抗生物質分析情報

例：アミノグリコシド、マクロライド、ある種のテトラサイクリン、リポペプチド、糖ペプチド

ストレプトマイシンは最初に発見され臨床的に利用されたアミノグリコシド系抗生物質です。これらの抗生物質は、現在では臨床および動物に対しても広く使われており、タンパク質合成を阻害して細胞死を引き起こすことで細菌感染を寛解します。しかしながら、これらの抗生物質には重篤な副作用があり、さまざまなレベルの毒性を示すことがあります。医薬品を同定、定量して微量の分解物や不純物を検出するには、高感度で信頼性の高い分析法を確立することが重要です。産生法（発酵）の性質上、いくつかの関連成分（類縁体、異性体）が存在し、それらの分画の監視、制御を要する場合があります。

多くのアミノグリコシド系抗生物質は構造的に類似しており、実際にその中のいくつかの構造を原料として合成されています。たとえば、シソマイシンはミクロモノスポーラの発酵培養液から単離される広域スペクトルを持つ（多くの種類の菌に効果を持つ）アミノグリコシド系抗生物質です。ネチルマイシンはシソマイシンから半合成されるアミノグリコシド系抗生物質です。シソマイシンとネチルマイシンはどちらも重篤な感染症の治療に主に使用され、特にゲンタマイシン耐性の細菌感染に使用されます。エチマイシンはゲンタマイシン C_1a などから半合成されます。

アミノグリコシドや関連する不純物の分析には、これらの化合物が親水性かつ正電荷を示すという性質から、イオンペア逆相（RP）高速液体クロマトグラフィー（HPLC）が頻繁に利用されます。しかしアミノグリコシド類は適した発色団を持たないため、紫外吸収（Ultraviolet：UV）によって検出できません。誘導体化処理なしに検出するためには、荷電化粒子検出器（Crona charged aerosol detectors：CAD）、蒸発光散乱検出器（Evaporative light scattering detectors：ELSD）、質量分析計（Mass Spectrometers：MS）、そして電気化学検出器が一般に使用されます。

ある種のアミノグリコシド医薬品（およびそれから合成される医薬品）の USP モノグラフでは、多くの場合、インテグレーテッドパルスアンペロメトリック検出（IPAD）による高圧陰イオン交換（HPAE）イオンクロマトグラフィー（IC）アッセイが用いられています。

例、スルホンアミド、キノロン、オキサゾリジノン

化学合成される抗生物質は、しばしばその合成過程で多くの中間体を生じ、それらが最終的な医薬品に不純物として残留してしまうことがあります。化学合成される抗生物質は、通常 UV 検出の HPLC でアッセイされますが、その医薬品有効成分（API）あるいは不純物が発色団を有していない場合は、サプレッサーを用いた電気電導度検出による IC アッセイが最適な代替検出法です。

例、βーラクタム類（ペニシリン系、セファロスポリン系、ペネム系、カルバペネム系、モノバクタム系）、ある種のテトラサイクリン、糖ペプチド

半合成される抗生物質は、生物学的に産生されるものと比べ一般に不純物が少ないです。不純物には、発酵時の出発原料やその関連化合物、合成時の副生成物、中間体、分解生成物が含まれます。

βーラクタム系抗生物質は、広域スペクトル抗菌物質クラスであり、そのクラスの薬剤すべてが分子構造に βーラクタム環を有しています。これらの抗生物質は、細菌の細胞壁合成を阻害することで抗菌能を発現します。その過剰使用により、いくつかの細菌種は βーラクタム類に対し耐性を獲得し、より高い病原性を示します。

クラブラン酸エステル（クラブラン酸）やスルバクタムなどの βーラクタマーゼ阻害剤は、多くの場合 βーラクタム系抗生物質と同時に処方され、細菌の耐性に拮抗することで抗生物質の効果を上昇させます。それゆえ、抗生物質だけでなく阻害剤の不純物も管理、モニタリングする必要があります。

抗生物質はバイオ医薬品の生産に頻繁に使われています。抗体などのバイオ医薬品タンパク質を発現する哺乳動物細胞株は、数週間にわたり維持する必要があります。それらの細胞はさまざまなビタミン、成長因子、抗生物質などを添加した培地で生育され、汚染と成長不順を予防します。患者の安全を守るために生成物中の残存抗生物質の検査が必要です。