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HPLC-MS联用技术在药物杂质分析中的应用

2021-01-09王先龙

化工设计通讯 2021年7期
关键词:头孢杂质液相

王先龙

(海正药业南通有限公司,江苏南通 226000)

随着药物杂质逐渐受到人们的重视,药物质量的定义在临床方面也发生了新的变化。在医学方面,不仅要进行药物研发,还要对药物可能产生的杂质进行研究,目前各个国家都开始重视药物杂质,尤其是上市的药物,对其杂质控制力度更加严格。传统的药物杂质分析技术越来越无法适应当前的发展需求,但是随着研发技术的不断发展,联用技术逐渐成为药物杂质分析的主要工具之一,它对定性鉴别和定量测定具有很大的优势。尤其是应用HPLC-MS联用技术(液相色谱-质谱联用技术)取得的效果尤为突出。

1 HPLC-MS联用技术概述

1.1 高效液相色谱技术

高效液相色谱法是色谱法的一个重要组成部分,它将比例不同的混合溶剂还有不同极性高效液相色谱法原理的单一溶剂以及缓冲液等都作为流动相,然后通过高压输液系统将其倒入含有固定相的色谱柱中,当各种成分在色谱柱中被分离后,通过检测器对其进行检测,然后完成对样品的分析过程。高效液相色谱通常情况下是在色谱柱内来完成各成分的分离的,因此,色谱柱具有核心的作用。色谱柱的种类繁多,按 照填料分有硅胶柱、氨基键合相柱、烷基键合相柱、氰基键合相柱等类型。在反相色谱系统中色谱柱通常情况下只用辛烷键合相柱以及ODS合相柱。经典液相色谱与之相比主要存在的差别是填料颗粒非常均匀而且还很小,使得液相色谱的分离效率较快,同时它的分析速度也较快且应用范围十分广泛,检测的灵敏度也较高,还具有自动化操作的特征[1]。对于具有热稳定性不高、分子大、沸点高的化合物非常适合用此技术进行分离分析。目前HPLC已经成为制药工业、环境检测、生物工程等众多领域中强有力的分析手段。在药物领域中,大多应用的是反相色谱,它是通过将极性较弱的固定液涂抹在固定相载体上,并将具有不同极性的溶剂作为流动相,然后按照固定液上的各组分存在的分配性能上的差异来进行杂质分离,这个过程中极性化合物会首先被洗脱,而非极性化合物则最后才能洗脱。

1.2 质谱技术

自质谱技术从1912年诞生至今已有百年的历史,在这段历史进程中质谱技术曾经让10位科学家获得了诺贝尔奖,并在很大程度上推动了社会科学的发展,其对社会做出的贡献引起了各界的关注。质谱是不同离子按照质荷比的大小排列而成的谱图,在对有机化合物的结构进行鉴定中它与红外、核磁、和紫外被并列称为四大工具。质谱技术与其他技术相比具有以下优势:一是具有较高的灵敏度,是波谱技术不能相比较的,一般只需要几微克或者比这还少的样品量就可以得出有价值的质谱图。二是具有超高分辨率,它可以利用准确的分子量对化合物的组成元素进行计算和确定,同时还能根据分子的分解路径对化合物的结构式进行分析和确定。

1.3 HPLC-MS联用技术

高效液相色谱-质谱联用技术即HPLC-MS联用技术,它的组成部分主要包括计算机数据处理系统、离子检测器、接口、样品导入系统,还有重要的液相色谱系统等组合而成。液相色谱对于热稳定性不强、分子大、沸点高、挥发性不强的化合物能够有效地使其分离,且它的分离速度快、效率高,同时还具有定量准确的特点,唯一存在的弊端就是很难做到定性。质谱检测器的所具备的优势有较快的响应速度、超强的鉴别能力和较高的灵敏度等特征,但是对于复杂的多组分样品却缺乏相应的分析能力。HPLC-MS 联用技术是把两者的优势聚集到了一体,同时具备了分离效率高、选择性能高、灵敏度较高的特点,并能把多元化的结构信息有效地融入进去,在当前医学临床研究上HPLC-MS 联用技术已经成为对药物杂质进行研究的最有力的分析工具。

2 杂质分析

2.1 天然产物的杂质分析

在天然产物中往往都会含有多种类型的化学成分,这些化学成分虽然含量低,但是结构却复杂,其中大部分的成分具有较差的稳定性,如果运用常规的鉴定技术进行分离,存在的难度系数较大。但是在应用了HPLC-MS技术以后,由于其具有较高的灵敏度,且速度效率较高,再对此类样品进行分析就降低了难度系数,它只是把需要分析的样品通过简单的预处理或者是进行衍生化,特别是在含量少且分离难度大的成分中适用,另外,也适用于在分离时容易发生损失或是发生变化的成分中,由此可见,HPLC-MS技术在研究天然产物的过程中也发挥着不容忽视的作用。

2.2 常规杂质分析

将HPLC-MS/MS联用技术应用到盐酸头孢替安酯中,对它含有的未知的杂质结构采用HPLC-MS/MS技术来进行研究分析,在经过梯度洗脱后,可以有效地将药物的主要成分和与它相关的杂质合理的分离出来。可以把盐酸头孢替安酯和与其相关联的杂质的高效液相色谱图,还有与之相对应的高效液相色谱峰的质谱图整体的进行分析以后再归纳整理,然后对盐酸头孢替安酯的样品进行推测,判断出其含有的杂质为Δ3-异构体杂质,是盐酸头孢替安酯中主要的控制对象,这些分析结果为盐酸头孢替安酯在工艺和生产方面的改进以及质量控制方面都提供了重要的参考依据。除此之外,还有人将HPLC-MS/MS联用技术应用到马来酸桂哌齐特的1-哌嗪乙酰基吡咯烷和—氯乙酰吡咯烷的原料中间体中,对其含量进行分析测定,经过对马来酸桂哌齐特的两种原料中间体进行考察,分析其具体的残留情况,为构建特定合成工艺的质量标准和质量控制提供了有力的参考依据,与此同时,还为具有无紫外吸收的合成中间体的质量控制和质量检测提供了有效的参考依据。

