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Trimebutin, Adenosin, Glutathion und Aminosäuren ... · PDF fileTrimebutin, Adenosin, Glutathion und Aminosäuren – Beispiele für Reinheitsanalytik für das Europäische Arzneibuch

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Text of Trimebutin, Adenosin, Glutathion und Aminosäuren ... · PDF fileTrimebutin, Adenosin,...

  • Trimebutin, Adenosin, Glutathion und Aminosäuren –

    Beispiele für Reinheitsanalytik für das

    Europäische Arzneibuch

    Dissertation zur Erlangung des

    naturwissenschaftlichen Doktorgrades

    der Julius-Maximilians-Universität Würzburg

    vorgelegt von

    Susanne Kopec aus Düsseldorf

    Würzburg 2008

  • Eingereicht am: 08.01.2008

    bei der Fakultät für Chemie und Pharmazie

    1. Gutachter: Prof. Dr. Ulrike Holzgrabe

    2. Gutachter: Prof. Dr. Tanja Schirmeister

    der Dissertation

    1. Prüfer: Prof. Dr. Ulrike Holzgrabe

    2. Prüfer: Prof. Dr. Tanja Schirmeister

    3. Prüfer: PD Dr. Darius Zlotos

    des Öffentlichen Promotionskolloquiums

    Tag des Öffentlichen Promotionskolloquiums: 15.02.2008

    Doktorurkunde ausgehändigt am: .............................................................

  • Sehr geringe Unterschiede begründen manchmal sehr große Verschiedenheiten.

    Marie von Ebner-Eschenbach

  • DANKSAGUNG

    Die vorliegende Arbeit entstand am Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie

    der Julius-Maximilians-Universität Würzburg unter Anleitung von

    Frau Prof. Dr. Ulrike Holzgrabe

    Ihr möchte ich herzlich für die Überlassung des interessanten Themengebietes, für

    vielseitige Anregungen, Förderung und Unterstützung sowie für die Möglichkeit zum

    selbstständigen wissenschaftlichen Arbeiten danken.

    Dem Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte danke ich für die finanzielle

    Unterstützung dieser Arbeit und die Bereitstellung der Aminosäure-Proben.

    Bei den Mitarbeitern des EDQM Brigitte Jacquel, Dr. Michael Wierer und Stefan

    Almeling möchte ich mich für die gute Zusammenarbeit bei den verschiedenen

    Projekten und die Bereitstellung von Proben und Referenzsubstanzen bedanken.

    Dr. Eberhard Heller und Jens Schmitz danke ich für die Aufnahme und Auswertung

    der NMR-Spektren.

    Bei allen Kollegen, die ich während meiner Zeit am Institut kennengelernt habe, vor

    allen Dingen bei meinen Laborkollegen, möchte ich mich für das angenehme

    Arbeitsklima bedanken. Sabine Niedermeier und Jens Schmitz danke ich für die gute

    Zusammenarbeit bei der Betreuung der Studenten.

    Ein besonderer Dank gilt meinen Eltern und meiner Schwester.

  • Teile dieser Arbeit sind bereits veröffentlicht in:

    Artikel 1. Kopec, S., Holzgrabe, U.

    „Impurity Profile of Amino Acids?“ Pharmeuropa Scientific Notes 2005, 1, 39-45

    2. Kopec, S., Almeling, S., Holzgrabe, U.

    „Determination of the Impurity Profile of Adenosine by means of Ion-pair Reversed-phase Chromatography“ Pharmeuropa Scientific Notes 2006, 2, 1-5

    3. Holzgrabe, U., Brinz, D., Kopec, S., Weber, C., Bitar, Y.

    „Why not using capillary electrophoresis in drug analysis?“ Electrophoresis 2006, 27, 2283-2292

    4. Kopec, S., Holzgrabe, U.

    „Amino acids: Aspects of impurity profiling by means of CE“ Electrophoresis 2007, 28, 2153-2167

    Abstracta und Kongressbeiträge 1. Kopec, S., Holzgrabe, U.

