Estudo da degradação de reagentes liofilizados para radiodiagnóstico por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e espectrometria de massas (MS)

• Main Author: Érika Vieira de Almeida
• Other Authors: Margareth Mie Nakamura Matsuda
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2015
• Subjects: cromatografia líquida; degradação; DMSA; ECD e controle de qualidade; espectrometria de massas; radiofarmácos; degradation; ECD and quality control; liquid chromatography; mass spectrometry; radiopharmaceuticals
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85131/tde-16092015-151338/

A utilização de radiofármacos no diagnóstico de doenças do organismo humano tem aumentado de forma significativa nas últimas décadas. O crescente desenvolvimento de novos reagentes liofilizados (RL) para a preparação de radiofármacos, embora proporcionem uma maior variedade para o mercado de radiofármacos, deixa evidente uma das lacunas na pesquisa radiofarmacêutica: a identificação de produtos de degradação. No presente trabalho, foram identificados os principais produtos de degradação dos RL de ácido 2,3-Dimercaptosuccínico (DMSA) e Etilenodicisteína Dietil Éster (ECD) utilizando as técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência com Detecção por Arranjo de Diodos (HPLC-DAD) e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas de múltiplos estágios (LC-MSn). Realizou-se o estudo de degradação forçada do RL de DMSA e do RL de ECD nas condições de estresse hidrolítico, fotolítico, oxidativo e termodegradação. As análises foram realizadas em equipamento HPLC-DAD Shimadzu e espectrômetro de massas Bruker Daltonics. Todas as análises foram desenvolvidas utilizando coluna cromatográfica Shim-Pack VP-ODS (150 mm x 4,6 mm; 5 μm). O DMSA apresentou tempo de retenção de 5,58 minutos e m/z 204,8. A hidrólise ácida do DMSA não apresentou produtos de degradação. O perfil de degradação do DMSA após hidrólise alcalina apresentou três picos cromatográficos com características mais apolares que o DMSA. No espectro de fragmentação do íon de m/z 204,8 (MS2) pode-se observar a presença do fragmento de m/z 172,9, correspondente ao aduto sodiado de ácido mercaptosuccínico (MSA); e o fragmento de m/z 139,0 (MS3), correspondente ao aduto sodiado do ácido fumárico. O íon estanho (Sn) apresentou-se coordenado ao DMSA em todos os produtos de degradação após hidrólise alcalina do RL de DMSA. As amostras submetidas à hidrólise neutra não apresentaram degradação. Nos estudos de fotólise do DMSA, o íon de m/z 267,1 pode ser identificado como o ácido diacetil dimercaptosuccínico (BATSA). O íon de m/z 127,1 foi associado ao ácido hidroximetil fosfônico e observado nos estudos de oxidação. A termodegradação do DMSA e do RL de DMSA, não apresentou uma relação de decaimento da concentração do DMSA em função do tempo. Quanto ao RL de ECD, foi observado o ECD protonado em 5,55 minutos (m/z 325,6). As análises por LC-MSn do ECD sob hidrólise alcalina mostraram que o pico com tempo de retenção de 1,71 minutos foi identificado como o íon protonado do EC ([M+H]+) em m/z 269,2. Os picos com tempo de retenção de 3,34 e 3,69 minutos foram identificados como o íon protonado do ECD na forma monoéster (ECDM). A degradação alcalina do RL de ECD apresentou os íons de m/z 441,9 (ECD-Sn) e m/z 737,9 ([ECD2+Sn]-C2H2-2H). ECD monoester monoácida (ECDM) de m/z 295,2; ECD oxidado de m/z 323,5; ECD oxidado com duas pontes dissulfeto de m/z 389,1 e dímero de ECD de m/z 645,9 foram observados da degradação oxidativa. Conclui-se que as análises por HPLC-DAD e LC-MSn podem ser utilizadas no estudo de estabilidade de RL, identificando suas impurezas e produtos de degradação. === The use of radiopharmaceuticals in the diagnosis of diseases of the human organism has increased significantly in the last decades. The increasing development of new lyophilized reagents (LR) for the preparation of radiopharmaceuticals, although providing a greater variety of radiopharmaceuticals to the market, makes evident a gap in the radiopharmaceutical research: identification of degradation products. In the present work, the main degradation products of the 2,3-Dimercaptosuccinic acid (DMSA) and Ethylenedicysteine Diethyl Ester (ECD) LR were identified, using the techniques of high performance liquid chromatography with diode array detection (HPLC -DAD) and liquid chromatography multiple-stage mass spectrometry (LC-MSn). The study of forced degradation of DMSA and ECD LR was performed in the hydrolytic, photolytic and oxidative stress conditions and thermodegradation. Analyses were performed using an HPLC-DAD Shimadzu and mass spectrometer Bruker Daltonics equipment. All analyzes were carried out using Shim-Pack VP-ODS (150 mm x 4.6 mm; 5 μm) chromatographic column. DMSA showed a retention time of 5.58 minutes and m/z 204.8. Acid hydrolysis of DMSA showed no degradation products. The degradation profile of DMSA after alkaline hydrolysis presented three chromatographic peaks with more nonpolar characteristics than DMSA. In the fragmentation spectrum of the ion m/z 204.8 (MS2), the presence of a fragment of m/z 172.9 was observed, corresponding to sodium adduct of mercaptosuccinic acid (MSA); and a fragment of m/z 139.0 (MS3), corresponding to sodium adduct of fumaric acid. The tin ion was coordinated to DMSA in all degradation products after alkaline hydrolysis of DMSA LR. The samples submitted to neutral hydrolysis showed no degradation. In the studies of photolysis of DMSA, the ion m/z 267.1 can be related to diacetyl dimercaptosuccinic acid (BATSA). The ion of m/z 127.1 observed in the studies of oxidation can be related to phosphonic hydroxymethyl acid. The thermodegradation of DMSA and its LR did not show a relationship between the decrease in the DMSA concentration and the time. The protonated ECD was observed in 5.55 minutes (m/z 325.6). Analysis by LC-MSn of ECD under alkaline hydrolysis showed that the peak with retention time of 1.71 minutes could be identified as the protonated ion of EC ([M+H]+) at m/z 269.2. The peaks with retention times of 3.34 and 3.69 minutes were identified as the protonated ion of ECD in its monoester form (ECDM). The alkaline degradation of ECD LR presented the m/z 441.9 (ECD-Sn) and m/z 737.9 ([ECD2+Sn]-C2H2-2H) ions. ECD monoester monoacid (ECDM) of m/z 295.2; ECD oxidized of m/z 323.5; ECD oxidized with two disulfide bonds of m/z 389.1 and ECD dimer of m/z 645.9 were observed in the oxidative degradation. It was concluded that the analysis by HPLC-DAD and LC-MSn can be used in the stability of LR, identifying and quantifying its impurities and degradation products.