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  药物分析杂志   2018, Vol. 38 Issue (11): 1974-1980.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2018.11.18
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赵海云, 夏金霞, 王松, 刘广桢, 张丹丹, 袁铭, 王志英, 凌霄. 二维超高效液相色谱-QTof质谱联用技术在来氟米特片杂质谱研究中的应用[J]. 药物分析杂志, 2018, 38(11): 1974-1980. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2018.11.18.
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ZHAO Hai-yun, XIA Jin-xia, WANG Song, LIU Guang-zhen, ZHANG Dan-dan, YUAN Ming, WANG Zhi-ying, LING Xiao. Application of two-dimensional UPLC-QTof MS technology in the study of the impurity profile of leflunomide tablets[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2018, 38(11): 1974-1980. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2018.11.18.
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基金项目

2016年山东省重点研发计划:药物一致性评价共性关键技术研究(No.2016ZDJS07A04)

第一作者

赵海云, Tel:(0531)81216550;E-mail:helen8204@126.com

通信作者

凌霄, Tel:(0531)81216651;E-mail:xiaol6551@126.com

文章历史

收稿日期:2017-08-24
二维超高效液相色谱-QTof质谱联用技术在来氟米特片杂质谱研究中的应用
赵海云 1, 夏金霞 2, 王松 1, 刘广桢 1, 张丹丹 1, 袁铭 2, 王志英 2, 凌霄 1    
1. 山东省食品药品检验研究院, 济南 250101;
2. Waters科技(上海)有限公司, 上海 201206
摘要目的:建立二维超高效液相色谱-QTof质谱联用研究来氟米特片杂质谱的方法。方法:通过二维液相色谱在线脱盐技术,在不改变一维液相色谱条件的基础上,将目标化合物通过阀切换转换至二维液相色谱柱,在二维液相流动相的带动下进质谱,进行结构鉴定。一维色谱柱为Inertsil ODS-3(250 mm×4.6 mm 5 μm),流动相为0.025 mol·L-1的磷酸二氢钾溶液(用磷酸调节pH至3.0)-乙腈(57:43),检测波长为210 nm;二维液相色谱柱为Waters BEH C18(50 mm×2.1 mm 1.7 μm),流动相A为0.1%甲酸溶液,流动相B为0.1%甲酸乙腈溶液,梯度洗脱;采用ESI负离子模式进行质谱扫描,离子源温度120℃,雾化气温度500℃,雾化气流速900 L·h-1,采集模式为MSE结果:对样品中存在的杂质进行分析,解析出可能杂质结构4个,部分结构片段3个;对杂质的毒性预测显示,杂质7具高毒性风险,所有杂质遗传毒性均属5级,没有警示结构。结论:本法建立了二维超高效液相色谱-QTof质谱联用技术测定、分析来氟米特片杂质的方法,可快速实现杂质定性,结合软件解析结构更便捷;国内产品与参比制剂Sanofi产品相比,杂质谱更复杂,建议生产企业优化处方、生产工艺,保证药品的质量稳定性。
关键词来氟米特片    二维液质联用    杂质    结构解析    毒性预测    
Application of two-dimensional UPLC-QTof MS technology in the study of the impurity profile of leflunomide tablets
ZHAO Hai-yun1, XIA Jin-xia2, WANG Song1, LIU Guang-zhen1, ZHANG Dan-dan1, YUAN Ming2, WANG Zhi-ying2, LING Xiao1    
1. Shandong Institute for Food and Drug Control, Jinan 250101, China;
2. Waters Technologies(Shanghai) Limited, Shanghai 201206, China
Abstract: Objective: To establish a two-dimensional UPLC-QTof MS method for the study of impurity profile of leflunomide tablets.Methods: By two-dimensional liquid chromatography online desalination technology, there was no need to change the onedimensional liquid chromatography conditions, and converse the target compound to two-dimensional liquid chromatography column by valve switching, which led it into the mass spectrometer under the second-dimensional mobile phase elution, and the compound structure was identified.First-dimensional column was Inertsil ODS-3(250 mm×4.6 mm 5 μm), the mobile phase was 0.025 mol·L-1 potassium dihydrogen phosphate solution(adjust pH to 3.0 using phosphoric acid)-acetonitrile(57:43), detection wavelength:210 nm; second-dimensional column was Waters BEH C18(50 mm×2.1 mm 1.7 μm), mobile phase A was 0.1% formic acid solution, mobile phase B was 0.1% formic acid acetonitrile solution, gradient elution. Electrospray ionization(ESI) source was used as negative ion detection model, the temperature of ESI source was 120℃, nebulizing temperature was 500℃, nebulizing flow rate was 900 L·h-1, and the acquisition mode was MSE.Results: The existing impurities in the sample were determined, and four possible impurities structure and three structure segment were obtained; toxicity prediction of impurities showed that impurity 7 had high risk of toxicity, all impurity's genetic toxicity is level 5 with no warning structure.Conclusion: This article was focused on the method establishment to determine leflunomide impurities by two-dimensional UPLC-QTof MS technology.The qualitative of impurity was quickly obtained by using 2-dimensional HPLC-MS, and it is convenient to identify the structure of impurities combining the software.The domestic products' impurity profile was more complex compared with Sanofi products, which can suggest production enterprises to optimize the prescription and production process to ensure the quality stability of the drug.
Key words: leflunomide tablets    two-dimensional HPLC-MS    impurity    structure determination    toxicity prediction    

