USP (米国薬局方) は、2010年に約4,300のモノグラフと220の一般章を最新技術を用いるものに更新を始めました [1] 。この期間、イオンクロマトグラフィー（IC）も、より一般的な分析技術へと成熟しました。現在、規制当局はICを医薬品やバイオ医薬品の分析に受け入れられる分析技術と認めています。
製薬業界における IC 分析の範囲は非常に広範囲です。IC は微量不純物、賦形剤、有効成分 (API)、代謝産物を評価し、医薬溶液や体液中のイオン成分を測定することができます [2–10]。これらの品質管理パラメータは、原材料、製造プロセス中、最終製品で測定できます。IC はプロセス水と廃水の品質管理にも適しており、生産を保全し、排出される廃水が規制を満たしていることを確認することにも用いられます [2,11–17]。
このコラムでは、USP分析法の更新におけるICの導入に焦点を当てています。分離カラムの等価性について議論し、USPの要求事項に従って分析メソッドに代替カラムを導入することで、ラボ分析の柔軟性を高める方法について説明します。
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USP は、安全な医薬品、医薬品原料、栄養補助食品、食品の品質基準を定めています。基本的な前提と定義は、「一般通則および要件」(General Notices and Requirements) の章にまとめられています。「モノグラフ」(Monographs)と「総則」(General Chapters)では、製品の同一性、品質、純度を保証するための試験手順と承認基準または一般的なガイダンスについて説明しています。
「総則」(General Chapters) <621> [18]（および<1065> [19]および<1225> [20]）は、ICを含むクロマトグラフィー法のバリデーションと適格性評価に焦点を当てています。また、システム適合性試験の要件と枠組みも定めています。
システム適合性評価は、分析手順の不可欠な部分です。これらのテストにより、クロマトグラフィー システムの適切なパフォーマンスが確保されます。クロマトグラフィーの手順全体を通じて、システム適合性基準への準拠が必須です。サンプル分析は、システムの適合性が実証されている場合にのみ受け入れられます。
モノグラフおよび総則に記載されている分析対象物を定量するための USP メソッドの全体的なバリデーションおよび適格性評価のプロセスは非常に複雑であり、すでに述べたように厳格なガイドラインに基づいています。
これらのUSPメソッドで規定されている一般的なクロマトグラフィー手順には、クロマトグラフィシステムと条件に関する多くの詳細が含まれます。これらの条件について、システム適合性試験は、クロマトグラフィーメソッドが堅牢であり、対象分析物を定量するために有効であることを示します。このような試験には、以下に説明するように、受け入れ基準に適合し、メソッドの性能基準[18,21]を満たす必要があるサンプルと標準の繰り返し測定が含まれます：
最新のクロマトグラフィ ソフトウェア プログラム (MagIC Net など) を用いると、これらのパラメータの全体的な計算が容易になります。ただし、完全なバリデーション手順は厳格であり、かつ手間がかかり、非常に複雑です。
方法論的パラメーターを考慮すると、カラムが分析手法の重要な部分であることは明らかです。これは、寸法とカラムパッキング（またはUSPデータベースによるLグループ分類）によって規定されています。
表1に、IC分析に関連するいくつかのLグループとその説明、およびそれに相当するメトロームのカラムの例を示します。これらはUSPカラムデータベース[22]にあり、USP の「試薬」(Reagents) の章[23]にも明記されています
| パッキング | 説明 | 適合するメトロームカラム | USP モノグラフ |
|---|---|---|---|
| L46 | ポリスチレン／ジビニルベンゼン基材を第4級アミン官能基化ラテックスビーズ（直径9～11μm）で凝集. | Metrosep A Supp 1 - 250/4.6 | ボリコナゾール、フッ化ナトリウムおよび酸性リン酸局所用液、フッ化ナトリウム経口液、<345> クエン酸/クエン酸塩およびリン酸の分析 |
