. Application Note 186; 2007.
• 8. United States Pharmacopeia. Kanamycin Sulfate. USP 34-NF29; 2011.
• 9. United States Pharmacopeia. Amikacin. USP 34-NF29; 2011.
• 10. United States Pharmacopeia. Amikacin Sulfate Injection, Kanamycin Sulfate Capsules, Kanamycin Injection. USP 34-NF29; 2011.
• 11. Dionex Corporation. Eluent Preparation for HPAE-PAD. Technical Note 71; 2009.
• 12. Dionex Corporation. Determination of Streptomycin and Impurities Using HPAE-PAD. Application Note 181; 2007.