Analytical Quality by Design Based Method Development for the Analysis of Cold and Cough Formulations Using an Arc Premier™ System

Význam tématu

Analytická separace a kvantifikace více aktivních látek v sirupech proti nachlazení a kašli představuje komplexní úlohu z důvodu variability složení a vysokého počtu excipientů. Vysoce selektivní a reprodukovatelná metoda šetří čas, snižuje spotřebu organických rozpouštědel a minimalizuje riziko interferencí z matric.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout jediné UHPLC-AQbD založené stanovení šesti API (fenylefrin, paracetamol, doksylamin sukcinát, guaifenesin, dextromethorfan, difenhydramin) v sirupech. Metoda byla optimalizována pomocí výpočetního nástroje Fusion QbD a ověřena na čtyřech komerčních formulacích s různými koncentracemi kyseliny sorbové.

Použitá metodika a instrumentace

Systematický AQbD přístup sestával z definice analytického cíle, hodnocení rizik, návrhu experimentu, stanovení provozních podmínek, optimalizace a verifikace. K měření a optimalizaci byly využity následující přístroje a software:

• Arc Premier System s Quaternary Solvent Manager, Column Manager a Sample Manager FTN-R
• CORTECS Premier T3 kolona 2.7 μm, 2.1×100 mm při 45 °C
• Mobilní fáze A: 0.1% kyselina mravenčí ve vodě, B: 0.1% kyselina mravenčí v acetonitrilu; gradient 1–60 % B za 8 minut, průtok 0.6 ml/min, objem injekce 10 μl
• Detekce PDA při 254 nm a QDa hmotnostní detektor
• Empower 3.6.1 pro chromatografická data a Fusion QbD 9.9.1 pro chemometrickou optimalizaci

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace metodou DOE prokázala, že kombinace CORTECS Premier T3, teploty 45 °C a gradientu 1–60 % B za 8 minut poskytuje nejvyšší počet separovaných píků s požadovanou kvalitou. Metoda dosáhla úplné separace šesti API během 11 minut s RSD retence i plochy pod 1 %. LOD a LOQ byly vypočteny dle USP 621 a splnily stanovené kritéria. Robustnost metody byla ověřena analýzou vzorků se 100% přídavkem kyseliny sorbové, při kterém se nezhoršila rozlišovací schopnost ani čistota píků.

Přínosy a praktické využití metody

Jedna univerzální metoda umožňuje rychlé a spolehlivé stanovení více API současně. Použití MS-kompatibilních mobilních fází podporuje identifikaci a kvantifikaci nízce absorpčních analytů hmotnostní detekcí. AQbD zaručuje systémovou správu životního cyklu metody a minimalizuje rizika variability.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda může být rozšířena o kvantifikaci pomocí MS pro analytiky s nízkou UV absorpcí a adaptována na další kombinace API či formy přípravků. Integrace pokročilých chemometrických algoritmů a umělé inteligence umožní automatizaci optimalizace podle ICH Q14 a USP 1220.

Závěr

Byla úspěšně vyvinuta robustní, rychlá a reprodukovatelná UHPLC metoda založená na AQbD, kompatibilní s hmotnostní detekcí. Metoda splňuje analytický cíl a prokázala odolnost vůči různým matricím sirupových formulací, včetně vysokého podílu kyseliny sorbové.

Reference

1. Özdemir A, Aksoy H, Dinç E, Băleanud D, Dermişc S. Determination Of Guaifenesin And Dextromethorphan In A Cough Syrup By HPLC With Fluorometric Detection. Revue Roumaine de Chimie. 2006;51(2):117–122.
2. Dinç-Zor Ş, Dönmez ÖA, Aşçı B, Pingo E. Chemometric Optimization of an HPLC Method for the Simultaneous Analysis of a Multi Component Drug Product by the Help of Central Composite Design. Microchemical Journal. 2020;152:111308.
3. Eccles R. What is the Role of Over 100 Excipients in Over the Counter OTC Cough Medicines? Lung. 2020;198:727–734.
4. Maziarz M, Rainville P. Robust and Rapid Method Development for Analysis of Active Pharmaceutical Ingredients in Multi-Component Cold and Flu Medication. Waters Application Note. 2007;720006523.
5. ICH Q14 Analytical Procedure Development Q14. ICH Harmonized Guideline. 2022.
6. United States Pharmacopeia. USP-NF <1220> Analytical Procedure Life Cycle. USP Convention. 2022.
7. United States Pharmacopeia. USP-NF <621> Chromatography. USP Convention. 2022.
8. Yuliana T, Gustin SSN, Alamsyah A, Budiman S, Hardian A, Yun YF, et al. HPLC Method for Simultaneous Determination of Dextromethorphan Hydrobromide, Chlorpheniramine Maleate and Potassium Sorbate in Cough Syrup. IOP Conf Ser Mater Sci Eng. 2021;1115:012001.
9. Grumbach E, Diehl D, Mazzeo J. Quantitation of Over the Counter Cold Medicine Formulations using UPLC Technology. Waters Application Note. 2007;720002005.
10. Maziarz M. Verifying Spectral Purity of a Chromatographic Peak Using Empower CDS Software. Waters Application Note. 2019;720006582.