| L76 | シリカベースの弱陽イオン交換材料、直径5μm. 基質は表面重合ポリブタジエン-マレイン酸で、カルボン酸官能基を提供する. 容量は29 µEq/カラム以上. | 酢酸カルシウムカプセル、クエン酸カリウムおよびクエン酸経口液、炭酸水素カリウム経口液用発泡錠、炭酸水素カリウムおよび炭酸水素ナトリウムおよびクエン酸経口液用発泡錠、炭酸水素カリウムおよび塩化カリウム経口液用発泡錠（カリウム） | |
| L91 | 単分散多孔性ポリスチレン／ジビニルベンゼンビーズ（直径3～10µm）と第4級アミンの結合からなる強力な陰イオン交換樹脂. | 酸化亜鉛、中性酸化亜鉛、酸化亜鉛粉末、硫酸亜鉛点眼液、<591> 亜鉛、フッ化ナトリウム、フッ化ナトリウムゲル、フッ化ナトリウム経口液、炭酸水素カリウムおよび塩化カリウム発泡錠（経口液用）、フッ化ナトリウム錠剤、フッ化スズ、モノフルオロリン酸ナトリウム、フッ化スズゲル、リン酸カリウム配合注射液、塩化ナトリウム溶液錠、リン酸ナトリウム配合注射液 | |
| L97 | エチルビニルベンゼンを55％ジビニルベンゼンで架橋した、孔径2000Åの5.5µm多孔質粒子の高架橋コアからなる弱カチオン交換樹脂. 基材はカルボン酸官能基で表面グラフトされている. 容量は2400μEq/カラム以上（4mm x 25cm）. | Metrosep C Supp 2 - 250/4.0 | 炭酸水素ナトリウム配合注射液、リン酸ナトリウム配合注射液 |
| L105 | 高度に架橋された 9 µm の超マクロポーラス (2000 Å) 粒子で構成され、非常に低い架橋ラテックス (0.2%) で機能化されてアルキル第四級アンモニウムイオン部位を提供する強陰イオン交換樹脂. | Metrosep A Supp 4 - 250/4.0 | 亜硝酸ナトリウム |
最初に、カラムを特定のL-カテゴリーに割り当てる必要があります。各L-グループまたはカテゴリーに対応する材料には、一定の特性とカラムの物理化学的性質があります（例：表1を参照）。これらは問題の分離カラムの特性およびカラム化学的性質と一致する必要があります。L-グループのカテゴリーには、1つのプロバイダーの異なるカラムや異なるメーカーのカラムが含まれることがあります。
USPが個々のカラムをLグループに割り当てる場合、モノグラフに記載されている条件は、前述のように適格性評価を行うことができます（例：USP <591> [24]、AN-U-076に従った酸化亜鉛の測定）。Lグループは、特定のカラムではなく、各ICメソッドに対して指定されます。これにより、メソッド適格性評価のために同じLグループのカラムを選択する際に、ユーザーの好みに応じてある程度の柔軟性が得られます（表1）。
カラムの同等性により、研究室や製造業者は、検証済みのクロマトグラフィー法に対してカラムを適格と判断できるようになりました。図 1 に一般的な手順を示します。
完全なバリデーションを必要とせず、カラムの同等性評価を実施するには、2つの選択肢があります：
USP 総則 <621>[18]では、カラムの適格性を評価するための検証済みメソッドの適合性および許容基準とともに、この手順の要件を規定しています。
メトロームは、完全なUSPメソッドバリデーションの実施に関与しています。その一例が、アプリケーションノートAN-S-398「リン酸ナトリウムおよびリン酸カリウム配合注射剤中のリン酸塩」に記載されています。ここでは、リン酸塩の定量にMetrosep A Supp 17 - 150/4.0が用いられます。
メトロームのカラム（表1）のいくつかは、カラム同等性プロセスの中でUSPメソッドに適合しました。他の例としては、亜硝酸ナトリウム（AN-S-400）中の亜硝酸塩のアッセイ用のMetrosep A Supp 4 - 250/4.0カラムや、以下に詳細を示すボリコナゾールの定量用のMetrosep A Supp 1カラムのバリデーションがあります。
Metrosep A Supp カラムは、ボリコナゾール関連化合物 F の分析において USP の認定を受けています。ボリコナゾールは重篤な真菌感染症の治療に使用される薬剤です [25]。表 2 に、USP のすべての要件とメソッドパラメータ、およびカラム同等性試験で達成された性能特性を示します。
この検討には、ボリコナゾール関連化合物 F RS 溶液を使用して、940 Professional IC Vario システムで実施されました。システム適合性評価には、さまざまな濃度 (2.5～5 µg/mL) と組成を使用しました (表 3)。さらに、サンプルのボリコナゾール溶液も試験しました (バッチ番号: VZFP22009、表 4)。
| USP によるボリコナゾール関連化合物 F - 概要表 | ||