    „Methods to evaluate the impurity profile of amino acids by means of CE“ DPhG-Jahrestagung 2004, Regensburg

    2. Holzgrabe, U., Kopec, S., Wierer, M., Almeling, S.

    „Influence of choice of column on the determination of impurity profile of adenosine by means of ion-pair reversed-phase chromatography“ Drug Analysis 2006, Namur

    3. Kopec, S., Holzgrabe, U.

    „Analysis of CBQCA labelled amino acids by means of CE“ DPhG-Doktorandentagung 2006, Heroldsberg

    4. Kopec, S., Holzgrabe, U.

    „Impurity profiling of amino acids by means of CE“ DPhG-Jahrestagung 2006, Marburg

    5. Kopec, S., Holzgrabe, U.

    „Amino acids: Putative impurities resulting from production pathway and their determination” New Frontiers in the Quality of Medicines 2007, Straßburg

    6. Kopec, S., Holzgrabe, U.

    „Elaboration of a test for determination of related substances of trimebutine and trimebutine maleate by means of HPLC“ New Frontiers in the Quality of Medicines 2007, Straßburg

  • INHALTSVERZEICHNIS

    I

    INHALTSVERZEICHNIS

    ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII

    1. EINLEITUNG 1

    1.1. Das Europäische Arzneibuch 1 1.1.1. Bedeutung des Arzneibuchs 1 1.1.2. Entwicklung des Europäischen Arzneibuchs 2 1.1.3. Erarbeitung des Europäischen Arzneibuchs 4 1.1.4. Aufbau des Europäischen Arzneibuchs 5

    1.1.4.1. Band 1: Allgemeiner Teil und Monographiegruppen 5 1.1.4.2. Band 2: Monographien 7

    1.1.5. Erarbeitung einer Monographie 8

    1.2. Reinheitsanalytik von Substanzen zur pharmazeutischen Verwendung 10 1.2.1. Klassifizierung von Verunreinigungen 10 1.2.2. Einfluss des Herstellungsprozesses auf das Verunreinigungsprofil 11 1.2.3. Limitierung von Verunreinigungen 12 1.2.4. Prüfung auf „Verwandte Substanzen“ 14 1.2.5. Biotechnologisch hergestellte Substanzen zur pharmazeutischen

    Verwendung 17 1.2.5.1. Biotransformation 17 1.2.5.2. Fermentation 18 1.2.5.3. Verunreinigungen in biotechnologisch hergestellten APIs 18

    2. INSTRUMENTELLE METHODEN ZUR REINHEITSANALYTIK 20

    2.1. Dünnschichtchromatographie (DC) 20 2.1.1. Durchführung 20 2.1.2. DC zur Reinheitsprüfung 21

    2.2. Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) 23 2.2.1. Trennverfahren 23

    2.2.1.1. Umkehrphasenchromatographie 24 2.2.1.2. Ionenpaarchromatographie 24

    2.2.2. Stationäre Phasen in der Umkehrphasenchromatographie 26 2.2.3. Detektoren 29

    2.2.3.1. Absorptionsdetektoren 29 2.2.3.2. Verdampfungsstreulichtdetektor (ELSD) 30

    2.2.4. HPLC zur Reinheitsprüfung 33 2.2.5. Prüfung der Systemeignung 34 2.2.6. Quantitative Auswertung der Chromatogramme 37

    2.3. Kapillarelektrophorese (CE) 40 2.3.1. Trennverfahren 42

    2.3.1.1. Kapillarzonenelektrophorese (CZE) 42 2.3.1.2. Mizellare elektrokinetische Chromatographie (MEKC) 43

  • INHALTSVERZEICHNIS

    II

    2.3.2. CE zur Reinheitsprüfung 44 2.3.3. Prüfung der Systemeignung 46 2.3.4. Quantitative Auswertung der Elektropherogramme 47

