Using Heteroatoms as “Natural Labels” in the Quantitative Analysis of Active Pharmaceutical Ingredients by HPLC-ICP-MS

Význam tématu

ICP-QQQ kombinuje HPLC a ICP-MS pro kvantifikaci léčiv na základě heteroatomů S, P a Cl jako „přírodních značek“. Oproti LC-MS/MS poskytuje stabilní elementární odezvu nezávislou na struktuře molekul, a oproti konvenčnímu ICP-QMS eliminuje spektrální interference díky MS/MS režimu.

Cíle a přehled studie

• Demonstrace využití HPLC-ICP-QQQ v kvantitativní analýze malých API i monoklonálních protilátek.
• Vyhodnocení detekčních limitů, přesnosti a robustnosti oproti stávajícím technikám.

Použitá metodika a instrumentace

• HPLC: Agilent 1260 Infinity Bio-inert (G5611A pumpa, G5667A autosampler).
• ICP-MS: Agilent 8800 Triple Quadrupole ICP-MS (x-lens, Peltier komora, koncentrační nebulizér, quartz torch; ORS reaktivní buňka).
• Reakční plyny: O2 pro S a P, H2 pro Cl v MS/MS masovém posunu.
• Interní standardy: Co a Y přidávány inline k monitorování stability.

Hlavní výsledky a diskuse

• Sulfonamidy (sulfamethizol, sulfamethazin, sulfamethoxazol) – detekční limit 23 nM (1,5 ppb S), lineární odezva ve 100 ppb rozmezí.
• Monoklonální protilátka IgG2a – MDL 14 nM (40 ng, ~1 % S), separace metodou SEC.
• Zoledronová kyselina v ZOMETA – MDL 25 nM (7,2 ppb API, 1,5 ppb P), přesnost 102 %.
• Clonidin hydrochlorid v Catapres – MDL 146 nM (39 ppb API, 15 ppb Cl), obnova 96 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká selektivita a reprodukovatelnost kvantifikace heteroatomů.
• Nezávislost elementární odezvy na složitosti organických matric.
• Široké aplikace v QA/QC farmaceutické výroby a bioanalytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další snížení detekčních limitů a rozšíření na další heteroatomy a kovové značky.
• Automatizace HPLC-ICP-QQQ pro high-throughput screening.
• Cílená proteomika s kovovými či izotopovými značkami.

Závěr

HPLC-ICP-QQQ v MS/MS režimu prokázalo vysokou citlivost, selektivitu a přesnost v analýze API i biologických makromolekul. Tato technika nabízí robustní alternativu ke konvenčním metodám při vývoji léčiv a kontrole jakosti.

Reference

1. D. Esteban-Fernandez et al., J. Anal. At. Spectrom., 2007, 22, 1113
2. A. K. Bytzek et al., Metallomics, 2011, 3, 1049
3. D. Esteban-Fernandez et al., Anal. Bioanal Chem, 2011, 401, 657–666
4. A. Prange, D. Pröfrock, J. Anal. At. Spectrom., 2008, 23, 432–459
5. A. Sanz-Medel, Anal. Bioanal Chem., 2008, 391, 885–894
6. Q. He et al., J. Anal. At. Spectrom., 2014
7. D. Iwahata et al., J. Anal. Sci. Methods Instrum., 2013, 3, 80–89
8. V. I. Baranov et al., Anal. Chem., 2002, 74, 1629–1636
9. N. Sugiyama, K. Nakano, Agilent Tech. Note, 2014, 5991-4585EN
10. Wending D et al., J. Rheumatology, 1993, 20(2), 259–262