Гепарин, как наиболее широко используемый антикоагулянтный препарат во всем мире, оказывает непосредственное влияние на качество и безопасность жизни и здоровья пациентов.

Однако цепочка производства и поставок гепарина сложна, с разнообразными источниками сырья (например, свиньи, коровы, овцы и другие кишечники животных или ткани легких).

В процессе производства могут быть смешаны другие гликозаминогликаны (такие как дерматансульфат и хондроитин сульфат) или нецелевые компоненты (такие как ДНК / РНК) и даже глобальные кризисы.

были вызваны событиями загрязнения (такими как "инцидент загрязнения OSCS" в 2008 году).

Как контролировать качество гепарина из источника?

Технология ядерного магнитного резонанса (ЯМР) с ее высоким разрешением, неразрушающими и многомерными возможностями анализа стала ключевым инструментом для решения этой проблемы.

Далее Pharma в Китае фокусируется на исследованиях и контроле качества гепариновых препаратов, включая комплексные фармацевтические технические услуги, такие как структурный анализ, оптимизация процессов, подготовка примесей и качество.

Исследования.

1 、 Как ЯМР "видит" сложную структуру гепарина натрия?

Он использует характеристики поведения атомных ядер в магнитном поле, особенно их спин и магнитный момент, чтобы выявить связь и пространственное расположение между атомами внутри молекулы.

применение радиочастотных импульсов и обнаружение их реакции.

Для гепарина натрия, биомакромолекулы со сложной структурой сахарной цепи, технология ЯМР может точно анализировать ее первичную структуру (т.е. последовательность сахарной цепи), вторичную структуру (такую как как конформация сахарного кольца) и даже третичная структура (общая пространственная конфигурация), предоставляющая подробную структурную информацию для контроля качества.

В частности, технология ЯМР может определять химическое окружение атомов водорода и углерода в различных положениях в молекулах гепарина-натрия с помощью таких экспериментов, как ЯМР 1H и ЯМР 13C, а затем вывести режим соединения и последовательность сахарных цепей.

Кроме того, применение двумерных методов ЯМР, таких как COSY, TOCSY, HSQC и HMBC, значительно расширяет возможности технологии ЯМР в комплексном анализе структуры, позволяя исследователям получить более глубокое понимание тонкой структуры молекул гепарина натрия.

Гепарин представляет собой сильно сульфатированный гликозаминогликан (ГАГ), состоящий из чередующихся единиц глюкозамина и глюкуроновой кислоты. Сульфатированные сайты и степень ацетилирования варьируются в зависимости от источника.

Эти тонкие структурные различия напрямую влияют на активность и безопасность лекарств.

Хотя традиционные методы обнаружения, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография, могут отделять примеси, их трудно полностью проанализировать молекулярную структуру.

Технология ЯМР обеспечивает точный анализ на молекулярном уровне с помощью следующих методов:

Сигнальное распознавание отпечатков пальцев

ЯМР может улавливать уникальные сигналы различных функциональных групп в молекулах гепарина. Например:

1. Ацетильная область (2.0-20,1 ppm)

Различают гепарин (2,05 ppm), сульфат дерматона (2,08 ppm) и хондроитина сульфат (2,02 ppm).

2. Гетеромерная протонная область (4.9-50,7 ppm)

Определите единицы сахара с различными режимами сульфатирования (например, IdoA2S, GlcNS6S).

Сравнивая спектры ЯМР 88 образцов сырого гепарина, исследователи обнаружили значительные различия в содержании примесей и режимах сульфатирования среди разных образцов (рис.

Ацетильная область протонных спектров образцов группы A, группы B и группы C, зарегистрированных при 600 МГц, показывает метильные сигналы дерматана (2,08 ppm), гепарина (2,05 ppm)) и компонентов хондоритина (2,02 ppm).

Количественная технология HSQC

Двумерная гетероядерная одноквантовая когерентная спектроскопия (HSQC) может количественно анализировать состав моносахаридов и степень сульфатации гепарина. Например:

1. Рассчитать отношение N-ацетилирования к N-сульфатированию глюкозамина.

2. Обнаружьте уровень 6-O-сульфатации (тесно связанной с антикоагулянтной активностью).

Исследования показали, что существуют значительные различия в режиме сульфатирования и степени ацетилирования гепарина из разных источников животных (таких как слизистая оболочка свиньи и легкое коровы) (Таблица 1),предоставление ключевых доказательств прослеживаемости и контроля качества.

2 、 Хемометрия: Интеллектуальный помощник, который передает данные

Как можно эффективно анализировать и использовать массивные данные ЯМР, полученные при анализе сложной структуры гепарина натрия? Именно здесь ярко сияет хемометрия.

Хемометрия, как междисциплинарная область, которая применяет математику, статистику и информатику в области химии, предоставляет мощные инструменты и методы для анализа данных ЯМР.

Применяя хемометрические алгоритмы к данным ЯМР, исследователи могут автоматически идентифицировать и извлекать ключевую структурную информацию, такую как режим соединения сахарных цепей, сульфатные сайты и степень ацетилирования.

Это не только значительно сокращает время анализа данных, но и повышает точность и достоверность результатов.

Кроме того, хемометрия также может помочь установить модель корреляции между структурой и массой гепарина натрия.

Благодаря статистическому анализу и машинному обучению данных ЯМР из большого количества образцов исследователи могут выявить внутреннюю связь между структурными различиями и активностью и безопасностью лекарств, обеспечивая больше научной основы для контроля качества гепарина натрия.

