Pharma Materials Study: GC-MS Identification of Extractables and Leachables from Elastomer Material

Význam tématu

Podrobná charakterizace látek migrujících z elastomerových materiálů do farmaceutických přípravků je klíčová pro zajištění kvality a bezpečnosti lékových forem. Studie extractables a leachables pomáhá odhalit potenciální kontaminanty, které mohou narušit stabilitu, účinnost nebo bezpečnost léčiv během výroby, skladování či aplikace.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo identifikovat extrahovatelné a potenciálně leachovatelné sloučeniny z elastomerického pístu uvažovaného pro dentální injekční kartuše. Aplikace zahrnuje použití různých extrakčních postupů, derivatizaci a analýzu pomocí GC–MS ve spojení s paralelním FID, doplněnou dekonvolucí a porovnáním s knihovnami.

Použitá metodika a instrumentace

• Extrahční postupy:
  
  • přímá analýza plynné fáze (headspace) z pístu,
  • vodná extrakce následovaná extrakcí dichlormethanem (DCM),
  • DCM extrakt derivatizovaný BSTFA,
  • izopropanolová (IPA) extrakce.
• Analytická instrumentace:
  
  • Thermo Scientific TRACE 1310 GC
  • Thermo Scientific ISQ single quadrupole MS
  • Silflow připojení a paralelní FID detektor
  • TriPlus RSH autosampler pro liquid a HS injekce
• Podmínky GC–MS:
  
  • Split/splitless vstřikování, kapilární kolona TraceGOLD-5MS
  • Oven: 40 °C do 325 °C; full scan 25–700 Da, 4 skeny/s
  • FID: 300 °C, vzduch, vodík, dusík.
• Zpracování dat:
  
  • dekonvoluce chromatogramů v AMDIS,
  • identifikace pomocí NIST knihovny,
  • strukturní návrhy neznámých spekter v Mass Frontier.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzou headspace bylo detekováno 53 píků, z nichž s >75 % shodou identifikováno množství nízkomolekulárních ketonů, aldehydů a olefinů. V tekutých extraktech se objevily estery, siloxany, ftaláty i dlouhé mastné kyseliny. Paralelní detekce MS a FID prokázala konzistentní vzory eluce, AMDIS umožnil oddělení překrývajících se sloučenin a Mass Frontier poskytl struktury pro dosud nezdokumentované komponenty.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a spolehlivá identifikace extrahovatelných a potenciálně leachovatelných látek.
• Komplexní screening kombinující headspace, solventní extrakci a derivatizaci.
• Schopnost aplikace v rutinní kontrole kvality a vývoji balicích komponent.
• Modulární nastavení umožňuje rozšíření na kvantifikaci a další analytické přístupy (LC–MS, ICP).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vysokorozlišovací hmotové spektrometrie pro přesnější identifikaci.
• Automatizace dekonvoluce a pokročilý datový mining s využitím strojového učení.
• Rozšíření knihoven o nové monomery, aditiva a metabolity polymerů.
• Vývoj senzorových systémů pro on-line monitorování úniku sloučenin.

Závěr

Navržený analytický workflow spojující GC–MS s paralelním FID, dekonvoluční software AMDIS a strukturální interpretaci v Mass Frontier ukázal vysokou robustnost a citlivost při detekci a identifikaci extrahovatelných látek z elastomerových pístů. Tento přístup je vhodný pro rutinní kontrolu kvality, vývoj nových balicích systémů a zajištění bezpečnosti farmaceutických přípravků.

Reference

1. FDA Guidance for Industry: Container Closure Systems for Packaging Human Drugs and Biologics, 1999.
2. CPMP/QWP/4359/03 a EMEA/CVMP/205/04: Guideline on Plastic Immediate Packaging Materials, 2005.
3. Bio-Process Systems Alliance: Recommendations for Extractables and Leachables Testing, 2007.
4. Sehnal N. et al.: Compatibility of Parenterals and Contact Materials. STP Pharma Pratiques 23(2):59–96, 2013.
5. Norwood D.L. et al.: Best Practices for Extractables and Leachables in OINDP. Pharm. Res. 25(4):727–739, 2008.
6. Jenke D.: Compatibility of Pharmaceutical Products and Contact Materials. Wiley, 2009.
7. USP <1663>: Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems. Pharmacopeial Forum 39(5), 2013.
8. USP <1664>: Assessment of Drug Product Leachables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems. Pharmacopeial Forum 39(5), 2013.
9. Mallard W.G., Reed J.: AMDIS User Guide. NIST, 1997.
10. HighChem: Mass Frontier Software. highchem.com.