vedomostiregmedРегуляторные исследования и экспертиза лекарственных средствRegulatory Research and Medicine Evaluation3034-30623034-3453Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/1991-2919-2023-13-3-394-402vedomostiregmed-558Research ArticleИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫINSTRUMENTAL METHODSОпределение содержания цинка в инсулинах методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмойDetermination of zinc content in insulin products by inductively coupled plasma mass spectrometryhttps://orcid.org/0000-0002-2125-6174ШвецоваЮ. Н.ShvetsovaYu. N.

Швецова Юлия Николаевна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация

Yulia N. Shvetsova

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051, Russian Federation

shvetsovajn@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7488-7204ЕринаА. А.ErinaA. A.

Ерина Алина Андреевна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация

Alina A. Erina

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051, Russian Federation

erina@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4813-4740ХорольскаяЕ. А.KhorolskayaE. A.

Хорольская Елена Александровна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация

Elena A. Khorolskaya

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051, Russian Federation

blinkovaea@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1637-9081ЖигилейЕ. С.ZhigileiE. S.

Жигилей Евгения Сергеевна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация

Evgeniya S. Zhigilei

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051, Russian Federation

lismanes@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9133-0835КузьминаН. Е.Kuz’minaN. E.

Кузьмина Наталия Евгеньевна, д-р хим. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация

Natalia E. Kuz'mina, Dr. Sci. (Chem.)  

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051, Russian Federation

KuzminaN@expmed.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian Federation202327092023133394402Copyright © Швецова Ю.Н., Ерина А.А., Хорольская Е.А., Жигилей Е.С., Кузьмина Н.Е., 20232023Швецова Ю.Н., Ерина А.А., Хорольская Е.А., Жигилей Е.С., Кузьмина Н.Е.Shvetsova Y.N., Erina A.A., Khorolskaya E.A., Zhigilei E.S., Kuz’mina N.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vedomostincesmp.ru/jour/article/view/558

Актуальность. Одним из показателей качества препаратов инсулина является содержание в них цинка. В фармакопейном анализе цинк в инсулинах определяют методом атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной атомизацией (ПААС). В настоящее время многие производители лекарственных средств отдают предпочтение методу масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), который признан наиболее перспективным методом элементного анализа в фармацевтике и биомедицине.Цель. Разработка и валидация методики определения цинка в инсулинах методом ИСП-МС.Материалы и методы. В качестве объектов исследования использованы фармацевтические субстанции, суспензии для подкожного введения и растворы для инъекций инсулина человеческого, лизпро, аспарта и гларгина различных производителей. Содержание цинка определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с использованием прибора Agilent 7900, фиксируя интенсивность сигналов 66Zn.Результаты. Проведено сравнение результатов определения содержания цинка в исследуемых образцах при использовании в качестве растворителей при пробоподготовке хлороводородной и азотной кислот. Подобраны условия эксперимента, обеспечивающие относительное стандартное отклонение RSD результата измерения не выше 2,5%. В диапазоне 0,4–1,6 мг/л оценены специфичность, линейность, правильность и прецизионность методики определениясодержания цинка методом ИСП-МС. Проведено сравнение результатов измерения содержания цинка в испытуемых образцах с использованием методик ПААС и ИСП-МС.Выводы. Валидационные характеристики методики определения содержания цинка в инсулинах методом ИСП-МС соответствуют критериям приемлемости методики. Разработанная и валидированная методика рекомендуется к использованию при проведении экспертизы качества в системе здравоохранения России и в производстве на стадии выходного контроля готовой продукции.

Scientific relevance

Scientific relevance. Zinc content is a quality attribute of insulin products. The State Pharmacopoeia of the Russian Federation requires that it should be determined by flame atomic absorption spectrometry (FAAS). However, many pharmaceutical manufacturers currently prefer inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), which is considered the most promising method for pharmaceutical and biomedical elemental analysis.

Aim

Aim. The study aimed to develop and validate an ICP-MS-based analytical procedure for zinc content determination in insulin products.

Materials and methods

Materials and methods. The study focused on human insulin, insulin lispro, insulin aspart, and insulin glargine in the form of active substances, suspensions for subcutaneous injection, and solutions for injection from different manufacturers. Zinc content was determined on an Agilent 7900 ICP-MS; the analysis included 66Zn signal intensity registration.

Results

Results. The study compared the results of zinc content determination in test samples with either hydrochloric or nitric acid used as the solvent for sample preparation. The authors selected the experimental conditions to achieve relative standard deviations (RSDs) of not more than 2.5% for the measurements. The ICP-MSbased analytical procedure was validated for its specificity, linearity, accuracy, and precision in the range of 0.4–1.6 mg/L. The authors compared the measurements of zinc content made using FAAS and ICP-MS.

Conclusions

Conclusions. The ICP-MS-based analytical procedure for zinc content determination in insulin products meets the validation criteria. This analytical procedure, as developed and validated, may be used in the quality control of medicinal products in the Russian healthcare system and at the batch release stage of pharmaceutical manufacturing.

