@phdthesis{Wohlfart2022,
  author    = {Wohlfart, Jonas},
  title     = {Analysis of Drug Impurities by Means of Chromatographic Methods: Targeted and Untargeted Approaches},
  doi       = {10.25972/OPUS-27387},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-273878},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {The presented works aimed on the analysis of new impurities in APIs and medicinal products. Different subtypes of LC were coupled to suitable detection methods, i.e. UV and various MS techniques, depending on the chemical natures of the analytes and the analytical task. Unexpected impurities in medicinal products and APIs caused several scandals in the past, concomitant with fatalities or severe side effects in human and veterinary patients. The detection of nitrosamines in sartans led to the discovery of nitrosamines in various other drugs, of which the antibiotic rifampicin was analyzed in this work. An examination of the synthesis of rifampicin revealed a high potential for the formation of 4-methyl-1-nitrosopiperazine (MeNP). An LC-MS/HRMS method suitable for the quantification of MeNP was applied in the analysis of drugs collected from Brazil, Comoros, India, Nepal, and Tanzania, where a single dose of rifampicin is used in the post-exposure prophylaxis of leprosy. All batches were contaminated with MeNP, ranging from 0.7-5.1 ppm. However, application of rifampicin containing up to 5 ppm MeNP was recommended by the regulatory authorities for the post-exposure prophylaxis of leprosy. In the 1990s the aminoglycoside antibiotic gentamicin attracted attention after causing fatalities in the USA, but the causative agent was never identified unequivocally. The related substance sisomicin was recognized as a lead impurity by the Holzgrabe lab at the University of W{\"u}rzburg: sisomicin was accompanied by a variety of other impurities and batches containing sisomicin had caused the fatalities. In 2016, anaphylactic reactions were reported after application of gentamicin. A contamination of the medicinal products with histamine, an impurity of the raw material fish peptone used upon the production, could be identified as the cause of the adverse effects. Batches of gentamicin sulfate, which had been stored at the University of W{\"u}rzburg since the earlier investigations, were analyzed regarding their contamination with histamine to determine whether the biogenic amine was responsible for the 1990s fatalities as well. Furthermore, a correlation with the lead impurity sisomicin was checked. Histamine could be detected in all analyzed batches, but at a lower level than in the batches responsible for the anaphylactic reactions. Moreover, there is no correlation of histamine with the lead impurity sisomicin. Hence, the causative agent for the 1990s fatalities was not histamine and remains unknown. Another source of impurities is the reaction of APIs with excipients, e.g. the esterification of naproxen with PEG 600 in soft gel capsules. The influence of the formulation's composition on this reaction was investigated by means of LC-UV. Therefore, the impurity naproxen-PEG-ester (NPEG) was synthesized and used for the development of a method suitable for the analysis of soft gel capsule formulations. Different formulations were stressed for 7 d at 60 °C and the relative amount of NPEG was determined. The formation of NPEG was influenced by the concentrations of water and lactic acid, the pH, and the drug load of the formulation, which can easily be explained by the chemistry behind esterification reactions. Keeping in mind the huge variety of sources of impurities, it might be impossible to predict all potential impurities of a drug substance/product. Targeted and untargeted approaches were combined in the impurity profiling of bisoprolol fumarate. Eight versions of an LC-HRMS method were developed to enable the detection of a maximum number of impurities: an acidic and a basic buffered LC was coupled to MS detection applying ESI and APCI, both in positive in negative mode. MS and MS/MS data were acquired simultaneously by information dependent acquisition. In the targeted approach, potential impurities were derived from a reaction matrix based on the synthesis route of the API, while the untargeted part was based on general unknown comparative screening to identify additional signals. 18 and 17 impurities were detected in the targeted and the untargeted approach, respectively. The molecular formulae were assessed based on the exact mass and the isotope pattern. Theoretical fragment spectra generated by in silico fragmentation were matched with experimental data to estimate the plausibility of proposed/elucidated structures. Moreover, the detected impurities were quantified with respect to an internal standard.},
