Microsoft Word - European_Journal_of_Chemistry_1_4_2010_262_265_116 European Journal of Chemistry 1 (4) (2010) 262‐265    European Journal of Chemistry  ISSN 2153‐2249 (Print) / ISSN 2153‐2257 (Online)  2010 EURJCHEM  DOI:10.5155/eurjchem.1.4.262‐265.116        European Journal of Chemistry  Journal homepage: www.eurjchem.com          Determination of voglibose in pharmaceutical formulations by high  performance liquid chromatography using refractive index detection  Karunanidhi Lakshmi and Tirumala Rajesh*  Department of Pharmaceutical Analysis, College of Pharmacy, Sri Ramasamy Memorial University, Kattankulathur, IN­603203, Tamil Nadu, India  *Corresponding author at: Department of Pharmaceutical Analysis, College of Pharmacy, Sri Ramasamy Memorial University, Kattankulathur, IN­603203,   Tamil Nadu, India. Tel.: +91.442.7453160; fax: +91.442.7455717. E­mail address: rajeshtirumala@hotmail.com  (T. Rajesh).                ARTICLE INFORMATION    ABSTRACT Received: 20 May 2010  Received in revised form: 23 June 2010  Accepted: 24 June 2010  Online: 31 December 2010  KEYWORDS    Voglibose  is  a potent  glucosidase  inhibitor used  for  type  II  diabetes mellitus. A  simple  and  rapid high performance liquid chromatographic method with refractive index detection was  developed for the determination of voglibose  in pharmaceutical  formulations. Development  was  performed  on  a  C18  (250  x  4.6  mm,  5  µ)  column  using  a  mobile  phase  mixture  of  acetonitrile  and water  in  the  ratio  of  50:50 which was  fixed  at  a  flow  rate  of  0.5 mL/min.  Polarity of voglibose was found to be positive and elution time was  found to be  less than 5  min. The method was also validated as per ICH guidelines for its linearity, precision, accuracy  and robustness. The  limit of detection and quantification (LOD and LOQ) were  found  to be  2.91  and  9.7  µg/mL.  The  method  could  be  successfully  applied  for  the  quantification  of  voglibose in pharmaceutical formulations.      Voglibose  HPLC  RID  Validation  Pharmaceutical formulations    1. Introduction    Voglibose  (VGB)  (Figure  1)  a  new  potent  glucosidase  inhibitor  used  for  type  II  diabetes  has  shown  strong  anti‐ obesity and anti‐diabetic activity.  It  is  chemically 3,4‐dideoxy‐ 4‐[[2‐hydroxy‐1‐(hydroxymethyl)ethyl]amino]‐2‐C‐(hydroxyl  methyl)‐d‐epiinositol.  It  was  found  that  it  delays  the  glucose  absorption  in  the  gastrointestinal  tract  of  humans.  Thus,  reduces the post‐prandial blood glucose peaks [1–3]. Voglibose  has  a  structural  relation with natural  carbohydrates  [4,5]  and  are present without a chromophore and/or fluorophore groups  and hence does not  show any UV absorbance. The analysis of  carbohydrates has an important role in the pharmaceutical and  food industry and their analysis by liquid chromatography (LC)  often  requires  derivatization  procedures  [6].  Quantitative  determination  of  voglibose  in  pharmaceutical  tablets  using  high‐performance  liquid  chromatography–fluorescence  detec‐ tion  with  post‐column  derivatization  and  mass  spectrometric  detection has been reported [7].      Figure 1. Structure of voglibose.  The purpose of this study was to develop and validate LC– RI  method  for  the  analysis  of  voglibose  in  pharmaceutical  formulations.  To  our  knowledge  of  literature  no  LC  method  with  refractive  index  detection  has  been  published  for  the  analysis  of  voglibose  and  could  be  successfully  applied  to  the  analysis of voglibose in commercially available tablets.    2. Experimental    2.1. Reagents and chemicals    Voglibose  was  obtained  from  Ranbaxy  Research  Laboratories,  India.  Acetonitrile  and  methanol  (HPLC  grade)  purchased  from  Rankem  Ltd,  New  Delhi,  India.  Aqueous  solutions were prepared by using Milli Q (Millipore, USA) grade  water and all the other reagents used were of analytical reagent  grade.    2.2. Chromatography    The  HPLC  system  consisted  of  Shimadzu  CBM‐20A  Prominence  communication  bus  module  with  DGU‐20A5  prominence degasser and SIL‐10Advp auto  injector connected  to a RID‐10A refractive index detector. The data were acquired  and processed with LC solution version 1.22 SP1 software. The  analytical column was a Waters C18, with 4.6 x 250 mm, 5 µm  particle  size.  