Analytical Quality by Design Based Method Development for the Analysis of Cold and Cough Formulations

Význam tématu

Analytická kontrola sirupů proti nachlazení a kašli je náročná vzhledem k přítomnosti více účinných látek a excipientů. Standardní HPLC postupy často vyžadují samostatné metody pro každou složku, což zvyšuje časovou náročnost, spotřebu organických rozpouštědel a produkci odpadu. Implementace přístupu Analytical Quality by Design (AQbD) umožňuje vyvinout jednotnou, robustní a efektivní metodu, která zkracuje dobu vývoje a snižuje environmentální zátěž.

Cíle a přehled studie

Studie měla za cíl navrhnout a ověřit jediné chromatografické uspořádání pro kvantifikaci šesti často používaných API (fenylefrin, acetaminofen, doxylamin, guaifenesin, dextromethorfan, diphenhydramin) v různých složeních cold/cough sirupů. Byla použita systematická AQbD strategie sestávající z definice Analytical Target Profile (ATP), hodnocení rizik, návrhu experimentu (DOE), modelování design space a verifikace výsledků.

Použitá metodika a instrumentace

Vývoj metody probíhal na systému Arc™ Premier UHPLC vybaveném Quaternary Solvent Managerem, Column Managerem, ventilů pro výběr eluční fáze a QDa™ hmotnostním detektorem. Pro experimenty byly testovány čtyři kolony CORTECS™ Premier (C18, C18+, T3, Phenyl) s částicemi 2,7 μm. Software Fusion QbD sloužil k řízení DOE a modelování, Empower™ pak k zpracování chromatografických dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Po identifikaci klíčových faktorů pomocí Ishikawa diagramu a provedení screeningového DOE bylo zjištěno, že optimální podmínky (CORTECS Premier T3, teplota 45 °C, gradient 9 min) splňují požadavky ATP na rozlišení (>4) i tvar špičky (USP tailing <1,5). Verifikační experimenty potvrdily předpovězenou robustnost s RSD pro retenční časy a plochu špiček nižší než 1 %. Aplikace metody na čtyři reálné sirupy se spikem draselné soli ukázala konzistentní rozlišení a čistotu špiček napříč různými koncentracemi.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednotná metoda pro více API v různých formulacích
• Redukce doby a nákladů na vývoj analytických metod
• Snížení objemu nebezpečného odpadu z organických rozpouštědel
• Automatizace vývoje metod díky Fusion QbD a Empower

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozšíření může zahrnovat integraci pokročilých detektorů (MS/MS), rozšíření design space pro nové formulace i využití strojového učení pro predikci optimálních podmínek. Trendem je vyšší míra automatizace a digitalizace celého vývojového procesu.

Závěr

Systematický AQbD přístup umožnil vyvinout robustní, reprodukovatelnou a environmentálně šetrnou chromatografickou metodu pro analýzu multi-APIs v cold/cough sirupech. Kombinace Fusion QbD software, Empower a moderních UHPLC systémů značně zefektivnila celý proces vývoje a verifikace metody.

Reference

1. Dongala T., Katari N.K., Palakurthi A.K., Jonnalagadda S.B. Biomed Chromatogr. 2019;33(11):e4641.
2. Alkhateeb F., Cleary R., Rainville P., Maziarz M. Waters Application Note: 720006287.
3. Maziarz M., Rainville P. Waters Application Note: 720006523.