  subject      = {LC-MS},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Eisenkeil2004,
  author    = {Eisenkeil, Andrea Maria},
  title     = {Naproxen-induzierte Pseudoporphyrie bei Kindern mit Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8535},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Bei der Naproxen-induzierten Pseudoporphyrie bei Kindern und Jugendlichen mit Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises handelt es sich um ein Krankheitsbild, das durch Hauterscheinungen charakterisiert wird, die klinisch und histologisch nicht von einer Porphyria cutanea tarda zu unterscheiden sind. Es zeigen sich Bl{\"a}schen, Blasen und eine erh{\"o}hte Verletzlichkeit der Haut in sonnenexponierten Arealen. Im Gegensatz zur Porphyria cutanea tarda lassen sich keine pathologischen Porphyrinstoffwechselst{\"o}rungen nachweisen 159-176. Neben vielen anderen Medikamenten wird Naproxen als h{\"a}ufiger Ausl{\"o}ser einer Pseudoporphyrie beschrieben. Kinder und Jugendliche, die aufgrund einer rheumatischen Grunderkrankung eine Naproxentherapie erhalten, sind gef{\"a}hrdet, eine Pseudoporphyrie zu entwickeln. In der vorliegenden Untersuchung wurden Daten von insgesamt 196 Patienten erfasst, von denen 45 an einer Pseudoporphyrie unter einer Naproxentherapie erkrankt waren, 96 eine Naproxentherapie erhielten, ohne eine Pseudoporphyrie zu entwickeln und 55 keine Therapie mit Naproxen erhalten hatten. Die Inzidenz einer Pseudoporphyrie betrug 11,4\% bei Patienten, die eine Naproxentherapie erhalten hatten. In der Untersuchung fiel auf, dass die Diagnose der EOPA-JIA bei Patienten mit einer Pseudoporphyrie signifikant h{\"a}ufiger zugrunde lag, als bei Patienten, die keine Pseudoporphyrie entwickelten. Eine Geschlechtsbezogenheit beim Auftreten einer Pseudoporphyrie konnte im Vergleich mit den beiden anderen Patientengruppen nicht gefunden werden, dennoch fiel auf, dass drei Viertel der Pseudoporphyrie-Patienten weiblichen Geschlechts waren. Patienten, die eine Pseudoporphyrie entwickelten, waren beim Auftreten der rheumatischen Grunderkrankung signifikant j{\"u}nger, als die Patienten der beiden anderen Gruppen. Ein Zusammenhang von Auftreten einer Pseudoporphyrie und Laborparametern konnte bei folgenden Werten gefunden werden: niedriges H{\"a}moglobin, erh{\"o}hte Leukozytenzahlen, erh{\"o}hte Thrombozytenzahlen und Vorhandensein von Eiweiß im Urin. Patienten mit einer insgesamt h{\"o}heren Krankheitsaktivit{\"a}t der rheumatischen Grunderkrankung, erh{\"o}hten Entz{\"u}ndungszeichen und einem erniedrigten H{\"a}moglobin-Wert haben ein erh{\"o}htes Risiko, eine Pseudoporphyrie zu entwickeln. Pseudoporphyrie-Patienten hatten signifikant h{\"a}ufiger einen hellen Hauttyp. Hinsichtlich Augen- und Haarfarbe, sowie dem Auftreten von Sommersprossen fanden sich jedoch keine signifikanten Unterschiede, ebenso wenig hinsichtlich der Hautpflegemaßnahmen, sowie des Auftretens von Psoriasis oder Atopieneigung beim Patienten oder erstgradigen Verwandten. Patienten, die an einer Pseudoporphyrie erkrankten, waren im Sommer und im Urlaub signifikant h{\"a}ufiger einer erh{\"o}hten Sonnenexposition ausgesetzt. Eine Dosisabh{\"a}ngigkeit bez{\"u}glich des Auftretens einer Pseudoporphyrie ließ sich nachweisen. Der Erkrankungsgipfel fand sich im Alter von acht Jahren, vier F{\"u}nftel der Pseudoporphyrie-Patienten erkrankten innerhalb der ersten zwei Jahre der Naproxentherapie, in der untersuchten Gruppe fanden sich in 15\% schwere, in 46\% mittelschwere und in 38\% leichte Verl{\"a}ufe des Krankheitsbildes. In der vorliegenden Untersuchung konnte erstmalig ein Zusammenhang zwischen einer erh{\"o}hten entz{\"u}ndlichen Aktivit{\"a}t und dem Auftreten einer Pseudoporphyrie gezeigt werden. Daraus ergeben sich neue Forschungsans{\"a}tze, die in weiteren Untersuchungen gekl{\"a}rt werden k{\"o}nnten.},
  language  = {de}
}