基于质量源于设计理念建立高效液相色谱方法

杨家爱曹天海（昆明医科大学第一附属医院药剂科，云南 昆明 65003；昆明积大制药股份有限公司国际GMP认证部，65006）

基于质量源于设计理念建立高效液相色谱方法

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（1昆明医科大学第一附属医院药剂科，云南 昆明 650032；2昆明积大制药股份有限公司国际GMP认证部，650106）

【摘要】质量源于设计理念在制药工业中的应用逐渐由工艺开发向药物分析领域渗透，高效液相色谱法（HPLC）作为药物分析领域内的重要工具，其方法开发的科学性、规范性尤其应当受到重视。本文对质量源于设计在HPLC方法开发中的应用作一综述。

【关键词】质量源于设计；高效液相色谱法；综述

随着美国FDA把质量源于设计 （quality by design，QbD）［1］引入制药行业，上述概念在原料药工艺开发和制剂工艺研究中得到了广泛的应用。高效液相色谱法（HPLC）作为快速、准确、可靠的分析方法，在药品质量控制中起着极其重要的作用。近年来，有研究逐渐把质量源于设计的概念引入HPLC开发领域，本文总结了相关文献的研究思路。

传统的HPLC开发过程［2］为：①确定分离目标，②初步分离，③建立最佳分离条件，④优化分离条件，⑤方法验证。基于QbD的HPLC开发过程引入了分析目标谱（analytical target profile，ATP）、关键质量属性（critical quality attributes，CQA）、实验设计（design of experiment，DOE）、设计空间（design space，DS）等概念［3-4］，使传统的HPLC开发过程更加科学。引入QbD后的HPLC开发流程见图1。

图1　基于QbD的HPLC方法开发流程

下面就各个流程模块逐一进行论述。

1　建立分析目标谱

分析目标谱用来定义分离目标物所需要的HPLC方法选择、设计以及开发活动的范围。首先，需要确定分析目标物，然后通过文献检索获得分离目标物或结构类似物已有的HPLC色谱条件，也可以通过专家系统或个人经验预测可能的色谱条件，还可以通过试错法或实验设计（Plackett-Burman法）［5］初步得出可能的色谱条件及相应的参数范围。例如，对于含量测定，重点关注专属性试验中强降解试验中结构相似杂质与目标物的分离情况，以及方法的耐用性；对于原料药的有关物质测定，要充分考虑起始物料、中间体以及降解产物的类型，重点考察有关物质的分离度及方法的灵敏度。

可以通过列表的方法来描述分析目标谱，列出目标分析物的名称及结构式、需要达到的分离度、可能的色谱条件（流动相组成、色谱柱类型及尺寸、检测器类型、柱温、流速以及进样量等）、样品处理方法及稳定性、期望达到的色谱指标（如分离度、精密度、检测限、回收率）等。

2　风险分析

风险分析是对分析目标谱的评估过程，旨在确定影响HPLC分析结果的关键质量参数和属性。常用的风险评估工具有失效模式和效果分析（FMEA）、危害分析和临界点控制点（HACCP）［6］等。下面以FMEA为例说明如何进行风险分析。

首先，根据风险的严重性和发生的可能性对分析目标谱中的每一个因素进行评估，以进行有关物质检查时分离度差为例子，见表1；风险的严重性可以考虑以下3个方面的因素：是否符合《药品生产质量管理规范》（GMP）要求、是否影响产品质量判断、是否可以检测。

表1　分离度差的FMEA风险评估

之后，根据风险的严重性（S值，范围1～10分）和发生的可能性（O值，范围1～ 10分），可以得出每个因素的风险优先指数 （risk priority index，RPN）。当 1＜ RPN＜ 10，可以接受风险（低风险）；当 11＜ RPN＜ 25，应根据成本/效益比来评估风险（中等风险）；当RPN＞ 25时，不可以接受该风险（高风险）。表1中各种导致有关物质分离度差原因的RPN结果见表2。

表2　分离度差原因的RPN结果

3　设定关键质量属性

依据风险分析结果，把风险程度高的因素列入关键质量属性，重点进行控制。一般来说，色谱柱、流动相组成和pH是各种HPLC方法的关键质量属性。针对不同的分离目标，关键质量属性也有所不同，如进行手性拆分光学异构体时，各光学异构体的分离度以及检测限也是关键质量属性。

4　实验设计

实验设计是QbD的精髓所在，彻底改变了传统途径事后评价的做法。针对关键质量属性，按照实验设计原理，通过一系列的实验来获得和证明关键质量属性的范围。常用的实验设计方法是响应面分析，表3总结了目前文献中响应面分析所用的模式及色谱参数（通常就是关键质量属性）。