В практическом применении комбинация хемометрии и технологии ЯМР достигла значительных результатов.

Например, исследователи успешно выявили структурные различия в гепарине натрия из разных источников, используя эту технологическую платформу, обеспечивая прослеживаемость и контроль качества.

В то же время технологическая платформа также продемонстрировала широкие перспективы применения в обнаружении примесей и оценке чистоты гепарина натрия.

Столкнувшись с массивными данными ЯМР, хемометрические методы, такие как анализ главных компонент (PCA), преобразуют сложные спектры в визуализируемые результаты, помогая быстро классифицировать образцы:

1. Классификация чистоты

Отличают образцы высокой чистоты (содержащие небольшое количество примесей) от образцов, содержащих большое количество сульфатированного дерматомана или ДНК, с помощью ПХА (рис.

Рисунок 2.

График оценки первых двух компонентов, сгенерированных методом анализа основных компонентов (PCA) GAG-сигналов области спектра 1H-ЯМР. Большинство образцов сосредоточены в PCA, в то время как Есть еще 21 периферийная выборка: выделены как A, B и C.

2. Анализ прослеживаемости

Анализируя только область аномальных протонов, можно выделить гепарин из свиных, коровьих и овечьих источников и точно определить неожиданные источники допинга.

Эта "основанная на данных" стратегия не только повышает эффективность анализа, но и обеспечивает научную основу для разработки стандартов качества сырого гепарина.

3 、 От лаборатории к производственной линии: практическая ценность ЯМР

Технология ЯМР также играет незаменимую роль в процессе производства гепарина натрия.

От скрининга сырья до контроля качества готовой продукции технология ЯМР может предоставить точную структурную информацию, гарантируя, что каждый этап соответствует строгим стандартам качества.

На этапе скрининга сырья технология ЯМР может быстро идентифицировать и удалять сырье, содержащее примеси или структурные аномалии, обеспечивая бесперебойное производство в будущем.

Сравнивая спектры ЯМР различных партий сырья, исследователи могут оценить их консистенцию и выбрать материалы со стабильным качеством для производства.

В процессе производства технология ЯМР также может отслеживать ход реакции и изменения структуры продукта в режиме реального времени.

Например, в процессе сульфатирования гепарина натрия технология ЯМР может обнаруживать степень сульфатирования и изменения в участках сульфатирования, гарантируя, что продукт соответствует ожидаемым структурным требованиям.

Технология ЯМР также может быть использована для обнаружения потенциальных побочных продуктов или продуктов деградации в процессе производства, обеспечивая важную основу для оптимизации производственных процессов.

Наконец, на этапе контроля качества готового продукта технология ЯМР может всесторонне анализировать структуру гепарина натрия, обеспечивая его соответствие стандартам качества, указанным в фармакопее. Сравнивая спектры ЯМР различных партий готовой продукции, исследователи могут оценить их согласованность между партиями, тем самым обеспечивая стабильность и надежность качества продукции.

Кроме того, технология ЯМР также обладает высокой воспроизводимостью и переносимостью, что означает, что структурная информация, полученная с использованием технологии ЯМР, согласуется в разных лабораториях или производственных линиях.

Это обеспечивает сильную поддержку для глобального производства и контроля качества гепарина натрия.

Таким образом, технология ядерного магнитного резонанса (ЯМР), как "золотой глаз" для структурного анализа и контроля качества гепарина натрия, играет решающую роль в обеспечении качества препаратов натрия гепарина и обеспечения безопасности лекарств для пациентов. От лаборатории до производственной линии технология ЯМР продемонстрировала свою уникальную практическую ценность и перспективы применения.

1. Ранний контроль качества

Сырой гепарин является предшественником гепарина API, но его состав сложен и не имеет единого стандарта.

Технология ЯМР позволяет быстро проводить скрининг примесей (таких как хондроитин сульфат и ДНК) перед очисткой, предотвращая попадание загрязнений в последующие процессы и снижая производственные риски.

2. Решение проблем цепочки поставок

Глобальная цепочка поставок гепарина включает в себя сбор и обработку сырья из нескольких стран.

ЯМР в сочетании с ПХА может проследить источник сырья, предотвратить смешивание нецелевых тканей животных (таких как крупный рогатый скот и овцы) и обеспечить соответствие продукта нормативные требования.

3. Повысьте стандартный модернизировать

Схема обнаружения ЯМР, предложенная в исследовании, была включена в некоторые стандарты фармакопеи и, как ожидается, станет "золотым стандартом" для глобального контроля качества гепарина в будущем.

4 、 Outlook: Будущий потенциал технологии ЯМР

При непрерывном развитии технологии используется технология ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для структурного анализа и контроля качества гепарина натрия.

Ссылки: Маури,L.et (2017). Объединение ЯМР-спектроскопии и хемометрии для мониторинга структурных особенностей сырого гепарина. Молекулы, 22 (7), 1146.

У Си Дальнейшие фармацевтические Co., Ltd

Основные продукты

Palmitoylethanolamide(PEA) Micro (CAS 544-31-0)

тригидрохлорид спермидина (CAS 334-50-9)

Птеростильбен (CAS 537-42-8)

Лютеолин (CAS 491-70-3)

Воглибоза (CAS 83480-29-9) JP GMP

Почтовый ящик:wuxifurther@gmail.com

WhatsApp: + 86 18036885286