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フォトダイオードアレイ検出器の新しいデータ解析法で
あるダイナミックレンジ拡張計算機能 i -DReC(Intelligent
Dynamic Range Extension Calculator) を 用 い れ ば, 検 出
器の信号が飽和する高濃度領域でも,スペクトルの相似性を
利用して,ピーク面積/高さを計算することが可能です。今
回は i -DReC の原理説明と,本機能を適用した医薬品成分に
含まれる不純物の面積百分率による分析例をご紹介します。
Y. Watabe
高濃度な試料の分析を行った場合,ピークがスケールアウ
トしてしまい,ピークの正しい面積値が得られないことがあ
ります。i -DReC では,吸収の小さな波長でクロマトグラム
を切り出して求めたピーク面積(高さ)に,ピークの裾野で
切り出したスペクトルから計算した感度係数をかけることに
より,対象ピークの面積(高さ)を求めます。処理の手順は
以下です。
1. ダイナミックレンジを超えた補正対象ピークの溶出領域
でのスペクトルを取得します。
2. このスペクトルについて,設定波長であるλ a の長波長側
または短波長側で,強度値がダイナミックレンジ内とな
る補正波長λ b を自動的に探索します。
3. 補正波長λ b でクロマトグラムを切り出し,波形処理を実
行します。そして,このクロマトグラム中で,補正対象ピー
クに対応したピークを特定します。このピークの「ピー
ク面積・ピーク高さ」を補正用データとします。
4. スケールアウトした対象ピークの後半部分で,強度値が
「感度補正スペクトル抽出強度」となる時間のスペクトル
を自動抽出し,このスペクトルの波長λ a の強度 Ia と補
正波長λ b の強度 Ib の比(感度係数)k を求めます。
k = Ia/Ib
5. 3. で得られたクロマトグラムのピーク面積(高さ)に感
度係数(k)を乗じて,対象ピークの面積(高さ)を自動
算定します。
ピーク面積=(補正波長のピーク面積)× k
ピーク高さ=(補正波長のピーク高さ)× k
この機能を用いることにより,Fig. 2 のように,高濃度成
分の直線性を補正することが可能です。
■ i-DReC の基本原理Fundamental Principle of i -DReC Function
Fig. 1 i -DReC の基本原理Fundamental Principle of i -DReC
Fig. 2 i -DReC による検量線補正Linearity Correction by i -DReC
感度補正スペクトル抽出強度
mAU
λ
Ib
Ia
補正波長λbでクロマトグラムを切り出す
0
4000mAU
波長λa
しきい値波長λb
波長λb
波長λa
感度係数=Ia/Ib
スペクトルの波長λaの強度Iaと補正波長λbの強度Ibの比から感度係数を求める
感度補正
スペクトル
ピークの裾野から感度補正スペクトルを切り出す
0 2.5 5 7.5濃度(g/L)
0
20
40
60
面積(×106)面積(×106)
10 0 2.5 5 7.5濃度(g/L)
100
100
200
ApplicationNews
No.L451フォトダイオードアレイ検出器の新機能i -DReC (Intelligent Dynamic Range Extension Calculator) の不純物分析への応用i -PDeA (Intelligent Dynamic Range Extension Calculator), A New Function of Photodiode Array Detector; An Application for Impurity Analysis.
高速液体クロマトグラフィーHigh Performance Liquid Chromatography
LAAN-A-LC157
分析計測事業部グローバルアプリケーション開発センター
※本資料は発行時の情報に基づいて作成されており、予告なく改訂することがあります。 改訂版は下記の会員制 Web Solutions Navigator で閲覧できます。
https://solutions.shimadzu.co.jp/solnavi/solnavi.htm
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0120-131691(075)813-1691
島津コールセンター
ApplicationNews
No.
