采用带电气溶胶检测器(CAD)对聚山梨酯进行定量和分析

聚山梨酯（PS）是一类两性非离子表面活性剂，被用作乳化剂、稳定剂和增溶剂，广泛应用于制药和生物制药配方、食品甚至化妆品中。

对聚山梨酯进行准确测量对于产品的质量和安全至关重要。问题在于，大多数市售的聚山梨酯材料都是由数百种分子组成的复杂异质混合物，其中还包括低含量的杂质和降解产物等成分。

用于通过高效液相色谱（HPLC）分析聚山梨酯的两种常见分析方法是：用于定量的单峰法，以及能够测量并定量多个组分以判断质量的成分分析法。

围绕这两种方法已发表的方法有所不同，其中一种变体与检测器类型有关。常用的方法包括质谱、带电气溶胶检测（CAD）或蒸发光散射检测（ELSD）。

本博客将探讨导致聚山梨酯化合物复杂性的化学原理，对比单峰法与成分分析法，并强调为何CAD在聚山梨酯分析中优于ELSD。

导致聚山梨酯组成复杂且多变的化学原理

在复杂混合物中表征聚山梨酯化合物的纯度、稳定性及降解产物通常面临一些分析挑战，原因包括：（I）起始材料为不纯混合物起始材料是不纯的混合物（II）PS容易降解，且（III）在最终产品中PS仅约为预期结构的20%。

由于合成过程的不一致性，化学特征可能会因批次而异并可能影响PS在液体配方中的表现。这些差异会影响游离脂肪酸杂质的溶解度，导致最终产品中出现不需要的颗粒物。由监管要求定义在最终产品中。由……定义的监管要求欧洲药典和美国药典790对注射用药物中颗粒的存在有严格规定，因为这些药物通常应“基本/实际上不含可见颗粒”。而注射剂中颗粒的形成是导致召回。

让我们更深入地探讨一下合成路线。

聚山梨醇酯是通过聚氧乙烯山梨醇与脂肪酸酯化反应生成的。

不同类型的PS化合物——如聚山梨醇酯20（PS20）和聚山梨醇酯80（PS80）——是由母体酸链长来定义的。

• PS20来源于月桂酸
• PS80来源于油酸

起始原料来自天然杂质源，含有许多杂质，如其他可酯化脂肪，这是每个化学家的噩梦。例如，油酸常常被其他脂肪酸如棕榈酸、亚油酸和硬脂酸污染。

化学成分的变化可能会在不同批次之间发生，并可能影响PS在生物治疗制剂中的表现。这些差异会影响游离脂肪酸杂质的溶解度，导致形成由监管要求定义在最终产品中。 山梨醇及其前体和副产物异山梨醇，以及主产物和副产物不同程度的乙氧基化的额外存在，可以导致混合物中包含超过1,500种组分。所以，你能看出PS生产过程很快就变得复杂了吗？

那还不包括降解产物呢！

我们对多索贝特在溶液中降解的了解

研究表明PS通过自氧化和水解途径降解：

• 自氧化作用PS的自氧化倾向于发生在聚氧乙烯（POE）侧，通过链式传播过氧化物形成，并导致生成酮、醛和过氧化物
  • 光、热以及铜和铁等具有氧化还原活性的金属会触发氧化降解过程
• PS的水解是通过酯键断裂发生的，产生易于沉淀的游离脂肪酸，以及经氧化修饰的POE化合物
  • 增加热量和 pH 值可以加速裂解反应

因此，展望产品开发，你当然需要一种可靠的分析方法来分离和鉴定来自合成及降解途径的复杂 PS 成分混合物。

通过 HPLC 分析多聚山梨醇酯进行定量和分析的成熟方法

定量和分析是你在溶液中分析 PS 的两种方式，但你的结果取决于检测方法和工作流程类型。

• 用于 PS 定量的单峰法涉及使用单一色谱柱和检测器将所有化学组分洗脱出来。成熟的操作流程采用HPLC-CAD（高效液相色谱-电荷气溶胶检测器）或HPLC-ELSD（高效液相色谱-蒸发光散射检测器）分析。
• 高级方法包括对配方中各个组分进行分析和定量，这是任何注射剂制剂都必须进行的操作。分析方法可以采用单一色谱柱和检测器，或更先进的二维液相色谱（2D-LC）技术。

以下是一些常见已发表方法的简要说明：

方法

单峰带定量的成分分析

不带定量的成分分析/带定量的成分分析

定量量化

配方分析

分析的工作流程	单一色谱柱 & 单一检测器	单一色谱柱 & 单一检测器	单一色谱柱 & 单一检测器	两柱法 & 多检测器
优点	测量溶液中PS的总浓度，但无法区分不同的酯类	提供PS亚种的指纹图谱及可能的降解途径	显示存在哪些PS化合物和脂肪酸链及其丰度	可洞察PS种类在实时稳定性样品中的行为
注意事项	灵敏度高，但也会测量干扰物，导致结果高估	显示不同生产批次之间PS酯类丰度的差异	可能揭示原材料的质量并评估批次间的差异性	需要通过离线或在线工作流程去除蛋白质干扰
参考文献	通过RP-HPLC在治疗性抗体制剂中开发和验证聚山梨醇酯20检测方法	通过液相色谱-质谱法对聚山梨醇酯80进行表征，以了解其易受影响性	利用高效液相色谱结合质谱和带电气溶胶检测对聚山梨醇酯80进行分析	治疗性单克隆抗体制剂中聚山梨醇酯20的表征与稳定性研究

为什么CAD比ELSD更适合表征聚山梨醇酯？

在尝试定量某种化合物时，液相色谱分析人员通常会采用HPLC-UV方法。虽然这种方法对于含有发色团的化合物效果很好，但对于不具备吸光结构的化合物则几乎无用。

由于大多数PS缺乏发色团，因此需要采用不同的分析方法进行定量，如CAD或ELSD。

但哪种检测器最好，CAD还是ELSD?

CAD比ELSD更敏感，并且受分析物光学性质影响较小。CAD还具有更好的均一响应，这对于无标准定量至关重要，动态范围更广，校准曲线更简单，而且使用起来也更方便。

CAD or ELSD

通过带电气溶胶检测，让您的聚山梨醇酯分析更进一步

希望本博客中回顾的信息能帮助您指导如何提升未来的PS分析。

无论您选择哪种工作流程——单维还是多维——都应该毫无疑问地选择带电气溶胶检测（CAD）以便在一次运行中充分发挥您的分析能力。

时间是人生最宝贵的资产，所以为什么不从一开始就为成功做好准备呢？