    2.4. Allgemeine Überlegungen zu Methoden zur Reinheitsprüfung 49

    3. REINHEITSPRÜFUNG VON TRIMEBUTIN UND TRIMEBUTIN-MALEAT MITTELS HPLC 51

    3.1. Aufgabenstellung 51

    3.2. Mögliche Verunreinigungen von Trimebutin bzw. Trimebutin-Maleat 52

    3.3. Analytik von Trimebutin bzw. Trimebutin-Maleat 53

    3.4. Ionenpaarchromatographie 54

    3.5. Umkehrphasenchromatographie (RP-HPLC) 57 3.5.1. Methodenentwicklung 57

    3.5.1.1. Chromatographische Bedingungen 57 3.5.1.2. Auswahl der Detektionswellenlänge 60

    3.5.2. Zuordnung einer unbekannten Verunreinigung 61

    3.6. Validierung der RP-HPLC-Methode 63 3.6.1. Selektivität 64 3.6.2. Nachweis- und Bestimmungsgrenze 65 3.6.3. Linearität 66

    3.6.3.1. Trimebutin-Maleat 66 3.6.3.2. Trimebutin 68

    3.6.4. Präzision 69 3.6.4.1. Systempräzision 69 3.6.4.2. Methodenpräzision 70

    3.6.5. Richtigkeit 71 3.6.6. Robustheit 72

    3.6.6.1. Variation der Säulentemperatur 72 3.6.6.2. Variation des pH-Wertes des wässrigen Bestandteils der mobilen

    Phase 73 3.6.6.3. Variation des Gradienten 74 3.6.6.4. Variation des HPLC-Gerätes 76

    3.6.7. Systemeignung 77

    3.7. Untersuchung von Trimebutin- und Trimebutin-Maleat-Proben mit der RP-HPLC-Methode 78

    3.7.1. Respons- und Korrekturfaktoren 79 3.7.2. Ergebnisse der Untersuchung von Trimebutin-Proben 80 3.7.3. Ergebnisse der Untersuchung von Trimebutin-Maleat-Proben 80

    3.8. Diskussion zur Erarbeitung eines Monographievorschlags 82

    3.9. Zusammenfassung 85

  • INHALTSVERZEICHNIS

    III

    4. REINHEITSPRÜFUNG VON ADENOSIN MITTELS DC UND HPLC 86

    4.1. Aufgabenstellung 86

    4.2. Herstellung von Adenosin und mögliche Verunreinigungen 86

    4.3. Analytik von Nucleinsäure-Bausteinen 88

    4.4. Adenosin im Arzneibuch 88

    4.5. Prüfung auf „Verwandte Substanzen“ mittels DC nach Ph. Eur. 90 4.5.1. Trennung der Substanzen 90 4.5.2. Nachweisgrenze 91 4.5.3. Untersuchung von Adenosin-Proben 92

    4.6. Prüfung auf „Verwandte Substanzen“ mittels HPLC 92 4.6.1. Einfluss der stationären Phase auf die Trennung 93

    4.6.1.1. Hypersil-Gold-Säule 94 4.6.1.2. Hypersil-ODS-Säule 97

    4.6.2. Untersuchung von Adenosin-Proben 100 4.6.2.1. Respons- und Korrekturfaktoren 100 4.6.2.2. Ergebnisse der Untersuchung von Adenosin-Proben 101

    4.6.3. Variation der HPLC-Bedingungen zum Nachweis der Nucleotide 102

    4.7. Zusammenfassung 104

    5. REINHEITSPRÜFUNG VON GLUTATHION MITTELS CE 107

    5.1. Aufgabenstellung 107

    5.2. Herstellung von Glutathion und mögliche Verunreinigungen 107

    5.3. Reinheitsanalytik von Glutathion 109

    5.4. Prüfung auf „Verwandte Substanzen“ mittels CE 110 5.4.1. Systemeignung 110

    5.4.1.1. Migrationszeiten und relative Migration 110 5.4.1.2. Einfluss des pH-Wertes der Elektrolytlösung 111

    5.4.2. Stabilität der Testlösung 112 5.4.3. Untersuchung von Glutathion-Chargen 115

    5.4.3.1. Respons- und Korrekt