Sociedad Americana de Hirudoterapia

Identification of heparin samples that contain impurities or contaminants by chemometric pattern recognition analysis of proton NMR spectral data

Research article published in Analytical and bioanalytical chemistry (2011)

Última actualización: 18 de junio de 2026Revisado por: ASH Editorial Board
Artículo de investigación — revisión de la evidenciaReferencia del artículo
Evidencia: Informe de investigaciónFarmacología salivalZang Q et al. · Analytical and bioanalytical chemistry, 2011

Resumen

Chemometric analysis of a set of one-dimensional (1D) (1)H nuclear magnetic resonance (NMR) spectral data for heparin sodium active pharmaceutical ingredient (API) samples was employed to distinguish USP-grade heparin samples from those containing oversulfated chondroitin sulfate (OSCS) contaminant and/or unacceptable levels of dermatan sulfate (DS) impurity. Three chemometric pattern recognition approaches were implemented: classification and regression tree (CART), artificial neural network (ANN), and support vector machine (SVM). Heparin sodium samples from various manufacturers were analyzed in 2008 and 2009 by 1D (1)H NMR, strong anion-exchange high-performance liquid chromatography, and percent galactosamine in total hexosamine tests. Based on these data, the samples were divided into three groups: Heparin, DS ≤ 1.0% and OSCS = 0%; DS, DS > 1.0% and OSCS = 0%; and OSCS, OSCS > 0% with any content of DS. Three data sets corresponding to different chemical shift regions (1.95-2.20, 3.10-5.70, and 1.95-5.70 ppm) were evaluated. While all three chemometric approaches were able to effectively model the data in the 1.95-2.20 ppm region, SVM was found to substantially outperform CART and ANN for data in the 3.10-5.70 ppm region in terms of classification success rate. A 100% prediction rate was frequently achieved for discrimination between heparin and OSCS samples. The majority of classification errors between heparin and DS involved cases where the DS content was close to the 1.0% DS borderline between the two classes. When these borderline samples were removed, nearly perfect classification results were attained. Satisfactory results were achieved when the resulting models were challenged by test samples containing blends of heparin APIs spiked with non-, partially, or fully oversulfated chondroitin sulfate A, heparan sulfate, or DS at the 1.0%, 5.0%, and 10.0% (w/w) levels. This study demonstrated that the combination of 1D (1)H NMR spectroscopy with multivariate chemometric methods is a nonsubjective, statistics-based approach for heparin quality control and purity assessment that, once standardized, minimizes the need for expert analysts.

Resumen tomado de PubMed (NCBI) para el registro citado, en el idioma original. La versión de referencia es la de la publicación original.

El resumen se deja sin traducir para conservar la redacción original de los autores.

Tipo de publicaciónJournal Article
Términos MeSH indexadosAnticoagulantsChondroitin SulfatesDermatan SulfateDrug ContaminationHeparinHumansMagnetic Resonance SpectroscopyQuality Control

Síntesis

Chemometric pattern recognition (CART, ANN, SVM) applied to 1H NMR spectra distinguished USP-grade heparin from samples containing oversulfated chondroitin sulfate contaminant or excess dermatan sulfate, frequently achieving 100% prediction between heparin and OSCS samples.

Contexto

Este estudio analítico empleó el análisis de reconocimiento de patrones quimiométrico combinado con espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de protón para identificar impurezas y contaminantes, como el sulfato de condroitina sobresulfatado y el sulfato de dermatán, en muestras de heparina sódica. La investigación demostró con éxito que estos métodos estadísticos pueden ofrecer un enfoque no subjetivo para el control de calidad de la heparina. Este estudio se centra estrictamente en la evaluación de laboratorio y el aseguramiento de la calidad de productos farmacéuticos de heparina. El resumen no investiga sanguijuelas, hirudoterapia ni el secretoma de las sanguijuelas. La investigación no aporta datos sobre anticoagulantes derivados de sanguijuela ni análisis comparativos con hirudina.

Citación

Referencia (estilo Vancouver)

Zang Q, Keire DA, Buhse LF, Wood RD, Mital DP, Haque S, et al. Identification of heparin samples that contain impurities or contaminants by chemometric pattern recognition analysis of proton NMR spectral data. Anal Bioanal Chem. 2011;401(3):939-955. doi:10.1007/s00216-011-5155-4. PMID: 21678118

Los datos bibliográficos (autores, volumen, páginas, DOI) proceden del registro de PubMed.

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