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제약 분야 상대 이온(counter ion) 분석
상대 이온 분석의 필요성
상대 이온은 시중의 50%가 넘는 약품에서 사용되고 있으며 이에 대한 분석은 약품 개발, QC 및 로트(lot) 출하 프로세스의 필수적인 부분을 차지하고 환자 안전과 약품 효능을 보장해 줍니다.
염 형성은 용해도, 약품 안정성 및 용해율과 같은 물리화학적 특성을 선택적으로 표적화하여 생체이용률을 높여주기 때문에 제약 및 바이오제약 개발 과정에서 매우 중요합니다. 다양한 종류의 무기 및 유기 이온이 원료 의약품(active pharmaceutical ingredient, API)에 대한 상대 이온으로 사용될 수 있으며, 이는 API가 양자화되거나 탈양자화되거나에 따라 음이온 상대 이온 혹은 양이온 상대 이온이 필요합니다. 이러한 다양한 상대 이온 검출을 위해 다음과 같은 2가지 분석 기법이 주로 사용됩니다.
- 전도도 검출을 결합한 이온 크로마토그래피(IC)
- 하전 에어로졸 검출(CAD) 및/또는 UV 검출과 결합한 초고성능 액체 크로마토그래피(UHPLC)
IC와 UHPLC 모두 약품의 염류 또는 상대 이온 검출 기능이 있지만 필요한 기법의 선택은 분석의 유형, 요구되는 정보 및 시료 처리량에 따라 달라집니다.
이온 크로마토그래피
IC를 사용한 양이온과 음이온의 측정에는 일반적으로 이동상에 의한 간섭을 줄이기 위해 서프레스 전도도를 사용하며, 분석물질의 반응 향상, 고속 분리 및 정량적 정보, 시스템 시동 및 평형 조정 시간 단축 기능 등은 표준 보어 컬럼에서 캐필러리(capillary) 크기로 축소하여 얻을 수 있으며 이 모두 시약을 사용할 필요가 없습니다.
무기 상대 이온 분석에서는 감도와 선택성 때문에 일반적으로 이온 크로마토그래피가 사용됩니다. 다음은 2형 당뇨병 판정을 위해 흔히 사용되는 약품에서의 클로라이드(chloride) 상대음이온(counteranion) 측정의 예와 콜레스테롤 수치 조절에 사용되는 약물에 포함된 3가지 상대양이온(countercation) 측정의 예를 보여줍니다.
Inorganic counteranion determination
Inorganic countercation determination
유기 상대이온 분석과 관련하여 IC는 높은 선택성으로 최고의 감도를 제공합니다. 많은 유기산에서 UV 감도가 낮거나 또는 반대로 높은 UV 흡수율로 너무 많은 간섭이 발생하여 분석이 어려울 수 있습니다.
이 예에서는 고혈압과 협심증 치료에 사용되는 암로디핀베실산염(amlodipine besylate)의 일부를 형성하는 유기 상대 이온인 벤젠술폰산염(benzenesulfonate)의 빠른 분리를 보여줍니다.
IC는 많은 USP 모노그래프의 기초를 형성하며 또한 시간이 많이 걸리는 적정 기반 어세이(assay)에 주로 기초하는 수많은 모노그래프의 현대화 작업에 기여하고 있습니다. 이에 대한 예로서 USP 리튬 하이드록사이드 모노그래프의 현대화를 들 수 있으며, 여기서 IC가 요구 한계를 쉽게 초과할 뿐만 아니라 동일한 어세이(assay)에서 칼슘을 측정하는 기능도 제공하는 것으로 나타났습니다(삽입된 그림은 칼슘 피크를 강조 표시하기 위해 확대됨).
초고성능 액체 크로마토그래피
UHPLC는 높은 유연성, 다양한 용리액 및 컬럼 선택 옵션과 검출 옵션을 통해 범용의 분리 기능을 제공할 수 있습니다. UHPLC는 기존에는 상대이온 검출에 사용되지는 않았지만 IC와 비교하여 더 강력한 분리 방법인 전하 에어로졸 검출 기능을 결합하고 더 짧은 시간에 더 많은 정보를 제공할 수 있기 때문에 상대이온 검출 용도로 점차 많이 사용되고 있습니다.
IC는 음이온 또는 양이온을 각각 측정해야 하는 고처리량 환경에서 그리고 처리량이 많은 분석을 위한 기기 구매 비용을 정당화할 수 있는 경우에 매우 적합합니다.
점점 더 복잡한 약품이 시장에 출시되는 환경에서 UHPLC는 실험실의 많은 다양한 유형의 분석을 비롯하여 동일한 분석에서 양이온 및 음이온 화학종 모두에 대한 분석 능력을 제공합니다.
이에 대한 예로서 그림과 같이 CAD 검출을 통한 공통 무기 상대이온의 친수성 상호작용 액체 크로마토그래피(HILIC, Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography) 분리를 들 수 있습니다.
일반적인 무기 및 유기 상대이온과 관련된 문제 중 하나는 발색단이 없기 때문에 UV 검출 사용에서 제외됩니다. CAD는 측정 원리가 농도에 비례하는 상대 농도로 모든 화학종을 대전하기 때문에 발색단이 필요하지 않습니다. 이는 약물 제제에 포함된 모든 비휘발성 또는 반휘발성(semi-volatile) 성분을 검출할 수 있는 능력 때문에 CAD가 종종 범용 검출기로 사용되는 이유입니다.
상대 이온 분석에 높은 신뢰도 제공
질량분석기(MS)에 UHPLC뿐만 아니라 IC를 결합하면 상대 이온 분석에 절대적인 신뢰성을 얻을 수 있습니다. MS 검출을 활용할 수 있는 경우 성분 식별에 추가적인 신뢰성을 제공하며 검출 한계를 더 낮출 수도 있습니다.
단일 사중극자와 삼중 사중극자 기기에서 고분해능 질량분석기에 이르기까지 각 실험실의 요건에 따라 다양한 선택 옵션이 있습니다.
상대 이온 분석 지원 도구
이온 크로마토그래피를 통한 비용 절감
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수행하려는 작업이 이미 완료된 것인지 확인
모든 유형의 분석에 대해 사전 구성된 수천 가지의 분석법(Method)를 제공하는 AppsLab에서 원클릭 워크플로우를 다운로드하여 시료 실행, 처리 및 보고가 가능합니다.
실험실에 들어가기도 전에 크로마토그래피 최적화
이 가상 컬럼 시뮬레이션 도구를 사용하면 실험실에 발을 들여놓기도 전에 분석물에 대한 최적의 분리 조건을 찾을 수 있습니다.
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