HPAE-PAD determination of cyclodextrins

Význam tématu

Cyklické oligosacharidy zvané cyklodextriny mají díky své konformaci s hydrofilní vnější stranou a hydrofobní dutinou vynikající schopnost tvořit host–guestsystémy s lipofilními molekulami. Ve farmaceutické praxi se využívají ke zvýšení rozpustnosti, stability a biologické dostupnosti léčiv, což je důvodem jejich zařazení do řady monografií v evropských i amerických farmakopejích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit nový polymerní aniontově výměnný sloupec Dionex CarboPac PA200 pro separaci α-, β- a γ-cyklodextrinu a pro stanovení obsahu β-cyklodextrinu v betadexu sulfobutyl eteru sodném podle monografie USP. Studie porovnávala výkon sloupce PA200 s dosud používaným sloupcem IonPac AS11 a testovala optimalizované gradientní programy.

Použitá metodika a instrumentace

Pracovní eluent tvořila směs 100 mM NaOH a gradientně přidávaného 0,5 M NaNO3 v lineárním režimu. Standardy a vzorky se připravovaly ředěním β-cyklodextrinu s následným sonikováním, vzorky betadexu se vážily do 10 mL kolonek a ředily na 2000 mg/L. Pro přípravu elučních roztoků se používaly sterilní nylonové filtry 0,2 µm a inertní plastové lahve s blanketováním heliem nebo dusíkem.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ systém s dvojitým čerpadlem DP a detekčním modulem DC
• Thermo Scientific Dionex ICS-6000 elektrochemický detektor s doporučenou zlatou jednorázovou elektrodou na PTFE
• Autosampler Thermo Scientific Dionex AS-AP s chladící vložkou
• Kolonové moduly Dionex CarboPac PA200 analytický sloupec (3×250 mm) a ochranný sloupec (3×50 mm)
• Nalgene Rapid-Flow sterilní filtry 0,2 µm pro přípravu elučních roztoků

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizovaný gradient s dusičnanovou fází umožnil kompletní separaci α-CD, β-CD a γ-CD do 20 minut s RSD retence pod 0,5 % a asymetrií 1,8. Srovnání s IonPac AS11 ukázalo vyšší počet desítek milionů teoretických desek (N ≈ 10 500) a stabilnější retence β-CD. Systém splnil požadavky USP na relatívní odchylku ploch (<1 %) i retence (<0,2 %). Linieární rozsah byl 0,5–10 mg/L s kvadratickou kalibrací (r2 > 0,9999). Citlivost dosáhla LOD 0,03 mg/L a LOQ 0,1 mg/L. Analýza dvou komerčních vzorků betadexu prokázala obsah β-CD < 0,1 % v souladu s monografií, s recovery 90–110 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje robustní a rychlý QC protokol pro stanovení cyklodextrinů:

• Rychlá separace do 20 minut
• Vysoká reprodukovatelnost a citlivost pro monografické testy
• Jednoduchá příprava elučních systémů a vzorků
• Kompatibilita s USP požadavky a možnost automatizace

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření HPAE-PAD metod na další deriváty cyklodextrinů, polymery s vysokou polymerizací a biologické matricové vzorky. Nové iontově výměnné materiály a jednorázové elektrody mohou dále zvýšit účinnost, rozlišení a provozní stabilitu metod. Automatizace přípravy elučních směsí a vzorků podpoří efektivitu high-throughput laboratoří.

Závěr

Dionex CarboPac PA200 sloupec v kombinaci s HPAE-PAD prokázal vysokou účinnost separace a spolehlivost kvantifikace cyklodextrinů. Metoda splňuje USP monografii pro betadex sulfobutyl eter sodný a představuje vhodný nástroj pro průmyslové QC a výzkum farmaceutických excipientů.

Reference

1. United States Pharmacopeia/National Formulary, Betadex Sulfobutyl Ether Sodium Monograph.
2. Thermo Fisher Scientific. CarboPac PA200 Column Product Manual.
3. Thermo Fisher Scientific. Technical Note TN71: Eluent Preparation for HPAE-PAD.
4. Koizumi K. et al. Determination of cyclic glucans by anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection. J. Chromatogr. 1988, 454, 303–310.
5. Haginaka J. et al. Determination of cyclodextrins and branched cyclodextrins by reversed-phase chromatography with pulsed amperometric detection and a membrane reactor. Anal. Biochem. 1989, 179, 336.