The  isocratic  mobile  phase  consisted  of  acetonitrile  and water mixture  (50:50,  v:v) was  run  at  a  flow  rate of 0.5 mL/min. The cell temperature was maintained at 40  oC.    2.3. Standard solutions    Stock  standard  solution  of  voglibose  was  prepared  by  taking 25 mg of  the drug  in  a  25 mL volumetric  flask  to  final  Lakshmi and Rajesh / European Journal of Chemistry 1 (4) (2010) 262­265  263  concentration  of  1 mg/mL,  and working  standard  solution  of  100  µg/mL  was  prepared  by  diluting  1  mL  of  the  stock  standard solution with the mobile phase to 10 mL.    2.4. Preparation of the tablet sample    Twenty  tablets  were  finely  powdered  and  quantity  equivalent to one tablet was accurately weighed and extracted  with 100 mL of  the mobile phase.  It was sonicated for 30 min  with vortex mixing at 10 min intervals to avoid aggregation of  the  powdered  samples.  After  centrifugation  (2000  ×  g  for  10  min),  10 mL of  supernatant was  collected and diluted  in  a 50  mL volumetric flask with the mobile phase in order to obtain a  final concentrations of 20 and 30 µg/mL. These solutions were  then  filtered  through  a  0.22  µm  filter  and  injected  into  HPLC  system.    2.5. Validation    The  validation  of  an  analytical  method  verifies  that  the  characteristics  of  the  method  satisfy  the  requirements  of  the  application domain [8]. The proposed method was validated in  the light of ICH Guidelines [9,10] for linearity, intra‐ and inter‐ day precision, LOD, LOQ, selectivity and specificity, stability and  recovery. Consequently, the following were performed.    2.5.1. Linearity and calibration curve    Calibration  curve  of  peak  area  as  a  function  of  voglibose  was constructed over a concentration range of 10‐100 µg/mL.  For  each  standard  curve,  six  different  concentrations  were  used. The calibration plot was generated by  replicate analysis  (n  =  6)  at  all  concentration  levels  and  the  linear  relationship  was evaluated using the  least square method within Microsoft  Excel® program.    2.5.2. Precision and accuracy    Both  repeatability  (within  a  day  precision)  and  reproducibility  (between  days  precision) were  determined  as  follows. Solutions containing lowest,  intermediate, and highest  concentrations of  the calibration curve,  i.e. 10, 50, 100 µg/mL  were  prepared.  Six  injections  at  each  of  the  specified  concentration  levels  were  injected  within  the  same  day  for  repeatability, and over a period of 3 days (6‐injections/day) for  reproducibility.  Mean  and  relative  standard  deviation  were  calculated  and  used  to  judge  accuracy  and  precision  of  the  method. Both intra‐day and inter‐day samples were calibrated  with  standard  curves  concurrently  prepared  on  the  day  of  analysis.  Accuracy  was  determined  as  %bias  of  VGB  amount  found.    2.5.3. Limit of detection and limit of quantification    Signal‐to‐noise ratio was used for the estimation of limit of  detection and quantification. The  limit of detection (LOD) was  defined  as  the  lowest  concentration  resulting  in  peak  area  of  three times the baseline noise. The limit if quantification (LOQ)  was defined as the lowest concentration resulting in peak area  with  signal‐to‐noise  ratio  higher  than  10  [11],  with  precision  (The  relative  standard  deviation,  %  R.S.D.)  and  accuracy  (%  bias) within ±10%.    2.5.4. Specificity and selectivity    The  specificity  of  the  method  was  established  through  study  of  resolution  factor  of  the  drug  peak  from  the  nearest  resolving peak, and also among all other peaks.    2.5.5. Stability    Drug  solutions  prepared  with  the  known  amount  of  voglibose  to  achieve  the  concentration  of  10,  50,  and  100  µg/mL (n = 3) and determined for short‐term stability at room  temperature  for 24 h,  long‐term stability at  ‐4  oC and checked  for  up  to  1 month  by  comparing  the  results with  fresh  stock  prepared on the day of analysis. Further, the freeze–thaw (‐20  oC/room temperature) stability of  the voglibose samples were  determined  for  three  cycles.  Samples  were  considered  to  be  stable,  if  the assay values were within  the acceptable  limits of  accuracy and precision.    2.6. Recovery of voglibose from formulations    The recovery of an analyte is the extraction efficiency of an  analytical  process,  reported  as  a  percentage  of  the  known  amount  of  an  analyte  carried  through  the  sample  extraction  and  processing  steps  of  the  method.  Mobile  phase  was  most  efficient  in  extracting  VGB  from  formulation  and  had  a  small  variation in extraction recoveries over the concentration range.  