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島津中國創新中心與河南省藥品醫療器械檢驗院合作，基于本中心開發的《抗生素雜質數字化標準品數據庫》，使用島津高分辨四極桿-飛行時間質譜儀LCMS-9030對注射用頭孢哌酮鈉聚合物雜質進行探索性研究。新擬定的有關物質方法可同時控制一般雜質和聚合物雜質，與ChP2020方法相比本方法具有專屬性強、雜質控制更全面的優點。本研究成果以“注射用頭孢哌酮鈉質量評價”為題，已發表在《中國抗生素雜志》期刊。

背景介紹

β-內酰胺類抗生素是臨床應用較廣的一類抗感染藥物，其四元環結構張力較大易開環斷裂，生成N-型或L-型聚合物。聚合物雜質引發的過敏反應嚴重威脅臨床用藥安全，是β-內酰胺類抗生素雜質譜研究的重點。由于聚合物雜質穩定性差、結構多樣以及小分子雜質的干擾，聚合物雜質的控制存在諸多挑戰。

頭孢哌酮鈉是由日本富山化學原研的第三代頭孢菌素，僅注射用頭孢哌酮鈉一種劑型，國內相關生產企業60余家。ChP2020采用葡聚糖凝膠G10法測定頭孢哌酮鈉聚合物含量，按外標法峰面積計聚合物含量控制限度為0.8%。本研究對比了葡聚糖凝膠G10法、反相高效液相色譜法與高效凝膠色譜法，聚合物雜質含量測定值依次增高。高分辨質譜探索性研究結果表明高效凝膠色譜法專屬性不足，易受到小分子雜質干擾，而G10方法所定位的色譜峰未見聚合物雜質。因此，亟待建立頭孢哌酮鈉聚合物雜質專屬性的檢測方法，對市售頭孢哌酮鈉藥物安全性進行客觀、有效的評價。

解決方案

圖1 島津液相系統Nexera LC-40 +高分辨質譜儀LCMS-9030

本方案使用二維液相色譜-飛行時間質譜法(2D LCMS-QTOF)建立用于頭孢哌酮鈉無菌粉針劑一般雜質和聚合物雜質整體質量控制的液相色譜檢測方法。一維采用反相ODS色譜柱，以磷酸氫二銨緩沖溶液-甲醇為流動相梯度洗脫并以254 nm為檢測波長，建立有關物質檢測方法。二維使用Shim-pack GISS C18（2.1 mm I.D. ×50 mm L., 1.9μm）中心切割在線脫鹽進行雜質的結構鑒定。高分辨質譜精確質量數預測雜質可能的分子式，結合二級特征碎片離子推測聚合物雜質可能的結構。本研究在頭孢哌酮鈉供試品中鑒定出24種有關物質，其中4種推測為聚合物相關雜質。聚合物最大單雜為雙母核二聚體，其質譜圖及二級裂解規律見圖3-4。

圖2 頭孢哌酮鈉供試品溶液有關物質色譜圖（254 nm）

圖3雙母核二聚體一級質譜圖（上）和二級質譜圖（下）（ESI+）

圖4 雙母核二聚體可能的結構和裂解規律

總結

本研究采用創新中心搭建的專屬性中心切割二維反相色質譜聯用分析平臺對注射用頭孢哌酮鈉中的聚合物雜質進行研究，展示了二維色譜-串聯質譜技術在不揮發鹽類流動相系統中對未知雜質結構鑒定的巨大潛力。島津飛行時間質譜LCMS-9030采集全譜信息，提供快速、高靈敏度的測試結果，確保實驗數據的可靠性，支持追溯性分析有利于未知物的結構鑒定。本中心開發的《抗生素雜質數字化標準品數據庫》，收錄了β-內酰胺類抗生素一般雜質和聚合物雜質的色譜和高分辨質譜數據，大大降低了企業的研發成本，同時也為藥物工藝改進、劑型研發、品質提升等方面提供技術參考。

參考文獻

1. 李茜，劉英，等. 注射用頭孢哌酮鈉質量評價[J]. 中國抗生素雜志, 2024, 49(03): 262-272.