前沿合作 | 2D LCMS-QTOF鑒定乙酰半胱氨酸泡騰片的未知雜質

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        島津中國創新中心與客戶合作，采用島津二維液相色譜串聯四極桿飛行時間質譜（2D LCMS-QTOF）對乙酰半胱氨酸泡騰片的未知雜質進行結構鑒定。使用中心切割技術實現在線脫鹽，獲取高分辨質譜精確質量數預測雜質可能的分子式。結合二級特征碎片推測雜質結構，結合生產工藝快速鎖定雜質來源。本研究成果有助于相關企業改進生產工藝、提升產品質量標準。

背景介紹

乙酰半胱氨酸（Acetylcysteine）是一種有機化合物，化學式為C5H9NO3S，具有較強的黏痰溶解作用，臨床上主要用作黏液溶解劑。《中國藥典》2020年版收載乙酰半胱氨酸顆粒，采用反相Ｃ18色譜柱，硫酸銨-庚烷磺酸鈉緩沖溶液－甲醇（90-10）為流動相對有關物質進行控制。本文參考2020版《中國藥典》，建立乙酰半胱氨酸泡騰片有關物質檢查方法。臨用新制樣品中保留時間7.7 min有一個含量為0.57%的未知雜質，超過ICH Q3B要求的雜質鑒定限度，因此需要對其進行定性研究。

圖1 乙酰半胱氨酸樣品色譜圖

島津解決方案

分析儀器

島津液相系統Nexera LC-40 +高分辨質譜儀LCMS-9030

二維分析條件

本工作采用二維柱切換技術在線脫除組分中的無機鹽，通過二維色譜柱實現未知雜質與庚烷磺酸鈉的分離，研究未知雜質在二維的出峰時間并設置相應的質譜檢測窗口。基于LCMS-9030飛行時間質譜的高分辨，高質量準確度和二級特征譜圖定性的功能，獲取雜質的質譜信息。通過比較乙酰半胱氨酸與未知雜質的母離子和特征碎片離子的相關性對未知雜質進行科學合理的定性分析。

圖2未知雜質的MS（A）和母離子m/z 336的MS2(B)質譜圖（ESI-）

使用島津分子式預測軟件Formula Predictor Server對未知雜質進行分子式預測，其可能的分子式為C11H15NO9S。理論質核比為336.0395，實測值與理論值的相對誤差為-2.7 ppm。二級質譜圖中m/z 336到m/z 173觀察到的質量數163的中性丟失恰好為一分子乙酰半胱氨酸。m/z 173脫去CO2和H2O生成m/z 111，m/z 111繼續脫去CO2生成m/z 67。通過二級碎片解析可以推測未知雜質為乙酰半胱氨酸與某化合物反應生成，推測某化合物結構中至少含有兩個羧基和一個易離去的羥基。與乙酰半胱氨酸分子式相比，未知雜質分子式多C6H6O6。假設未知雜質生成機理是脫水縮合，推測某化合物的分子式為C6H8O7。ChemSpider數據庫中滿足上述結構推測的搜索結果是：枸櫞酸。

枸櫞酸是乙酰半胱氨酸輔料中的一種，作為泡騰崩解劑起到加速藥物溶解和吸收的作用。根據客戶提供的生產工藝，枸櫞酸與乙酰半胱氨酸加水混合后濕法制粒。在濕法制粒過程中加水量與未知雜質的含量正相關。因此推測未知雜質是枸櫞酸與乙酰半胱氨酸脫水縮合而成，可能的裂解規律見圖3。

圖3未知雜質可能的結構和裂解規律

結論

島津中國創新中心與客戶合作使用二維液相高分辨飛行時間質譜2D LCMS-QTOF成功對乙酰半胱氨酸泡騰片中未知雜質進行結構鑒定。本文所建立的色譜方法具有快速、高分離度的優點，為乙酰半胱氨酸泡騰片雜質的分離、生產工藝改進、分析及產品質量控制提供了一定的參考。

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