2.3 特殊杂质物分析

HPLC-MS 联用技术因为具有的优势较为突出,效果较为明显,因此其应用范围非常广泛,通过上述内容可以发现,HPLC-MS 联用技术不仅可以对天然产物的杂质进行分析还能对常规杂质进行分析,另外,还能对一些特殊的杂质进行有效的分析和具有针对性的检测。例如,曾有人将HPLC-MS 联用技术应用到甲磺酸伊马替尼的分析中,对其含有的基因毒性杂质进行分析,来测定基因毒性杂质的含量为多少,并采用离子检测模式对甲磺酸伊马替尼中含有的基因毒性杂质进行快速、准确的分析,检测其具有的含量。但是一定要注意,在检测的时候不同溶剂可能会对其杂质的稳定性产生不同程度的影响,必须采用有效的方式来避免假阴性结果的出现。

对于一些来源比较特殊的原料制剂中,在对其进行质量控制的过程中,可以利用HPLC-MS 联用技术的优势将这些原料中含有的杂质和制剂中含有的杂质具有的关联性进行很好的分辨,以便为生产的改进和工艺优化、制剂质量的控制以及合理储存等提供有效的参考价值。针对此方面,曾有人将LCQ-TOF/MS联用技术应用到氢溴酸高乌甲素中进行分析,并对其注射剂中含有的相关物质杂质同时进行分析。氢溴酸高乌甲素,此种有效成分来源于植物中,在对其进行提取和纯化的过程中,氢溴酸高乌甲素有可能会存在其他的残留物质,例如生物碱。采用LC-Q-TOF/MS对氢溴酸高乌甲素的原料药进行分析和检测,从中发现来源于原植物的提取残留中的物质一共有五种。其中除了注射用的粉针剂以外,在其他的注射液中都含有刺乌宁,这种降解杂质在原料药中并没有出现过,这有可能是在生产加工过程中,对葡萄糖注射液和其他注射液采用了高温加热灭菌的技术,由于工艺上的改变才造成了主成分的水解,其主成分酯键断裂后就形成了刺乌宁这种降解杂质。而注射用的粉针剂因为采用的是冻干工艺,所以就有效地防止了这种降解杂质的形成,因此,在生产和储存该药品时一定要注意合理的温度,避免高温生产和高温保存。

3 合理有效的应用辅助手段对杂质进行分析

将HPLC-MS 联用技术应用在药物杂质分析中除了一些正常的分析以外,总有一些其他的状况发生,例如在一些特殊情况下,由于受到其他成分的干扰或是杂质的含量过少,在这种情况下如果直接将HPLC-MS 联用技术应用到药物杂质的分析过程中,可能会遇到很大的难度。这时候,就需要合理有效地应用一些辅助手段来对杂质进行分析,以保证分析结果的准确性和真实性。例如,将HPLC-MS 联用技术应用到头孢替坦二钠的原料中对其含有的杂质进行分析,并通过头孢菌素的降解反应机制来加快实验的进度,分别在碳酸镁超声、碱性和酸性的条件下对其完成降解分析,并在UV 照射的辅助作用下完成了对杂质结构的鉴定过程。在HPLC-MS 联用技术的应用下,有效地分离了头孢替坦以及其含有的杂质,通过分析得出,在头孢替坦中一共含有头孢替坦异构体、头孢替坦脱羧物、头孢替坦内酯和5-巯基-1-甲基-四氮唑四种杂质,通过采取有效的措施对其实行破坏,使头孢替坦中杂质含量较低的不良现象得到了有效的改善和解决。

除此之外,还可以通过运用LC-MS/MS 联用技术的优势,将其应用到注射用多西他赛中,对其含有的相关物质进行分析和鉴定,在鉴定过程中,可以通过乙酸乙酯来对注射剂进行提取,这样可以有效地将制剂中磺丁基-β-环 糊精去除,防止它对 LC-MS/MS联用技术的离子化效果产生一定的影响。因为磺丁基-β-环糊精这些辅料都属于水溶性的物质,而多西他赛和它含有的杂质都是属于脂溶性的物质,所以,在提取注射用的多西他赛时可以通过采用有机溶剂的方式来提取此药物和其含有的杂质,而留在水里的就只有磺化环糊精等部分辅料,而这些辅料就适合采用液质分析,同时,通过这种方法还可以在很大程度上避免辅料在色谱柱中出现超载的现象。

4 结束语

加强药物的研发力度和质量控制,特别是对药物中含有的杂质含量的有效控制是当前首要解决的任务,而对药物含有的杂质进行有效的分析和检测,控制好杂质含量才是重中之重,也只有这样才能提高药品的质量。而将HPLC-MS 联用技术有效地应用到药物杂质的分析鉴定中,就能解决药物杂质的测定问题,HPLC-MS 联用技术是当前使药物质量得到有效控制的重要的分析工具之一。因此,要将HPLC-MS 联用技术应用到药物杂质分析过程中,为以后的药物研究提供有利的参考依据,促进药物生产和工艺的改进。

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