学术报告

主要作者与发表信息

本文由Cong Bi、Yueer Shi、Wei Ding、James Chadwick、Yan Zha、Su Pan、Paul Foy、Nicola Hulme和Brent Kleintop等研究人员完成，隶属于Bristol Myers Squibb公司。文章发表在Organic Process Research & Development期刊上，发表时间为2024年，文章DOI为https://doi.org/10.1021/acs.oprd.4c00361。

研究背景

本文主要讨论了液相色谱-质谱（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）技术在药物deucravacitinib同位素纯度分析中的应用。氘代药物（deuterated drugs）是近年来制药工业中的一个研究热点，其利用氘（deuterium）代替氢（hydrogen）在分子中的选择性嵌入特性，在保持药效的同时改善代谢性能，使药物具有更高的生物利用度和更长的半衰期。目前，已有两种氘代药物获得FDA批准，即2017年的deutetrabenazine和2022年的deucravacitinib，许多其他氘代药物也正在研发中。

尽管氘代药物在药理学上具有显著优势，但对其同位素杂质的控制却充满挑战，这与其可能带来的毒性或药效问题密切相关。然而，现有的分析方法大多依靠昂贵的高分辨质谱仪（High Resolution Mass Spectrometry，HRMS），这对质量控制（Quality Control，QC）实验室的广泛应用具有较高门槛。因此，本研究开发并验证了一种基于名义质量仪器（Nominal Mass Instrumentation）的LC-MS方法，用于氘代药物及其原料的同位素杂质纯度测试，为药物开发和商业化提供了更经济的解决方案。

研究目的

本研究旨在： 1. 开发一种鲁棒性高且适合QC实验室使用的LC-MS方法，以分析氘代药物deucravacitinib中的同位素杂质。 2. 验证该方法是否能被成功应用于deucravacitinib原料——d3-甲胺盐酸盐（d3-methylamine hydrochloride）的纯度检测。

通过这一研究，作者希望为氘代药物的QC方法开发提供一套可实现的标准化操作流程。

研究方法及流程

方法概述

本文开发了一种基于LC-MS的分析方法，使用了Waters QDa、Waters TQD以及Agilent TQ等名义质量质谱仪，并针对每种仪器优化了LC与MS参数。研究工作流程可划分为以下几个阶段：

1. 色谱和质谱参数的优化

• 在色谱优化阶段，作者采用了Waters BEH C18柱，流动相为水-乙腈-甲酸混合物。通过模化软件DryLab调整了柱温、梯度和流速，以确保分离过程中API的相关杂质不会干扰目标同位素的检测。
• 在质谱部分，研究团队重点优化了电喷雾离子化（Electrospray Ionization，ESI）条件，抑制二次离子（诸如电荷翻倍离子和质子结合二聚体的干扰），并证明离子源碰撞解离效应的影响可被有效减少。

2. 质谱分辨率与灵敏度控制

• 研究表明，不同同位素的质量分辨率至关重要。如未达到精确分辨，同位素信号可能产生交叠，结果会显著偏差。通过控制Full Width Half Maximum（FWHM）值，确保不同仪器在0.6 Da – 0.8 Da范围内实现可靠分辨。
• 方法的灵敏度通过计算检测限（DL）和定量限（QL）来验证，DL达到了0.01%，QL达到了0.02%。

3. 线性范围与校正方法

• 校正方法基于质谱通道的信号强度结合自然同位素贡献修正。验证表明，所开发的方法在0.1%至100%的同位素比范围内线性关系良好（R² = 1.00）。
• 对数值修正，研究采用了自然同位素校正公式，确保在整体定量处理过程中，即便在复杂样品基质中仍保持高度准确性。

4. 样品验证与方法应用

• 对于原料d3-甲胺盐酸盐的检测，研究采用了衍生化程序（通过与药物前体物质反应）来简化复杂化学品的处理流程。
• 测试溶液通过高倍稀释后直接进样，优化后的LC条件能成功分辨出衍生化后API与附加杂质。对不同批次和等级的原料化学品实验结果表明，方法的鲁棒性表现出色。

研究主要结果

1. 色谱和质谱参数优化结果：通过设定合适的柱温（30-40°C）、流速（0.4-0.6 mL/min）及梯度％B参数，目标同位素能够成功从潜在干扰杂质中分离。质谱部分确保FWHM小于0.8 Da，同时通过优化离子化参数消除干扰离子种类并显著提高灵敏度。

2. 线性和回收率优异：d0的线性范围达到了0.10%-0.96%，回收率保持在110%-117%，展示了方法对低丰度同位素杂质的卓越准确性。d2的线性范围至1.45%，回收率在95%-106%。

3. 高鲁棒性：在跨实验室和不同类型LC-MS系统上的一致性分析实验中，获得了±15%的绝对偏差范围，明显符合±30%的目标标准。

4. 应用于原料测试：研究通过对d3-甲胺的衍生化使复杂原料检测成为可能，所得API结果能够准确反映原料的多重同位素分布，并有效解决原料极性导致的解决问题。

研究结论与意义

本研究开发并验证了一种基于名义质量质谱仪的LC-MS方法，能够对氘代药物中同位素杂质的纯度进行稳定、经济性高的检测。与传统HRMS相比，这种方法在灵敏度、准确性以及鲁棒性方面的表现接近或同等，同时具备更高的操作友好性，尤其适用于GMP合规环境中的QC实验室。其推广使用有助于减少研发成本，加速氘代药物的批准与上市。

此外，研究创新性地将API的检测方法扩展至原料测试，为新型氘代药物的生产提供了完整的质量控制链条。

研究亮点

1. 创新性：

   • 通过名义质量监测系统实现了高精度的同位素检验。
   • 提出了衍生化方法处理复杂试剂，形成了一套适应于全工艺链的统一检测方案。

2. 适用性：可直接应用于药物生产的商业化过程中，涵盖了原料和最终药品两个关键环节。

3. 方法学意义：方法设计将开发、技术转移与商业化测试整合为一体，解决了学术与产业界长期关注的质谱方法转移难题。

总结

本文的开发方法不仅意义重大，且为今后氘代药物研究提供了有力的参考基础。研究数据详实、流程清晰，其成果展示了名义质量仪器在药物质量控制中的潜在优势。