来氟米特是一个具有抗增殖活性的异唑类免疫调节剂,相对分子质量为270.2,化学名称为N-(4-三氟甲基苯基)-5-甲基异唑-4-羧酰胺,其作用机理主要是抑制二氢乳清酸脱氢酶的活性,从而影响活化淋巴细胞的嘧啶合成。来氟米特最初由德国HRM公司开发研制,于1998年12月在美国首次上市,美国FDA批准用于缓解症状和延缓结构损伤及用于成人活动性关节炎的治疗;1999年,国家食品药品监督管理局批准苏州长征-欣凯制药有限公司来氟米特片作为Ⅰ类新药在国内上市。来氟米特作为前药,在胃肠黏膜与肝脏中迅速转变为活性代谢产物A771726,在人体内的半衰期为10多天,由于药物浓度维持时间较长,使药物疗效保持稳定,但也导致不良反应消退缓慢。其不良反应主要有一过性丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)升高,高血压、胸痛、头晕、恶心等。

2016年山东省食品药品检验研究院承担了来氟米特片的国家计划抽验任务,共抽到来氟米特片100批次,涉及批准文号7个,占总批准文号的87.5%;涉及生产企业5家,占总生产企业的83.3%;按现行标准对各生产企业产品的有关物质进行考察,发现各企业产品杂质谱差异较大;且在制剂过程中有新杂质产生,制剂的稳定性差于原料;与参比Sanofi产品相比,国内产品杂质谱更复杂。国内外文献报道多为临床应用、药代动力学研究及联合用药等方面,国内仅有1篇文献就来氟米特有关物质测定方法进行了研究;国内来氟米特片杂质谱及各企业产品杂质差异尚未见报道。为有效控制来氟米特片的质量,降低用药风险,本文采用Waters 2D UPLC-QTof二维液质联用系统,对来氟米特片的杂质谱进行深入研究,一维使用《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)2015年版二部来氟米特有关物质项下的色谱条件分离,二维使用与质谱兼容的色谱条件与QTof质谱相连,将样品中的杂质切入二维进质谱仪检测,进而进行结构解析,并采用国际公认的3款软件Gastroplus 9.0ADMET predictor 8.0与Derek Nexus 5.0.1(基于知识规则的)、Sarah Nexus 2.0.1(基于统计学的)进行毒性与遗传毒性(基因毒性)的评价。