3100-06302-560-IK2013.6
初版発行:2013年6月
■不純物分析への応用Application for Impurity Analysis
1
0.0 2.5 5.0 7.5 min
0
100
200
300
400
500
600
mAU
■Peak1. Ofloxacin
12
3
4
■Peaks1. Impurity12. Impurity23. Ofloxacin4. Impurity3
0.0 2.5 5.0 7.5 min
0
1000
2000
3000
4000
mAU
■Peaks1. Impurity12. Impurity23. Ofloxacin4. Impurity3
1 4
32
3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 min
0
10
20
30
40
50
60
mAU
Table 1 分析条件Analytical Conditions
HPLC System : Nexera X2Column : Shim-pack XR-ODS (75 mmL. × 3.0 mm I.D., 2.2 µm)Mobile Phase : As described in Japanese Pharmacopoeia Flow Rate : 0.5 mL/minColumn Temp. : 40 °CInjection Vol. : 2 µLDetection : SPD-M30A at 294 nm, response 0.24 sec,
sampling rate 240 msec.Flow Cell : Standard
Fig. 3 適正濃度オフロキサシンのクロマトグラムChromatogram of Ofloxacin at Appropriate Concentration
Fig. 5 高濃度オフロキサシンのクロマトグラム(拡大)Magnified Chromatogram of Ofloxacin at High Concentration
Fig. 4 高濃度オフロキサシンのクロマトグラムChromatogram of Ofloxacin at High Concentration
Table 2 各法による不純物含有率計算結果比較Comparison of Impurity contents with/without i -DReC function
医薬品等の不純物分析に関して,主成分に対して 0.1 % 程
度あるいはそれ以下の存在比の微量不純物は通常,信頼性確
保のため,以下のような手順で 2 回あるいはそれ以上の分析
に基づいて計算されます。
1. 主ピークの高さが,検出器の直線性が充分確保できる範囲
内(通常 1 AU 以下)になるような濃度に標準溶液を調製
して分析を行う。
2. 微量不純物が安定的に検出可能な高濃度の試料溶液を準
備し分析を行う。この場合,主ピークは検出器のダイナ
ミックレンジをスケールアウトすることが多い。
3. 1. 2. の間の濃度比(希釈率)で 2. の不純物ピークの面積
を除して 1. の状態での不純物ピークの面積を算出する。
4. こうして計算上得られた不純物面積と 1. の主ピーク面積
の総和から新たに面積百分率による不純物含有率を決定
する。
しかしながら,この作業では濃度の異なる溶液で最低限 2
度分析を行うことになります。この計算作業を一度の分析で
可能にするのが i -DReC 機能です。本機能を用いた分析では,
医薬品に含まれる微量不純物の濃度に合わせた高濃度試料を
分析するだけで妥当な不純物含有率の計算が可能です。以下
にニューキノロン系の感染症治療薬であるオフロキサシン中
の i -DReC 機能を用いた不純物含有率決定の例を示します。
ま ず, オ フ ロ キ サ シ ン 200 mg/L の 溶 液 2 uL を Nexera
X2 シ ス テ ム で 分 析 し ま す。 ピ ー ク 頂 上 の 吸 光 度 は 約
650 mAU 程度で十分検出器に直線性の範囲内にあると思わ
れます。
次に 10 g/L の高濃度オフロキサシンのクロマトグラムと
その部分拡大したものを示します。微量不純物の面積値,存
在比率を安定的に得るため,オフロキサシンの濃度が過大に
なり,ピークがスケールアウトしています。
スケールアウトしたクロマトグラムに i -DReC 機能を適用
し,主ピークのダイナミックレンジを拡張して得られた面積
値から計算した不純物含有率と従来法により得られた結果の
比較を以下のテーブルに示します。i -DReC の適用によって
従来法と同等の結果が半減した分析回数で得られることがわ
かります。
(面積 %) Impurity1 Impurity2 Ofloxacin Impurity3
i -DReC なし 0.04 0.358 99.545 0.057
i -DReC あり 0.016 0.147 99.813 0.024
従来法 0.017 0.153 99.731 0.025
L451