表3　文献中响应面分析的模式及色谱参数

5　设计空间

通过实验设计，可以得到HPLC关键质量属性的范围，比如说，当有机相比例或者pH值在某个范围时，目标分析物的分离度大于 1.5，满足HPLC分析的基本要求，这个范围就是方法的设计空间，据此可以定义方法的系统适用性的要求。这种方式改变了系统适用性要求凭经验制订的做法。

6　方法学验证

通过上述步骤，获得了色谱条件和设计空间，根据相关指南的要求，如《中国药典》附录［12］等，就可以进行分析方法学的验证。耐用性作为分析方法学验证中的重要参数，也可以通过实验设计的方法来确认，如果分析方法最后制订的操作范围和上述设计空间一致，可以考虑直接引用实验设计的结果，减少不必要的工作量。

7　日常分析

通过分析方法验证，如果需要在另一个分析实验室使用本方法，必须进行分析方法转移，进行转移时可以考虑上述关键质量属性和设计空间的结果，确保有效、可靠的转移。日常分析过程中，应注意记录OOS（out of specification）结果以及相关的偏差，为进一步评估分析方法的适用性积累数据。

8　持续改进

通过积累的数据，如果出现新的工艺过程中的杂质或者长期稳定性研究中降解产物，导致分析方法不适用时，可以回到分析方法开发的最初阶段，重新优化分析方法，按QbD流程建立新的分析方法，并进行相应的变更，实现分析方法基于方法生命周期的管理。

基于质量源于设计的方法建立HPLC分析方法打破了过去纯粹依靠经验的做法，使开发过程更加科学、合理。随着计算机及人工智能的发展，逐渐有公司开发了可以辅助进行HPLC方法开发的软件，如Drylab、Fusion、ChromSword、ACD/AutoChrom Method Development Suite、ACD/LC simulator、LC Method Developer等，已经有论文借助这些软件［13-20］，依据QbD理念建立HPLC方法，相信随着这些软件的普及以及QbD理念的深入人心，HPLC方法的开发过程一定会更加规范。

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◆医药快讯◆

Ertugliflozin用于 2型糖尿病的 2项Ⅲ期临床试验达首要终末指标

默克（Merck）公司和辉瑞（Pfizer）公司于2016 年6月11日宣布，其在研药物Ertugliflozin用于2型糖尿病的2项Ⅲ期临床试验达首要终末指标。

本2项试验（VERTIS Mono和VERTIS Factorial）为Ertugliflozin的VERTIS临床试验项目中的2项，该项目结果已于2016年第76届糖尿病协会（ADA）科学年会上公布。

VERTIS Mono为随机、双盲、安慰剂对照试验，受试者按1∶1∶1的比例随机分入Ertugliflozin 5 mg组、Ertugliflozin 15 mg组及安慰剂组。试验的首要终末指标为26周时血糖控制改善，次要终末指标之一为糖化血红蛋白（HbA1c）低于7.0%。试验结果显示，Ertugliflozin组与安慰剂组相比，HbA1c显著降低，达首要终末指标。Ertugliflozin组HbA1c低于7.0%的受试者比例显著高于安慰剂组。各组间不良事件发生率相似。

VERTIS Factorial为随机、双盲试验，受试者按1∶1∶1∶1∶1的比例随机分入Ertugliflozin 5 mg+西格列汀组、Ertugliflozin 15 mg+西格列汀组、Ertugliflozin 5mg组、Ertugliflozin 15 mg组及西格列汀组。试验的首要终末指标为26周时血糖控制改善，次要终末指标之一为 HbA1c低于 7.0%。试验结果显示，Ertugliflozin与西格列汀合用与两药单用相比，HbA1c显著降低，达首要终末指标。Ertugliflozin与西格列汀合用HbA1c低于7.0%的的受试者比例显著高于两药单用。各组间不良事件发生率相似。

（来源：http://www.drugs.com）

doi：10.3969/j.issn.1672-5433.2016.08.008

收稿日期：（2016-03-28）

作者简介：杨家爱，女，主管药师。研究方向：医院药学。E-mail：abbie387@sohu.com曹天海，男，工程师。研究方向：新药开发。通讯作者E-mail：skyrin_jida@126.com

Development of HPLC Method Based on Quality by Design

Yang Jiaai1，Cao Tianhai2（1 Department of Pharmacy，The First Affiliated Hospital of Kunming Medical University， YunnanKunming650032， China；2InternationalGMPCertificationDepartment， KunmingJida Pharmaceutical Co.，Ltd.，650106）

ABSTRACTThe application of quality by design is steering from the process development to the pharmaceutical analysis.HPLC is an important tool in the pharmaceutical analysis，of which the scientificalness and normalization of development should be paid more attention.This paper reviews the application of quality by design in the development of HPLC method.

KEY WORDSQuality by Design；HPLC；Review