开题报告内容:
【选题目的及意义】
基因毒性杂质(GTIs )可能引起基因突变、染色体断裂或染色体重排,且有导致人类癌症发生的潜力。即便在最终的药物活性成分(API)中仅有较低含量的GTIs,也有可能引起显著的毒理学效应[1–2]。在生产工艺中,完全地限用这些化合物或者防止DNA-活化杂质的生成常常难以保证,但如果不能正确处理这一情况,将会导致临床隐患和药物审批上市的困难[1–2]。随着近年来USFDA和EMEA对此类杂质的监测日渐重视,对药物分析工作者而言,采用合适易操作的方法对此类杂质进行检测是面临的必要挑战。
尽管尚无数据证明酰氯化合物具有基因毒性和致癌性,但是这类化合物含有结构警示基团,是潜在基因毒性杂质[3]。且目前已报道的此类杂质在痕量水平的检测的文献尚且较少,方法存在优化空间。本课题主要研究以乙酰氯为代表的小分子酰氯,一方面是因为酰氯类基因毒性潜在杂质的研究具有前瞻性,且检测方法和手段仍有创新空间;另一方面,以结构简单的乙酰氯为切入点进研究,既可简化实验,又为将方法推广至其他酰氯类杂质的检测打下基础。但是,由于酰氯类杂质本身的反应特性、及检测对灵敏度和特异性等的特殊要求,用常规的LC或GC多难以达到检测要求。本次课题,拟运用实验室已有的仪器,创新检测方法,设计并验证一个较为简便的且有可操作性的方法用以检测药物中的酰氯类杂质。
【国内外研究现状(文献综述)】
GTIs不仅可从生产工艺中引入,也可能在配制和储备过程中降解生成[4],其仅在生产工艺中加以控制往往达不到目的,故还需合适的方法加以检测。Mueller et al.将杂质依据他们各自的基因毒性潜能分为五类[2]:一类杂质(具明确的基因毒性和致癌性);二类杂质(具基因毒性但并不明确致癌潜力);三类杂质,又名潜在基因毒性杂质(具结构性警示,有尚不可知的基因毒性潜能);四类杂质(与API共享警示性结构,且可以通过API基因毒性的缺乏来判定是否合格);五类杂质(没有警示性结构,因此可被作为普通杂质以ICH Q3指导方针加以控制)。酰氯类杂质具有结构警示基团,是潜在基因毒性杂质。
在痕量水平(即低ppm)上,对GTIs的分析检测还有很多困难[5]。首先,他们有多种结构类型,因而需要对不同的分析方法加以选择和使用。第二,很多分析物在自然条件下是不稳定或化学性质活泼的,因此需要特殊的处理技术。第三,额外高水平的APIS会干扰分析。一些低水平的杂质(已知或未知)可能也会干扰。
酰氯是公认的能够与水快速反应,生成各自对应的水解产物的物质[6]。直接分析是物质检测中应首先利用的方法,故最初对于酰氯类物质的检测,主要从避免有水的存在的角度加以考虑,但实际上,一方面药物中可能本身含有水分,另一方面酰氯与水的反应,即使在痕量水平仍会发生。这些因素对酰氯类物质的直接分析造成了很大的困难。Mingkun Fu等[7]采用方法对2,5-二氯苯甲酰氯进行定量检测中发现,在工作环境下,在目标ppm水平的DCBC会与痕量水平的水快速反应,生成对应的水解产物DCBA。更麻烦的是,MLN9708原料药中本身就含有痕量的水。理论而言,采用GC法直接测定酰氯会出现与色谱柱固定相反应,导致固定相降解,基线波动大,重现性差,如Liya Tang等在戊氯酰氯中杂质的检测实验中观察到,5-CVC的直接进样导致较严重的基线漂移,推测是由于5-CVC和固定相或固定相降解物发生反应所致。虽然随后的注射使基线得以改善,但5-CVC和杂质在重复注射中出现不一致的峰面积。开始三次没有测到,后三次却测到了,这一趋势表明在最初的注射中,这些低水平酰氯在注射器内或柱上发生相互作用/降解[8];采用HPLC法直接测定酰氯同样会出现与色谱柱硅醇基反应,或者与流动相中的水和甲醇反应,影响测定结果的准确性[3]。且目前也没有已报道的酰氯类杂质的直接检测方法。综上,在酰氯类杂质的检测中,运用HPLC或GC对酰氯类杂质直接进行分析是不现实的,宜选用合适的间接分析方法,使用衍生化以生成低反应活性的分析物是理想的,故通常用衍生化法对酰氯进行测定。
酰氯是衍生化合适的底物,衍生化试剂的选择是基于其特殊的官能团。根据衍生化试剂的不同,酰氯衍生化法分为水解法、酯化法和氨解法。水解法的优势是反应容易且快速;Nanduri V.V.S.S. Raman[9]等对苯甲酰氯进行检测中发现,苯甲酰氯是不稳定的,且在含水稀释剂中迅速水解成相应的苯甲酸[10],苯甲酸能够被HPLC和LC-MS检测出来。但只有当苯甲酰氯完全水解成对应的苯甲酸时,这才是可以运用的,因为未水解的苯甲酰氯会降低灵敏度。同时,由于水解法生成的衍生化产物往往与药物合成的起始原料或者药物在储存过程中的降解产物结构相同,测定值会高于实际值。酰氯的衍生中,酯化法更为常用,通常采用与小分子醇(如甲醇)反应,生成对应的酯。如Nanduri V.V.S.S. Raman[9]等的实验中,苯甲酰氯(TFC)用甲醇处理生成甲基-2,3,4,5-四氟苯(TFB)和盐酸;Liya Tang[8]等的实验中,5-CVC与相关杂质和甲醇的反应。衍生化主要着眼于灵敏度的提高、发色基的生成、物质的稳定性[11]。综上,在酰氯的检测中,水解法虽然简单易行,但水解的完全性对实验结果影响很大;而与小分子醇(多为甲醇)发生酯化衍生化反应是较为常用的;同时,其他的衍生物试剂在所参考文献中未有提到,故在本课题中,其他的衍生化试剂的选择也是一个创新点。
而对于酰氯类杂质的衍生物的测定方法,文献报道有多种方法。由于他们固有的高灵敏度和精密度,GC-FID/MS和HPLC-UV/MS是在痕量水平检测GTIs使用最广泛的技术[12-13]。在理想的情况下,药物分析中常规的分析仪器如HPLC-UV或GC-FID,在低ppm水平下,依靠分析物和样品基质的特性,不足以准确测定分析物。即使在某些情况下技术上是可以实现的,但在现今快节奏的医药研发环境,开发这样一个方法所需付出的努力可能会超过它可带来的利益[14]。从这些文献中可得出, GC-FID/MS和HPLC-UV/MS 的方法是已经验证的, Nanduri V.V.S.S. Raman[9]等在采用联用技术对2,3,4,5-四氟苯甲酰氯进行检测的实验中,运用GC-MS法测定,其方法是有利有价值的。超高液相结合高分辨定量质谱方法发展和判定MLN9708中基因毒性2,5-二氯苯甲酰氯的验证实验,其方法经验证可用的[7], GC-FID检测5-CVC中的杂质,方法也是经验证可利用的[9]。
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