цинкинсулинвалидация методикимасс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмойИСП-МСатомно-абсорбционная спектрометрия с пламенной атомизациейПААСzincinsulinanalytical method validationinductively coupled plasma mass spectrometryICP-MSflame atomic absorption spectrometryFAASРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России № 056- 00052-23-00 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учета НИР 121022400083-1).The study reported in this publication was carried out as part of publicly funded research project No. 056-00052- 23-00 and was supported by the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products (R&D public accounting No. 121022400083-1).ReferencesДедов ИИ, Шестакова МВ, Викулова ОК, Железнякова АВ, Исаков МА, Сазонова ДВ и др. Сахарный диабет в Российской Федерации: динамика эпидемиологических показателей по данным Федерального регистра сахарного диабета за период 2010–2022 гг. Сахарный диабет. 2023;26(2):104–23. https://doi.org/10.14341/DM13035Dedov II, Shestakova MV, Vikulova OK, Zheleznyakova AV, Isakov MA, Sazonova DV, et al. Diabetes mellitus in the Russian Federation: dynamics of epidemiological indicators according to the Federal Register of Diabetes Mellitus for the period 2010–2022. Diabetes Mellitus. 2023;26(2):104–23 (In Russ.). https://doi.org/10.14341/DM13035Liu C, De Roza J, Ooi CW, Mathew BM, Tang WE. Impact of patients’ beliefs about insulin on acceptance and adherence to insulin therapy: a qualitative study in primary care. BMC Prim Care. 2022;23:15. https://doi.org/10.1186/s12875-022-01627-9Liu C, De Roza J, Ooi CW, Mathew BM, Tang WE. Impact of patients’ beliefs about insulin on acceptance and adherence to insulin therapy: a qualitative study in primary care. BMC Prim Care. 2022;23:15. https://doi.org/10.1186/s12875-022-01627-9Асфандиярова НС. Смертность при сахарном диабете 2 типа. Сахарный диабет. 2015;18(4):12–21. https://doi.org/10.14341/DM6846Asfandiyarova NS. A review of mortality in type 2 diabetes mellitus. Diabetes Mellitus. 2015;18(4):12–21 (In Russ.). https://doi.org/10.14341/DM6846Кыртиков СИ, Бекбаева ИВ, Ахматова АН, Кузьмина ЕА, Муковникова ЕВ, Оразмурадова АА, Апресян АА. Современный взгляд на лечение и профилактику гестационного сахарного диабета. Акушерство и гинекология. Новости, Мнения, Обучение. 2023;11(Спецвыпуск):115–21. https://doi.org/10.33029/2303-9698-2023-11-suppl-115-121Kyrtikov SI, Bekbaeva IV, Akhmatova AN, Kuzmina EA, Mukovnikova EV, Orazmuradova AA, Apresyan AA. Modern view on the treatment and prevention of gestational diabetes mellitus. Obstetrics and Gynecology. News, Opinions, Training. 2023;11(Supplement):115–21 (In Russ.). https://doi.org/10.33029/2303-9698-2023-11-suppl-115-121Мохорт ТВ. Препараты инсулина — 100 лет открытий и успеха. Медицинские новости. 2021;(6):5–12. EDN: UXIKQXMokhort TV. Insulin preparations — 100 years of discovery and success. Medical News. 2021;(6):5–12 (In Russ.). EDN: UXIKQXAlyas J, Rafiq A, Amir H, Khan SU, Sultana T, Ali A, et al. Human insulin: history, recent advances, and expression systems for mass production. Biomed Res Ther. 2021;8(9):4540–61. https://doi.org/10.15419/bmrat.v8i9.692Alyas J, Rafiq A, Amir H, Khan SU, Sultana T, Ali A, et al. Human insulin: history, recent advances, and expression systems for mass production. Biomed Res Ther. 2021;8(9):4540–61. https://doi.org/10.15419/bmrat.v8i9.692Bolli GB, Cheng AY, Owens DR. Insulin: evolution of insulin formulations and their application in clinical practice over 100 years. Acta Diabetologica. 2022;59(9):1129–44. https://doi.org/10.1007/s00592-022-01938-4Bolli GB, Cheng AY, Owens DR. Insulin: evolution of insulin formulations and their application in clinical practice over 100 years. Acta Diabetologica. 2022;59(9):1129–44. https://doi.org/10.1007/s00592-022-01938-4Кононенко ИВ, Смирнова ОМ. Новый препарат в эволюции инсулинов длительного действия. Медицинский совет. 2017;(20):160–5. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2017-20-160-165Kononenko IV, Smirnova OM. New drug in the evolution of long-acting insulins. Medical Council. 2017;(20):160–5 (In Russ.). https://doi.org/10.21518/2079-701X-2017-20-160-165Jarosinski MA, Dhayalan B, Chen Y-S, Chatterjee D, Varas N, Weiss MA. Structural principles of insulin formulation and analog design: A century of innovation. Mol Metab. 2021;52:101325 https://doi.org/10.1016/j.molmet.2021.101325Jarosinski MA, Dhayalan B, Chen Y-S, Chatterjee D, Varas N, Weiss MA. Structural principles of insulin formulation and analog design: A century of innovation. Mol Metab. 2021;52:101325 https://doi.org/10.1016/j.molmet.2021.101325Balaram V. Recent advances in the determination of elemental impurities in pharmaceuticals — Status, challenges and moving frontiers. TrAC — Trends Anal Chem. 2016;80:83–95. https://doi.org/10.1016/j.trac.2016.02.001Balaram V. Recent advances in the determination of elemental impurities in pharmaceuticals — Status, challenges and moving frontiers. TrAC — Trends Anal Chem. 2016;80:83–95. https://doi.org/10.1016/j.trac.2016.02.001Nageswara Rao R, Kumar Talluri MVN. An overview of recent applications of inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) in determination of inorganic impurities in drugs and pharmaceuticals. J Pharm Biomed Anal. 2007;43(1):1–13. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2006.07.004Nageswara Rao R, Kumar Talluri MVN. An overview of recent applications of inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) in determination of inorganic impurities in drugs and pharmaceuticals. J Pharm Biomed Anal. 2007;43(1):1–13. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2006.07.004

The authors declare that there are no conflicts of interest present.