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UPC² — 聚合物分析“金刚钻”,让药物辅料分析一步到位!

来源:沃特世 阅读数:167 时间:2021-05-21 09:18:12
随着吐温、聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)等聚合物类辅料在医药行业的广泛应用,其安全性也逐渐成为研究人员及监管机构最为重视的方面之一。如何提高对聚合物类药用辅料进行分析监测的技术水平,并严格管控其质量水平,使其在发挥辅料作用的同时又能避免可能的不良反应正成为行业关注焦点。


然而,在使用常规手段如液相色谱(LC)对聚合物进行分析时,很难对其中的低聚物及添加剂进行有效的分离,这让其成分表征工作困难重重。随着分析技术取得突破性进展,近年来多项研究表明[1-3],超临界流体色谱是表征聚合物的一项出色技术,不仅可以分离相同系列中聚合指数(n)不同的低聚物,还可以同时提供精确的分子量分布,有助于优化生产工艺和解析理化性质测定结果。

今天,小编给大家带来一款聚合物分析“金刚钻” - ACQUITY UPC2超高效合相色谱系统,助你的表征工作一步到位!除此之外,我们也邀请了行业大咖分享其在聚合物类药用辅料中的创新应用。等不及的朋友可以直接下拉至文末扫码报名。


接下来让我们先睹为快,看看ACQUITY UPC2超高效合相色谱系统在聚合物分析中所做的工作吧!



用于吐温80的质量鉴别分析[4]

聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温-80)是常用的生物制剂辅料, 用于减少蛋白变性、聚集和对容器瓶及注射器的吸附,在稳定制剂、减少由于表面活性剂降解而导致的药物有效性和安全性降低方面扮演着重要角色。

有研究表明,聚山梨酯80的副产物可能引起过敏反应或其他潜在危险[5]。因此,在制药行业应用中,要求聚山梨酯80的成分保持一致,这就非常有必要开发出一种表征聚山梨酯80成分的有效方法。

聚山梨酸酯80产品是低聚物的复杂混合物。北京化工大学杜振霞教授课题组开发了一种使用超高效超临界流体色谱(UHPSFC)-四极杆飞行时间质谱(QTOF-MS)联用系统快速表征市售聚山梨酯80的创新方法。在简单条件下分析了聚山梨酯80,方法简单、高效,在聚山梨酸酯80中检出了多个系列的低聚物,包括PEO、PEO-油酸酯、PEO-异山梨醇酐、PEO-山梨醇酐、PEO-异山梨醇酐油酸酯、PEO-山梨醇酐油酸酯等,单个样品分析全程仅耗时8 min。

图1.三个样品的总离子流图。

图2.(a)系列1的重叠提取离子色谱(b)系列1的寡聚物光谱,分别对应PEO-单油酸酯、PEO-单棕榈酸酯和PEO-单亚油酸酯。
杜教授课题组将该方法成功应用于测量聚山梨酯80的分子量分布,帮助科研人员高效了解不同产品的成分差异。此外,还研究了聚山梨酯80中各种成分在超临界流体色谱分离过程中的保留行为。该方法有望在聚山梨酯80的质量鉴别分析中发挥重要作用。


用于PEG低聚物的高分辨率分析[6]

聚乙二醇(PEG)具有优良的润滑性、保湿性、分散性,在制药和化工等行业中均有着极为广泛的应用。近年来,在药物运输、基因负载、生物成像等纳米医学领域成为研究热点。

PEG广泛用于多种药物制剂,如注射剂、局部用制剂、眼用制剂、口服和直肠用制剂等,同时也是疫苗产品的重要辅料。有报道出现过可能由于PEG引起的mRNA疫苗过敏问题,这使得PEG作为辅料的质量与安全问题引起了研究者们的广泛关注。

目前聚合物分析最常用的手段是GPC,但是分辨率有一定的局限性,很难对其中的低聚物进行高分辨率的分离。

阿斯利康制药科学部Andrew M Poulton等采用UPC2-ELSD-QDa系统对3种PEG进行了分析,并与传统的体积排阻色谱技术(SEC)做了比较,发现该方法简单高效,具有更高的分辨率和更短的分析时间。此外,使用UPC2技术除了可以对聚合物材料有更详细的评估外,还可以获得与SEC接近的分子量与分子量分布结果。

图3.m-PEG-OH2000(绿色),m-PEG-cm2000(蓝色)and cm-PEG-cm 2000 (红色)SFC-ELSD重叠谱图。


通过以上案例研究,可以看出UPC2系统对聚合物类辅料有着出色的分离能力,结合高分辨质谱,能够对聚合物辅料进行进一步的表征。


参考文献

1. R.K. Thakur, C. Villette, J.M. Aubry, G. Delaplace, Spectrophotometric methodassociated with formulation scans for application of hydrophilic-lipophilicdeviation concept in food emulsions, Colloids Surf. A 301 (2007) 469–474,http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfa.2007.01.028.

2. D. Dimitrijevic, A.J. Shaw, A.T. Florence, Effects of some non-ionic surfactantson transepithelial permeability in caco-2Cells, J. Pharm. Pharmacol. 52(2000)157–162, http://dx.doi.org/10.1211/0022357001773805.

3 L.M. Nair, N.V. Stephens, S. Vincent, N. Raghavan, P.J. Sand, Determination ofpolysorbate 80 in parenteral formulations by high-performance liquidchromatography and evaporative light scattering detection, J. Chromatogr. A1012 (2003) 81–86, http://dx.doi.org/10.1016/s0021-9673(03)01105-1.

4. J. Pan, Y. Ji, Z. Du,, J. Zhang, Rapid characterization of commercial polysorbate 80 by ultra-highperformance supercritical fluid chromatography combined withquadrupole time-of-flight mass spectrometry, http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2016.08.051.

5.E.A. Coors, H. Seybold, H.F. Merk, V. Mahler, Polysorbate 80 in medicalproducts and nonimmunologic anaphylactoid reactions, Ann. Allergy AsthmaImmunol. 95 (2005) 593–599, http://dx.doi.org/10.1016/S1081-1206(10)61024-1.

6. A.M. Poulton, R.C. Poulten , A. Baldaccini , A. Gabet , R. Mott , K. E. Treacher , E. Roddy , P. Ferguson, Towards improved characterisation of complex polyethylene glycol excipients using supercritical fluid chromatography-evaporative light scattering detection-mass spectrometry and comparison with size exclusion chromatography-triple detection array, https://doi.org/10.1016/j.chroma.2020.461839