|---|---|---|
| パラメーター | USP モノグラフ | メトローム |
| 溶出液（移動相） | 470 g/L 水酸化ナトリウム水溶液 移動相：メタノール、水、水酸化ナトリウム水溶液（500：1500：0.175） |
USPモノグラフと同じ |
| 塩化物原液 | 86 μg/mL 塩化ナトリウム水溶液 | USPモノグラフと同じ |
| 標準原液 | 250 μg/mL USP ボリコナゾール関連化合物 F RS体 : 最終容量の 50% をメタノールで溶解し、移動相で容量まで希釈しました。 |
USPモノグラフと同じ |
| 標準溶液 | 5.0 μg/mL USP ボリコナゾール 関連化合物 F RS 体溶液： 標準原液をメタノールと移動相の混合溶媒（50:50）に溶解しました。 |
USPモノグラフと同じ |
| システム適合性溶液 A | 標準原液から USPボリコナゾール 関連化合物 F RS 5 μg/mL と塩化ナトリウム 1.7 μg/mL をメタノールと移動相の混合溶媒（50:50）に溶解しました。 | USPモノグラフと同じ |
| システム適合性溶液 B | 移動相中の標準溶液から USP ボリコナゾール関連化合物 F RS を 2.5 μg/mL に調製しました。 | USPモノグラフと同じ |
| サンプル溶液 | 5 mg/mL ボリコナゾール： メタノールで最終容量の50％に溶解し、移動相で容量に希釈しました。 |
USPモノグラフと同じ |
| 検出方法 | サプレッサー付き電気伝導度検出器 | USPモノグラフと同じ： サプレッサー付き電気伝導度検出器(MSM_ChS) |
| カラム | 4 mm × 5 cm ガードカラム、 4 mm × 25 cm 分析カラム； いずれも L46 パッキング | Metrosep A Supp 1 Guard/4.6 (P/N: 6.1005.340) Metrosep A Supp 1 - 250/4.6 (P/N: 6.1005.300) |
| 流量 | 1.0 mL/min | USPモノグラフと同じ |
| 注入量 | 20 µL | USPモノグラフと同じ |
| 分析時間 | not mentioned | 60 分 |
| カラム温度 | 40 °C | USPモノグラフと同じ |
Metrosep A Supp 1 - 250/4.6 カラムを使用した メトローム IC システムは、ボリコナゾール関連化合物 F RS体 の分析に関する USP 適合基準を満たしました (表 3)。
| システム適合性 (n=6) | USP モノグラフ | メトローム |
|---|---|---|
| テーリング係数（シンメトリー係数 AS) (システム適合性溶液 B) |
NMT 2.0 for VRC-F peak | 1.219 (適合) |
| 相対標準偏差 (システム適合性溶液 B) |
NMT 10.0% for VRC-F ion | 2.347% (適合) |
| VRC-Fイオンと塩化物イオンの分離度 (システム適合性溶液 A) |
NLT 3.5 | 11.41 (適合) |
この検討が、ボリコナゾールサンプル分析のUSPの適合基準（表4）を満たしたことを示します。また、ボリコナゾール関連化合物Fのクロマトグラム例を図2に示します。
| ボリコナゾール (バッチ No: VZFP22009) | USP モノグラフ | メトローム |
|---|---|---|
| Mサンプルの結果（平均）： 3つのサンプル調製液（ボリコナゾールサンプル溶液） |
NMT 0.1% | 0.04% (適合) |
専用のラボ用イオンクロマトグラフィシステムは、米国薬局方（USP）で承認されたものとは異なる場合があります。これは主に使用されるクロマトグラフィカラムによるもので、USPモノグラフの近代化イニシアチブにより、研究者は使用するカラムを選択できるようになりました。これは医薬品業界にとって大きな利点です。
カラム等価性試験により、高品質な医薬品分析を行うために代替の分析カラムを使用できるようになり、従来の方法の再検証に数週間を費やす必要がなくなり、時間と労力が大幅に節約されます。最終的には、検証済みの方法と同様に、分析結果の精度と信頼性が確保されます。
メトロームでは、USPで検証されたアプリケーションや、カラム等価性試験により承認された代替カラムがあります。
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