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QCS制备分离鉴定平台介绍及案例分享

发布时间:2023-01-09


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引言:本期将以美法仑EP杂质D的制备及稳定性研究为例,详细介绍QCS制备分离检测平台。


      QCS制备分离鉴定平台是依托于QCS标准物质研发中心成立的专注于药物杂质分离制备、化合物纯化和结构解析服务的平台,擅长从API降解物或制剂成品中分离制备含量低(0.1%)、不稳定(室温1小时内显著降解)、分离度差、溶解性差、色谱保留弱,紫外吸收弱等各种高难度微量成分,以及从大体积发酵液或提取液中分离提取活性化合物,目前该平台已经完成分离制备和纯化上千个高难度杂质化合物分子。QCS制备分离鉴定平台现拥有丰富的制备分离设备和分析检测设备,目前研发中心可以提供的对外检测服务内容:

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图1:QCS制备分离鉴定平台设备清单一览表及对外检测服务内容

来源:QCS标准物质研发中心


      现分享一例以客户定制需求为导向的杂质制备分离纯化业务,以美法仑EP杂质D为例。在接到客户定制需求后,我中心立即组织了合成部门进行了研发和生产,并对美法仑EP杂质D的制备纯化和储存条件进行了探索和研究。合成未经处理的美法仑杂质D含盐量高,在含水的溶液中不能稳定存在,极易变质和影响样品的后续纯化和使用。本中心通过对样品进行除盐和除杂处理,并对纯化前和纯化后储存条件进行了考察。

      相同色谱条件下不同时间进样结果对比如图2:

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图2:样品初始检测与放置15min、3h、6h后的色谱纯度图

来源:QCS标准物质研发中心


      样品现制现测时检测纯度为97.8%。放置约15min后纯度下降至97.1%并观察到保留时间为4.2min的杂质峰面积增加约1%。而进一步放置3h后纯度明显下降,检测纯度值为91%, 6h后纯度下降至88%,4.2min的降解产物则对应增加(如图2)。甚至进一步延长实验时间至72小时后,溶液中的美法仑EP杂质D几乎完全分解,4.2分钟左右的降解杂质成为主产物。

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图3:美法仑相关物质D的降解产物分析

来源:QCS标准物质研发中心


      对降解后的产品进行LCMS分析发现降解产物分子量为269、315,尤其是分子量269,保留时间为4.2分钟,随着放置时间的延长,主峰纯度持续降低,分量为269的杂质占比快速增加,根据LC-MS推测分子中的氯转变成为羟基,成为一个新的杂质(美法仑EP杂质A,对应货号RM-M051201)。可见产品储备液在水溶液中很不稳定,产品需要现配现用,同时对产品的纯化制备提出了较高的要求。


美法仑EP杂质D的制备。

      根据以上样品稳定性研究判断,该杂质在水中不稳定,但是由于合成粗品中含有大量的盐,粗产品在有机溶剂中不溶或混合溶剂溶解性不佳。因此,只能选择水作为溶剂,进行快速纯化。根据上述稳定性实验我们开发了美法仑EP杂质D的快速制备纯化方法,由上述HPLC测试可知,样品在30%有机相时出峰,考虑到分离效果和样品变质时间,通过五轮方法开发尝试,我们最终选定了下文的优化条件:

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图4 美法仑杂质D 的制备条件及色谱图


      由图可知,通过梯度调整,主峰保留时间为13.5min,明显的杂质保留时间为18.7min和20.5min,通过该制备方法制备得到的样品纯度能得到大幅度提升,并且大量制备时也能有较好的分离效果。甚至加大进样量至30mg、50mg、100mg后均有较好的分离效果,样品单次进样量达100mg后仍能得到满意的结果(纯度≥95%)。

      因此,该方法在放大条件下依然能有效分离杂质D。随后,对该方法进行了复现性实验,制备出的溶液立即测HPLC,在254nm下的纯度为96%。再次对该方法进行复现性实验,制备出的溶液在254nm下纯度为97%。综上所述,该方法分离度较佳,结果复现性也好,因而,该方法可确定用于大规模样品制备纯化。


美法仑EP杂质D的最终生产与稳定性实验。

      在前文研究中我们发现了美法仑EP杂质D在水系溶液中稳定性较差。常规有机合成制得的的粗品可能会有较高的初始纯度,但是该粗品含有大量的无机盐混杂,该样品由于含量虚高会产生较大的校正因子偏差,同时受到盐潮解吸收水汽的影响,该样品极易分解(例如我司合成实验室粗品纯度即可达到98%,但该样品不适用于直接交付客户)。

      在完成美法仑粗品除盐后我们将获得的高纯度美法仑EP杂质D溶液进行快速冻干,即可制得脱盐的高纯美法仑EP杂质D白色粉末。该粉末状固体在常温环境(湿度<50%)环境中可以稳定称量而未见明显潮解,同时该粉末样品在密封、避光、-20℃冷冻保存条件下5天后检测未见明显分解。

*粉末样品储存条件为:密封、避光、-20℃冷冻保存


      甚至纯化后的样品可在室温条件下短暂存放而不会发生明显分解(室温存放4天,分解率约为1.65):

*粉末样品储存条件为:密封、避光、室温(约25℃)

      该样品最终经核磁、质谱检测合格,并使用高温条件下氧气氛围下进行高温TGA实验,测得残渣值小于3%,显示无机盐杂质已被有效清除。


总结

      本文我们介绍了QCS制备分离平台开发的一种美法仑杂质D的简便制备和存储方法。通过对合成原样稳定性、样品制备和最终产品存储条件的研究。开发了一系列针对美法仑杂质D的储存和制备条件。通过该系列实验研究表明,本文中提到美法仑杂质D在经过冻干后样品密封条件下不管是低温还是常温环境下均有较好的稳定性。

后记

       QCS研发中心制备分离部的李吉平研究员(硕士研究生)在该项目中做出了极大贡献。从样品稳定性到降解产物分析再到纯化方法开发,李吉平研究员整理撰写了三十余页的《QCS研发中心-美法仑D生产研发报告》,对产品稳定性、产品盐型、保存/运输方法做出了系统研究。希望该研究数据能给使用美法仑EP杂质D的客户带来帮助。

人物-李吉平.png

人物-李吉平

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      QCS(QUALITY CONTROL SOLUTIONS)标准物质研发中心,位于深圳市坪山区中城生命科学园,是深圳振强旗下一家专业从事标准物质研发、生产、检测、赋值的高新技术企业。

       钱研发中心面积2000平方米,配备高端仪器设备50台(套),现有员工50余人,专业领域横跨有机化学、分析化学、药理学、药物代谢动力学、工艺研发。研发中心搭建了以医药相关物质研究为核心的平台,建设了多支以博士、硕士为带头人的研发团队,团队中超过30%的人员拥有硕士以上学位。

      QCS标准物质研发中心目前可提供超过30000种标准物质,主要涵盖医药、农/兽药、食品、环境领域。产品已为上万家企事业单位的分析检测工作提供优质服务,典型用户包括政府机构、高校及研究所、生产企业等。


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