1 仪器与试药

Waters Acquity 2D UPLC-Xevo G2-XS QTof二维液质联用仪,Gastroplus 9.0,ADMET predictor 8.0毒性预测软件(美国Simulations plus公司),Derek Nexus 5.0.1和Sarah Nexus 2.0.1遗传毒性预测软件(英国Lhasa有限公司)。

来氟米特对照品(批号100571-200601,含量99.7%)、来氟米特杂质Ⅰ(批号101164-201602,含量99.9%)、来氟米特杂质Ⅱ(批号101165-201001)、杂质Ⅲ(批号100738-201001)均购自中国食品药品检定研究院,乙腈(色谱纯)、磷酸二氢钾(分析纯)、磷酸(化学纯)、甲酸(色谱纯)、超纯水。

2 方法与结果 2.1 色谱-质谱条件

一维色谱条件:采用Inertsil ODS-3(250mm× 4.6 mm,5μm)色谱柱,流动相为0.025 mol·L-1磷酸二氢钾(用磷酸调节pH至3.0)-乙腈(57:43),流速0.6 mL·min-1,进样量10μL,检测波长210 nm,柱温50 ℃。二维色谱条件:采用Waters BEH C18(50 mm×2.1 mm,1.7μm)色谱柱,柱温50 ℃,流动相A为0.1%甲酸溶液,流动相B为0.1%甲酸乙腈溶液,切峰后流动相比例变化见表 1

表 1 梯度洗脱程序 Table 1 Gradient elution procedure

质谱条件:离子化模式为ESI-,毛细管电压2 kV,源温度120 ℃,雾化气温度500 ℃,雾化气流速900 L·h-1,采集模式为MSE,软件为MassLynx 4.1/MassFragment。

2.2 样品溶液制备

取供试品适量,加流动相溶解并稀释制成每1 mL中约含1.0 mg的溶液,摇匀,滤过,取续滤液,即得。

2.3 杂质谱差异与目标杂质选择

比较国内企业产品与参比制剂Sanofi产品的杂质谱,详见图 1,各企业产品杂质谱差异较大,且杂质较原研产品多且复杂。选取B、D两企业产品作为代表,进行质谱结构分析。

A~E.国内企业产品(domestic products) 图 1 各企业产品杂质比较 Figure 1 The impurity comparison from different enterprise products

采用Waters 2D UPLC-QTof二维液质联用系统,一维采用“2.1”项下一维色谱条件进行,将一维色谱图中目标杂质切入二维色谱柱,二维使用“2.1”项下二维色谱条件进行分析,洗脱液进Q-Tof质谱检测器,进行目标化合物的一级、二级质谱数据采集,见色谱图 2

1~9.目标杂质(target impurities)10.来氟米特(leflunomide)
A. MS B. MS2
图 2 来氟米特一维HPLC色谱图(检测波长210 nm) Figure 2 1D HPLC chromatograms of leflunomide(detection wavelength 210 nm)
2.4 质谱解析 2.4.1 来氟米特的质谱解析

首先对来氟米特的一、二级质谱图进行分析,确定加合物及二级碎片裂解规律。所得分子离子峰m/z 269.054 2为[M-H]-峰,主要碎片离子为m/z 160.037 6、120.024 9、82.029 3,推测其可能的裂解规律主要问题是酰胺C-N键断裂,得到碎片m/z 160.037 6,进一步失去CF3上的F,得到碎片m/z 120.024 9,;另一裂解途径为五元环与羰基C-C键断裂,得到碎片m/z、82.029 3,碎片解析见图 3

A. MS B. MS2 C.裂解途径(fragmentation pathway) 图 3 来氟米特质谱图及裂解途径 Figure 3 Mass spectrum and fragmentation pathway of leflunomide
2.4.2 杂质解析

根据来氟米特的裂解规律,对杂质的裂解途径进行推测,初步鉴定了4个杂质的可能结构,杂质1与5为同分异构体,且杂质1、2、5仅根据一级、二级质谱,推导出其结构片段,未能完全解析,杂质8与来氟米特为同分异构体,杂质3通过碎片不能建立其与主峰的联系,未解析,可能为辅料。详细信息见表 2