Samples were prepared in triplicate at three concentrations 10,  50, and 100 µg/mL of VGB and assayed as described above. The  extraction  efficiency  of  voglibose  was  determined  by  compa‐ ring  the  peak  areas measured  after  analysis  of  samples  from  formulation  with  those  found  after  direct  injection  of  unextracted  (pure)  samples  into  the  chromatographic  system  at the same concentration levels.    3. Results and discussion    3.1. Optimization of chromatographic method    Figure  2a  shows  an  LC  elution  of  voglibose.  During  the  development  phase,  the  mobile  phase  containing  methanol‐ water  resulted  in  broad  and  asymmetric  peak with  a  greater  tailing factor (>2). The successful use of acetonitrile and water  resulted in drastic reduction of peak tailing, which was found to  be  within  the  acceptable  limit  (1.5)  resulting  good  peak  symmetry  and  resolution.  The  mobile  phase  optimized  contained water  and acetonitrile  (50: 50)  at 0.5 mL/min  flow  rate.  The  retention  time was  found  to  be  3.264 min  for  VGB.  There were no interferences at drug retention time.    Figure 2. Chromatogram showing (a) voglibose (80 µg/mL) in pure form (b)  voglibose (30 µg/mL) in formulations) and (c) blank run devoid of sample.    Voglibose  was  determined  using  high  performance  liquid  chromatography with refractive index detector and found to be  well  suited  technique  for  the  analysis  of  non‐UV  absorbing  compound  without  derivatization.  RI  indicator  increased  the  sensitivity of detection.    264  Lakshmi and Rajesh / European Journal of Chemistry 1 (4) (2010) 262­265    3.2. Validation of the proposed method    3.2.1. Linearity and Calibration curve     Calibration  curve  (peak  area)  was  constructed  by  spiking  six  different  concentrations  of  VGB.  The  chromatographic  responses were  found  to be  linear over an analytical  range of  10‐100  µg/mL  and  found  to  be  quite  satisfactory  and  reproducible  with  time.  The  linear  regression  equation  was  calculated by the  least squares method using Microsoft Excel®  program. The correlation coefficient equals 0.9994, indicating a  strong  linear relationship between the variables. The variance  of  response  variable  S2Yx  calculated  was  1.86,  indicates  low  variability  between  the  estimated  and  calculated  values.  This  further confirms negligible scattering of the experimental data  points around the line of regression and good sensitivity of the  proposed method.    3.2.2. Precision and accuracy    Inter‐day  as  well  as  intra‐day  replicates  of  VGB,  gave  an  R.S.D. below 2.12 revealed that the proposed method is highly  precise.  Accuracy  data  (%bias)  in  the  present  study  ranged  from  ‐1.86  to  +0.11  and  indicated  no  interference  from  formulation  excipients.  Accuracy  and  precision  calculated  during the intra‐ and inter‐day run are given in Table 1.    Table  1.  Precision  and  accuracy  data  for  voglibose  obtained  by  the  developed method*.  Day  Precision  and  accuracy data  Nominal concentrations (µg/mL)  10  50  100  Day 1  Mean              9.92 50.02  99.25 S.D.              0.14 1.01  2.11 % R.S.D         1.41 2.02  2.12 % Bias           ‐0.8 +0.04  ‐0.75 Day 2  Mean              9.89 49.41  100.11 S.D.               0.13 1.04  1.97 % R.S.D         1.31 2.10  1.96 % Bias            ‐1.1 ‐1.18  +0.11 Day 3  Mean              9.86 49.07  99.11 S.D.               0.14 1.04  2.07 % R.S.D          1.42 2.12  2.09 % Bias             ‐1.4 ‐1.86  ‐0.89 * Each mean value is the result of triplicate analysis;   % R.S.D = (S.D./Mean) x 100,   % Bias = [(Measured value‐True value)/True value] x 100.    3.2.3. LOD and LOQ    The LOD and LOQ were  found to be 2.91 and 9.70 µg/mL,  respectively.  When  this  method  is  applied  to  formulation  samples,  its  sensitivity was  found  to be  adequate  for  assay of  the formulations.    3.2.4. Specificity and selectivity    Any  potential  interference  (overlapping  peaks)  due  to  formulation excipients were within 2min only (Figure 2b), later  on there was no significant interference from blank (Figure 2c)  that affected the response of voglibose.    3.2.5. Stability    The  study  indicated  that  samples  were  stable  for  24  h  (short‐term) at room temperature and samples stored at ‐4 oC,  were  injected  over  a  period  of  1  month  did  not  suffer  any  appreciable  changes  in  assay  value  and  meet  the  criterion  mentioned  above  and  the  solutions  were  found  to  be  stable  even after three freeze–thaw cycles and the results were found  to be with the range of 90‐110%.        