Идентификация образцов гепарина, содержащих примеси или контаминанты, с помощью хемометрического анализа распознавания образов в спектральных данных протонного ЯМР

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.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Хемометрический анализ одномерных протонных ЯМР-спектров применён для отличия образцов субстанции гепарина натрия, отвечающих фармакопее USP, от контаминированных пересульфатированным хондроитинсульфатом (ОСХС) и содержащих примесь дерматансульфата (ДС). Из трёх методов распознавания образов (CART, ANN, SVM) SVM существенно превзошёл остальные в области 3,10–5,70 м.д.; различение гепарина и ОСХС достигало 100% точности предсказания, ошибки касались в основном пограничного содержания ДС около 1,0%. Модели успешно распознали тестовые смеси с добавками 1,0–10,0%; подход признан объективным инструментом контроля качества гепарина.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Фармакология секрета слюнных желёз».

• Медицинские пиявки и гирудотерапия — Gödekmerdan A et al. (2011)
• Перекисное окисление липидов слюны у пациентов с постковидным синдромом на фоне гирудотерапии — Serikbayeva S et al. (2024)
• Лечение медицинскими пиявками при болевых синдромах: нарративный обзор — Koeppen D, Aurich M, Rampp T (2014)
• Иммуномодулирующие эффекты экстракта слюны медицинской пиявки на активированные макрофаги in vitro — Ayhan H et al. (2024)
• Ингибиторы протеиназ медицинской пиявки Hirudo medicinalis — Baskova I, Zavalova L (2001)
• Полифункциональность дестабилазы — лизоцима медицинской пиявки — Baskova I, Zavalova L (2008)
• «Удвоение»: идентификация и характеристика тандем-гирудина из азиатской медицинской пиявки Hirudinaria manillensis — Lukas P et al. (2022)
• Применение медицинской пиявки в лечении заболеваний уха — Seleznev K et al. (1992)
• Рекомбинантная дестабилаза из Hirudo medicinalis способна растворять тромбы человека in vitro — Bobrovsky P et al. (2021)
• Влияние рассеяния углеродных нанотрубок в окружающей среде на водного беспозвоночного Hirudo medicinalis — Girardello R et al. (2015)

Все исследования, проанализированные ASH →