Ion Chromatography Assay for Lithium in Lithium Hydroxide

Význam tématu

Lithium je základním terapeutickým prostředkem při léčbě bipolární poruchy. Je běžně podáváno ve formě solí, například hydroxidu lithného. Standardní titrační metoda podle monografie USP je časově náročná, pracná a využívá korozivní činidla. Modernizace analytických postupů proto směřuje k automatizovaným a bezpečnějším technikám, které umožňují rychlejší a reprodukovatelnější stanovení lithia a dalších kationtů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo vyvinout plně automatizovanou metodu iontové chromatografie (RFIC) s potlačenou vodivostní detekcí pro kvantitativní stanovení lithia v hydroxidu lithném. Metoda byla navržena tak, aby splňovala požadavky USP General Chapter <1225> a umožnila současné stanovení lithia, sodíku, vápníku a dalších běžných kationtů ve vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf: Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ RFIC systém (single/dual pump, DC detektor) řízený softwarem Chromeleon 7.2.
• Kolona: Dionex IonPac CS16 (3×250 mm) a guard kolona CG16 (3×50 mm).
• Eluent: elektrolyticky generovaná methansulfonová kyselina (MSA) – 10 mM izokraticky 0–11 min, 65 mM 11–16 min, návrat na 10 mM do 22 min.
• Potlačená vodivostní detekce: CERS 500 (2 mm, recycling mode, 86 mA).
• Autosampler: Thermo Scientific Dionex AS-AP s 10 µL smyčkou.
• Reagencie: voda DI typu I, lithný karbonát a hydroxid (USP), standard Six Cation-II, 10 mM octanová kyselina pro úpravu pH vzorků.
• Příprava vzorků: zásobní roztoky 1000 mg/L z lithného karbonátu a hydroxidu, pracovní roztoky na pH ≈4 ředěním octanovou kyselinou.

Hlavní výsledky a diskuse

• Separační výkon: lithium bylo elutováno za ~8,09 min s dobrým rozlišením od sodíku; zbývající kationty (NH4+, K+, Mg2+, Ca2+) se oddělily do 16 min.
• Lineárnost: rozsah lithia 0,3–20 mg/L (r2=0,9999), vápníku 0,03–2 mg/L (r2=0,9999).
• Citlivost: LOD/LOQ pro lithium 2,0/6,1 µg/L, pro vápník 8,5/26 µg/L.
• Přesnost a správnost: stanovené lithium ve vzorku odpovídalo 98,6 % (9,86 mg/L), spike návratnost lithia 98,9–99,6 %, vápníku 93,4–94,1 %.
• Precision: RSD retenčního času lithia ≤0,03 %, plochy ≤0,06 %; vápníku RSD plochy ≤4,19 %.
• Robustnost: změny průtoku (±10 %), teploty (36–44 °C) a koncentrace eluentu (9–11 mM / 58,5–71,5 mM) neovlivnily podstatně RT, asymetrii ani rozlišení.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená IC metoda umožňuje plně automatizované a rychlé stanovení lithia a dalších kationtů v hydroxidu lithném, eliminuje potřebu nebezpečných reagencií, zvyšuje reprodukovatelnost a je vhodná pro rutinní kontroly kvality a modernizaci monografie USP.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další lithné soli a farmaceutické vzorky.
• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu a citlivost.
• Implementace v rámci procesní analytické technologie (PAT) a miniaturizace systémů.
• Validace pro sledování stopových nečistot a degradantů.

Závěr

Vyvinutá metoda iontové chromatografie s potlačenou vodivostní detekcí splňuje požadavky USP na lineárnost, citlivost, přesnost a robustnost. Nabízí výrazné výhody oproti tradiční titraci – vyšší bezpečnost, rychlost a automatizaci – a je doporučena pro modernizaci monografie lithium hydroxid.

Reference

1. Choi SJ, Derman RM, Lee KS. Bipolar Affective Disorder, Lithium Carbonate and Ca++ ATPase. J Affect Disord. 1981;3:77–79.
2. Lithium Hydroxide. United States Pharmacopeia/National Formulary USP37-NF32; Rockville, MD: U.S. Pharmacopeial Convention; 2014. p. 3575.
3. U.S. Pharmacopeial Convention. USP Monograph Modernization. 2014.
4. Fritz JS, Gjerde DT, Becker RM. Cation Chromatography with a Conductivity Detector. Anal Chem. 1980;52:1519–1522.
5. Thermo Scientific. IC Assay for Lithium, Sodium, and Calcium in Lithium Carbonate. Application Note 1090; 2014.
6. Thermo Scientific. Ion Chromatography Assay for Lithium in Lithium Citrate. Application Note 1121; 2014.
7. United States Pharmacopeial Convention. Validation of Compendial Methods, General Chapter <1225>. USP36-NF31; Rockville, MD; 2013. p. 983.
8. United States Pharmacopeial Convention. Physical Tests, <621> Chromatography. USP36-NF21; Rockville, MD; 2013. p. 268.
9. International Conference on Harmonisation. Validation of Analytical Procedures Q2(R1). 2005.