18.01.2018

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Analytical Quality by Design statt Versuch und Irrtum in der UHPLC-Methodenentwicklung - Wege zur Ermittlung der bewährten Faktorbereiche (PAR) einer UHPLC-Methode

Dr. Hans-Werner Bilke Kontakt, LC-Pharm-HPLC-Expert Service



Das Quality by Design (QbD)-Konzept der U.S. Food & Drug Administration (FDA) fordert die wissenschaftliche Ausarbeitung des Design Space (gem. ICH Q8). für UHPLC-Methoden. Die Kenntnis der bewährten Faktorbereiche, kurz PAR (Proven Acceptable Range), einer eingereichten UHPLC-Methode steht somit an vorderster Stelle in den Zulassungsanforderungen der Behörden. Nachfolgend werden zwei Wege zur Ermittlung der PAR einer UHPLC-Methode vorgestellt.

Mit kommerziell erhältlicher Software zur Computer unterstützten HPLC-Methodenentwicklung (CMD) wird dazu der optimale Arbeitspunkt der UHPLC-Trennung benutzt. Alleinig zielführend ist es jedoch, den globalen Arbeitspunkt der UHPLC-Trennung mittels einer Multi-Einflussgrößen- / Multi-Zielgrößen-Modellierung zur Ableitung der PAR zu finden.

Einführung

Die Qualität eines flüssigchromatographischen Trennprozesses hängt von einer Vielzahl von Einflussgrößen (Faktoren) und Zielgrößen ab. Solche Faktoren sind zu suchen in der Gradientenzeit (tG), der Temperatur (T), der ternäre Eluentzusammensetzung (tC) des organischen Eluenten B, der Startkonzentration (%Bs) und Endkonzentration (%Be) des organischen Eluenten B, dem pH des wässrigen Eluenten A (pH) sowie der Flussrate. Wichtige Zielgrößen sind die Auflösung Rs (Trennung benachbarter Peaks im Chromatogramm) sowie die Retentionszeit des letzten Peaks im Chromatogramm tRmax zur Minimierung der Analysenzeit.

Mit kommerziell erhältlicher Software zur Computer unterstützten UHPLC-Methodenentwicklung (CMD) wie DryLab kann kein "globales Optimum" sondern nur ein "lokales Optimum" im Design Space einer UHPLC-Trennung ermittelt werden. Aber nur die Findung des globalen Arbeitspunktes der UHPLC-Trennung mit DoE-Software wie MODDE erlaubt die in allen möglichen Raumrichtungen des multidimensionalen Raumes größte Distanz zu den Spezifikationsgrenzen zu ermitteln, d.h. die maximale Variation der Faktoren zu erhalten, ohne die Design Space-Grenzen zu überschreiten.

Das hierfür benutzte QbD-Konzept für die Sicherung der Qualität von UHPLC-Trennungen verbindet die sehr effektiven Arbeitsweisen von Computer unterstützter UHPLC-Trennoptimierung (CMD) und statistischer Versuchsplanung (DoE).

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