3.2.6. System suitability    System  suitability  tests,  an  integral  part  of  a  chromatographic analysis are used to verify that the resolution  and  reproducibility  of  the  chromatographic  system  are  adequate for the analysis. A system suitability test according to  USP  was  performed  on  the  chromatograms  obtained  from  standard and test solutions to check different above mentioned  parameters  and  the  results  obtained  from  six  replicate  injections of the standard solution are summarized in the Table  2.    Table 2. System suitability parameters.  Parameter          Obtained value*  Retention time, Rt (min)                               3.264  Capacity factor (k’)                                         4.834  Theoretical plates (USP)                               7928   Tailing factor (Tf)                                            1.15  * Average of six determination.    3.3. Recovery of voglibose from formulations    Extraction  efficiency  was  performed  to  verify  the  effectiveness  of  the  extraction  step  and  the  accuracy  of  the  proposed  method.  The  extraction  efficiency  of  VGB  from  formulation  samples  was  satisfactorily  ranged  from  98.35  to  100.62 % (R.S.D. was less than 1.55) at all three concentration  levels, which confirm no interference effects due to formulation  excipients (Table 3).     Table 3. Results of voglibose recovery from formulations.  Formulation  Label  claim  (mg)    Amount  recovered  (mg)        Percent  recovery         % R.S.D.   Volix  (Ranbaxy)            0.3                  0.297                       99.0                    1.37  Volix  (Ranbaxy)            0.2                  0.199                       99.5                    1.71  Voglitor  (Torrent)          0.3                  0.295                       98.3                    2.06   Vocarb  (Glenmark)        0.2                  0.201                       100.5                  2.11                  4. Conclusion    In the present work, a new rapid and simple reverse phase  high  performance  liquid  chromatographic  method  has  been  developed,  optimized  and  validated  for  the  estimation  of  voglibose  in  pharmaceutical  formulations  using  refractive  index detector  and  isocratic  elution.  The  short  peak  retention  time of 3.264 min cuts down on overall time of sample analysis  and the method was more cost effective as it utilizes very less  quantity of mobile phase. Linearity was found in a range of 10‐ 100  µg/mL  with  LOD  and  LOQ  of  2.91  and  9.70  µg/mL,  respectively.  The  results  of  t‐test  applied  to  accuracy  and  precision  data  enabled  the  conclusion  that  an  excellent  accuracy and high precision was achieved. From the extraction  efficiency data, the recovery of the active component was found  to be quantitative. Selectivity of the method was demonstrated  by  the  absence of  any  interfering peaks  from other  coexisting  excipient  substances  at  the  retention  time  of  the  drug.  Hence  this method can be easily and conveniently used for the routine  analysis of the drug in pharmaceutical formulations.    Acknowledgement    Tirumala  Rajesh  is  grateful  to  University  Grants  Commission  (UGC),  New  Delhi,  India  for  providing  Junior  Research Fellowship (JRF) and to Dr. R. Shiva Kumar, Pro‐Vice  Chancellor,  SRM  University,  Kattankulathur  for  providing  the  facilities to carry this research work.        Lakshmi and Rajesh / European Journal of Chemistry 1 (4) (2010) 262­265  265  References    [1]. Yamasaki,  Y.;  Katakami,  N.;  Hayaishi‐Okano,  R.;  Matsuhisa,  M.;  Kajimoto,  Y.; Kosugi, K.; Hatano, M.; Hori, M. Diabetes Res. Clin. Pract.  2005, 67, 204‐210.  [2]. Watanabe, K.; Uchino, H.; Ohmura, C.; Tanaka, Y.; Onuma, T.; Kawamori,  R. J. Diabetes Complicat. 2004, 18, 183‐186.  [3]. Vichayanrat,  A.;  Ploybutr,  S.;  Tunlakit,  M.;  Watanakejorn,  P.  Diabetes  Res. Clin. Pract. 2002, 55, 99‐103.  [4]. Zhang,  H.;  Sun,  C.  R.;  Ishurd,  O.;  Pan,  Y.J.;  Ding,  L.S.  Carbohydr.  Res.  2004, 339, 2027‐2030.  [5]. Chen, X.; Zheng, Y.; Shen, Y. Curr. Med. Chem. 2006, 13, 109‐116.  [6]. Rethfeld, I.; Blaschke, G. J. Chromatogr. B 1997, 700, 249‐253.  [7]. Woo. J. S.; Ryu, J. K. J. Pharm. Biomed. Anal. 2006, 42, 328‐333.  [8]. Saiz‐Abajo,  M.  J.;  Gonzalez‐Saiz,  J.  M.;  Consuelo,  P.  Anal.  Chim.  Acta  2005, 528, 63‐76.  [9]. ICH Guidelines, Validation of Analytical Procedures: Q2A, 1994.  [10]. ICH Guidelines, Validation of Analytical Procedures: Q2B, 1996.  [11]. ICH Draft  Guidelines,  Validation  of  Analytical  Procedures: Definitions  and Terminology, Federal Register, vol. 60, IFPMA, Switzerland, 1995.