前沿合作 | 岛津LCMS-QTOF助力注射用头孢哌酮钠质量评价

岛津中国创新中心与河南省药品医疗器械检验院合作，基于本中心开发的《抗生素杂质数字化标准品数据库》，使用岛津高分辨四极杆-飞行时间质谱仪LCMS-9030对注射用头孢哌酮钠聚合物杂质进行探索性研究。新拟定的有关物质方法可同时控制一般杂质和聚合物杂质，与ChP2020方法相比本方法具有专属性强、杂质控制更全面的优点。本研究成果以“注射用头孢哌酮钠质量评价”为题，已发表在《中国抗生素杂志》期刊。

背景介绍

β-内酰胺类抗生素是临床应用较广的一类抗感染药物，其四元环结构张力较大易开环断裂，生成N-型或L-型聚合物。聚合物杂质引发的过敏反应严重威胁临床用药安全，是β-内酰胺类抗生素杂质谱研究的重点。由于聚合物杂质稳定性差、结构多样以及小分子杂质的干扰，聚合物杂质的控制存在诸多挑战。

头孢哌酮钠是由日本富山化学原研的第三代头孢菌素，仅注射用头孢哌酮钠一种剂型，国内相关生产企业60余家。ChP2020采用葡聚糖凝胶G10法测定头孢哌酮钠聚合物含量，按外标法峰面积计聚合物含量控制限度为0.8%。本研究对比了葡聚糖凝胶G10法、反相高效液相色谱法与高效凝胶色谱法，聚合物杂质含量测定值依次增高。高分辨质谱探索性研究结果表明高效凝胶色谱法专属性不足，易受到小分子杂质干扰，而G10方法所定位的色谱峰未见聚合物杂质。因此，亟待建立头孢哌酮钠聚合物杂质专属性的检测方法，对市售头孢哌酮钠药物安全性进行客观、有效的评价。

解决方案

图1 岛津液相系统Nexera LC-40 +高分辨质谱仪LCMS-9030

本方案使用二维液相色谱-飞行时间质谱法(2D LCMS-QTOF)建立用于头孢哌酮钠无菌粉针剂一般杂质和聚合物杂质整体质量控制的液相色谱检测方法。一维采用反相ODS色谱柱，以磷酸氢二铵缓冲溶液-甲醇为流动相梯度洗脱并以254 nm为检测波长，建立有关物质检测方法。二维使用Shim-pack GISS C18（2.1 mm I.D. ×50 mm L., 1.9μm）中心切割在线脱盐进行杂质的结构鉴定。高分辨质谱精确质量数预测杂质可能的分子式，结合二级特征碎片离子推测聚合物杂质可能的结构。本研究在头孢哌酮钠供试品中鉴定出24种有关物质，其中4种推测为聚合物相关杂质。聚合物最大单杂为双母核二聚体，其质谱图及二级裂解规律见图3-4。

图2 头孢哌酮钠供试品溶液有关物质色谱图（254 nm）

图3双母核二聚体一级质谱图（上）和二级质谱图（下）（ESI⁺）

图4 双母核二聚体可能的结构和裂解规律

总结

本研究采用创新中心搭建的专属性中心切割二维反相色质谱联用分析平台对注射用头孢哌酮钠中的聚合物杂质进行研究，展示了二维色谱-串联质谱技术在不挥发盐类流动相系统中对未知杂质结构鉴定的巨大潜力。岛津飞行时间质谱LCMS-9030采集全谱信息，提供快速、高灵敏度的测试结果，确保实验数据的可靠性，支持追溯性分析有利于未知物的结构鉴定。本中心开发的《抗生素杂质数字化标准品数据库》，收录了β-内酰胺类抗生素一般杂质和聚合物杂质的色谱和高分辨质谱数据，大大降低了企业的研发成本，同时也为药物工艺改进、剂型研发、品质提升等方面提供技术参考。

参考文献

1. 李茜，刘英，等. 注射用头孢哌酮钠质量评价[J]. 中国抗生素杂志, 2024, 49(03): 262-272.