Simultaneous analysis of polysorbate 80 and poloxamer 188 in biopharmaceutical formulations using charged aerosol detector and single quadrupole mass spectrometer

Význam tématu

Surfactants hrají klíčovou roli při stabilizaci bílkovinných formulací během výroby, skladování i transportu. Polysorbate 80 je nejrozšířenější surfaktant v biopharmaceutických přípravcích, zatímco poloxamer 188 představuje bezpečnější alternativu se zvýšenou stabilitou. Přesná identifikace a kvantifikace těchto látek je zásadní pro zajištění kvality a bezpečnosti konečných produktů.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na vývoj a validaci citlivé a reprodukovatelné chromatografické metody pro současné stanovení polysorbate 80 a poloxamer 188 v biotechnologických přípravcích. Doplněná byla detekce nečistot pomocí hmotnostní spektrometrie, aby bylo možné sledovat degradační produkty surfaktantů.

Použitá metodika

Metoda kombinuje HPLC s detektorem nabitých aerosolů (CAD) a jednočipovým kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem (ISQ EM). Optimalizovaný gradient mobilní fáze a kolona Acclaim Surfactant Plus zajišťují separaci komplexních směsí surfaktantů do jediných širokých špiček. Rozsah linearity byl rozšířen úpravou exponentu detekční odezvy CAD pro pokrytí koncentrací 5–500 mg/l.

Použitá instrumentace

• Vanquish Core HPLC systém (kvaternární pumpa, split sampler, kolonová komora)
• Charged Aerosol Detector F
• Thermo Scientific ISQ EM jednočipový kvadrupólový hmotnostní spektrometr
• Chromeleon 7.3.1 pro akvizici a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje vynikající linearity (R2 ≥ 0,9997) v rozsahu 5–100 mg/l a přesnosti i reprodukovatelnosti s RSD < 5 %. Limit detekce i kvantifikace jsou na úrovni jednotek mg/l. Stabilitní studie při 60 °C prokázaly vyšší odolnost poloxameru 188 oproti polysorbatu 80, kde bylo zjištěno až 10 % degradačních produktů po 5 dnech.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená HPLC-CAD-ISQ metoda nabízí jednoznačné stanovení hlavních složek i nečistot surfaktantů v širokém koncentracním rozsahu. Umožňuje spolehlivou kontrolu kvality biopharmaceutických přípravků během vývoje i produkce a splňuje přísné regulační požadavky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření monitoringu degradačních produktů polysorbátů a nových surfaktantů. Pokroky v detektorech CAD a rychlých hmotnostních spektrometrech umožní citlivější a rychlejší analýzu složitých formulací.

Závěr

Vyvinutá metoda pro simultánní analýzu polysorbate 80 a poloxamer 188 dosahuje vysoké citlivosti, přesnosti a reprodukovatelnosti. Je vhodná pro rutinní QC biotechnologických produktů a přispívá k lepší kontrole stability surfaktantů.

Reference

1. Gervasi V., et al. Parenteral protein formulations: an overview of approved products within the European Union. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2018;131:8-24.
2. Roy I., et al. Polysorbate degradation and particle formation in a high concentration mAb: formulation strategies to minimize effect of enzymatic polysorbate degradation. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2021;110(9):3313-3323.
3. Graf T., et al. Identification and characterization of polysorbate-degrading enzymes in a monoclonal antibody formulation. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2021;110(11):3558-3567.
4. Bollenbach L., et al. Poloxamer 188 as surfactant in biological formulations – an alternative for Polysorbate 20/80? International Journal of Pharmaceutics. 2022;121706.
5. Fox C.B. Squalene emulsions for parenteral vaccine and drug delivery. Molecules. 2009;14(9):3286-3312.
6. Thermo Fisher Scientific Application Note 73979. Polysorbate 80 profiling by HPLC with mass and charged aerosol detection. 2023.