LC-MS characterization of valsartan degradation products and comparison with LC-PDA

abstract Valsartan was submitted to forced degradation under acid hydrolysis condition as prescribed by the ICH. Degraded sample aliquots were separated via HPLC using a Hypersil ODS (C18) column (250 x 4.6 mm i.d., 5 µm). Either photodiode array (PDA) detection or mass spectrometry (MS) full scan monitoring of HPLC runs were used. HPLC-PDA failed to indicate Valsartan degradation under forced acid degradation, showing an insignificant peak area variation and that Valsartan apparently remained pure. HPLC-MS using electrospray ionization (ESI) and total ionic current (TIC) monitoring did not reveal any peak variation either, but inspection of the ESI mass spectra showed the appearance of m/z 306 and m/z 352 ions for the same retention time as that of Valsartan (m/z 436). These ions were identified as being protonated molecules of two co-eluting degradation products formed by hydrolysis. These assignments were confirmed by ESI-MS/MS with direct infusion of the degraded samples. The results showed that the use of selective HPLC-MS is essential for monitoring Valsartan degradation. Efficient HPLC separation coupled to selective and structural diagnostic MS monitoring seems therefore mandatory for comprehensive drug degradation studies, particularly for new drugs and formulations, and for method development.

resumo Valsartana (VAL) foi submetida à degradação forçada em meio ácido conforme procedimento descrito no ICH. Os produtos de degradação (PDs) foram monitorados ao longo do tempo de degradação pela técnica de Cromatografia Líquida (LC) utilizando uma coluna Hypersil ODS (C18) (250 x 4,6 mm d.i., 5 µm). A detecção foi feita com dois detectores: espectrofotométrico (PDA) e espectrometria de massas (MS) por corrente iônica total. Ambas as técnicas falharam na identificação dos PDs obtidos ao longo do monitoramento, mostrando insignificantes variações na área do pico e permanecendo com pureza de pico ao longo de toda a eluição. Somente depois da avaliação por íon extraído (XIC), foi possível observar o aumento do íon m/z 306 e m/z 352 exatamente no mesmo tempo de retenção do íon molecular (m/z 436). Estes resultados mostram um caso simples e didático em que somente o uso de um método seletivo de LC-MS pode ser utilizado para monitorar produtos de degradação. Neste trabalho, é apresentado um caso real em que a separação por LC deve ser acoplada a métodos seletivos obtidos por MS, especialmente no estudo de PDs para novos fármacos, formulações e no desenvolvimento de métodos.

Caracterização no estado sólido e compatibilidade farmacêutica de cloridrato de ziprasidona / Solid-state characterization and pharmaceutical compatibility of ziprasidone hydrochloride

O cloridrato de ziprasidona foi físico-quimicamente caracterizado pelas técnicas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Difração de Raios X de Pó (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O estudo de compatibilidade foi realizado com 5 excipientes farmacêuticos diferentes (amido pré-gelatinizado, estearato de magnésio, celulose microcristalina, manitol e polivinilpirrolidona ­ PVP) . Amostras de misturas binárias fármaco: excipiente 1:1 m/m foram estocadas por 3 meses em câmara de estabilidade (75% ± 5% de umidade relativa e 40 ºC ± 1 ºC), e então analisadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para avaliar o efeito de cada excipiente na estabilidade química e, consequentemente, no teor do fármaco, em cada amostra . Os resultados de DRX e FT-IR identificaram a forma polimórfica F, correspondente ao cloridrato de ziprasidona monohidrato. A análise térmica demonstrou que o fármaco apresentou uma perda de massa de 4%, até 100ºC, correspondente à saída de uma molécula de água. A próxima perda de massa ocorreu a partir da temperatura de fusão (297ºC), e o fármaco foi totalmente degradado até 600ºC. Os resultados de CLAE demonstraram que o estearato de magnésio foi o único, entre os 5 excipientes testados, que provocou uma redução significativa de teor do fármaco na amostra (teor encontrado = 77% ± 3%). Dessa forma, o fármaco foi compatível com amido pré-gelatinizado, celulose microcristalina, manitol e PVP; e incompatível com estearato de magnésio nas condições estudadas.

Ziprasidone hydrochloride was fully characterized by Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Powder X-ray Diffraction (PXRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The stability study was carried out with 5 different pharmaceutical excipients (pregelatinized starch, magnesium stearate, microcrystalline cellulose, mannitol, polyvinylpyrrolidone ­ PVP). Binary mixtures of the drug-excipient were prepared in a 1:1(w/w) ratio and stored for 3 months in stability chamber (75% ± 5% of relative humidity and temperature of 40 ºC ± 1 ºC), then these samples were analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) to evaluate the effect of each excipient on chemical stability and, consequently, on amount of drug in each sample. Data obtained by FT-IR and PXRD shown the polymorphic form F, corresponding to monohydrate ziprasidone hydrochloride. The thermal analysis demonstrated a mass loss of 4% until 100ºC, corresponding to a water molecule. The following mass loss occurred from melting temperature (297ºC) to 600ºC, with total sample degradation. The HPLC results shown that, between 5 tested excipients, only magnesium stearate caused significant amount reduction of drug in the sample (amount found = 77% ± 3%). Then, the drug was compatible with pregelatinized starch, microcrystalline cellulose, mannitol and PVP; and incompatible with magnesium stearate, in these work conditions.

Compatibility and stability of valsartan in a solid pharmaceutical formulation

Valsartan (VAL) is a highly selective blocker of the angiotensin II receptor that has been widely used in the treatment of hypertension. Active pharmaceutical ingredient compatibility with excipients (crospovidone, hypromellose, magnesium stearate, microcrystalline cellulose and titanium dioxide) is usually evaluated in solid pharmaceutical development. Compatibility and stability can be evaluated by liquid chromatography. Studies were performed using binary mixtures of 1:1 (w/w) VAL/excipient; samples were stored under accelerated stability test conditions (40 ºC at 75% relative humidity). The results indicate that VAL is incompatible with crospovidone and hypromellose, which reduced the VAL content and gave rise to new peaks in the chromatogram due to degradation products.

Valsartana (VAL) é um bloqueador altamente seletivo do receptor da angiotensina II, que tem sido amplamente utilizado para o tratamento da hipertensão. Testes de compatibilidade com excipientes usualmente empregados em formulações sólidas são utilizados no desenvolvimento de formulações sólidas. Neste trabalho, realizaram-se testes utilizando misturas binárias na proporção 1:1 (m/m) de VAL/excipiente e as amostras foram armazenadas em condições de estabilidade acelerada (40 ºC em 75% de umidade relativa). Os resultados obtidos indicam a incompatibilidade de VAL com crospovidona e hipromelose, através da redução do teor de VAL e a presença de novos picos no cromatograma provenientes de produtos de degradação.