表 2 来氟米特杂质质谱分析及可能结构 Table 2 Mass analysis and possible structures of leflunomide impurities

杂质4的准分子离子峰为m/z 226.061 8,为其[M-H]-峰,拟合元素组成为C12H9N3O2,二级质谱显示m/z 117.045 4、82.029 3的碎片离子,推测其结构为来氟米特苯环上三氟甲基被氰基取代产生。杂质4的质谱裂解方式见图 4

A. MS B. MS2 C.裂解途径(fragmentation pathway) 图 4 杂质4质谱图及裂解途径 Figure 4 Mass spectra and fragmentation pathway of impurity 4

杂质6的准分子离子峰为m/z 269.054 0,为来氟米特同分异构体,二级碎片与主峰一致,仅峰强度不太一致,经液相色谱定位,为《中国药典》标准中来氟米特杂质Ⅱ。

杂质7的准分子离子峰为m/z 285.048 5,为其[M-H]-峰,拟合元素组成为C12H9N2O3F3,为主峰+O结构,二级质谱显示m/z 216.027 1、188.032 0、160.037 2的碎片离子,推测其结构为来氟米特五元环上C=C被氧化,后发生分子重排,生成CO双键。杂质7的质谱裂解方式见图 5

A. MS B. MS2 C.裂解途径(fragmentation pathway) 图 5 杂质7质谱图及裂解途径 Figure 5 Mass spectra and fragmentation pathway of impurity 7

杂质9的准分子离子峰为m/z 227.043 2,为其[M-H]-峰,拟合元素组成为C10H7N2OF3,为主峰-C2H2O结构,二级质谱显示m/z 186.016 3、160.037 1、99.925 1的碎片离子,杂质9的质谱裂解方式见图 6

A. MS B. MS2 C.裂解途径(fragmentation pathway) 图 6 杂质9质谱图及裂解途径 Figure 6 Mass spectra and fragmentation pathway of impurity 9
2.5 杂质毒性预测

采用Gastrolplus 9.0 ADMET Predictor 8.0软件对推测出的杂质进行毒性预测,采用Derek Nexus 5.0.1(基于知识规则的)和Sarah Nexus 2.0.1(基于统计学的)进行遗传毒性预测,并根据ICH M7指导原则对其毒性分级,详细结果见表 3。结果表明,5种杂质均属遗传毒性5级,没有警示结构。而毒性预测发现7号杂质TOX_Risk为4,属于高毒性风险物质,根据软件说明,TOX_Risk大于3.3即为高毒性风险物质,应严格控制。

表 3 杂质毒性预测 Table 3 The toxicity prediction of impurity
3 讨论 3.1 二维液质联用的优势

采用二维液质联用,一维采用常规液相色谱条件,二维采用与质谱兼容的液相色谱条件与QTof质谱相连,在不改变原方法的基础上,进行质谱检测,快速实现化合物质谱定性,节省摸索质谱条件的时间;同时结合仪器所带软件MassLynx 4.1/MassFragment,根据一、二级质谱数据,结合裂解规律快速解谱。

3.2 杂质谱的研究

根据质谱推测所得结构,《中国药典》2015年版二部仅控制了6号杂质(即杂质Ⅱ),9号杂质为USP 40来氟米特原料中2-氰基-乙酸-(4'-三氟甲基)苯胺,USP 40控制来氟米特原料中含此杂质不得过0.1%,来氟米特片项下并未规定限度;4号、7号杂质均未见文献报道。

与参比制剂Sanofi产品比较,国内产品杂质复杂,且存在高毒性风险化合物杂质7;标准检验也发现制剂的稳定性差于原料,且制剂中杂质种类多于原料,即表明在制剂过程中有新杂质生成,为保证药品的安全有效性,建议生产企业优化处方、生产工艺,查找引起药物不稳定原因,保证药品的质量稳定性,同时加强药品在有效期内的质量监管。

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