Analytical Workflow for Extractable and Leachable Impurities

Význam tématu

V chemické a farmaceutické výrobě představují extrahovatelné a vylučitelné nečistoty (extractables and leachables) riziko pro bezpečnost pacienta i stabilitu a účinnost lékové formy. Moderní analytické přístupy kombinující vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrii a atomovou spektrometrii umožňují včasnou identifikaci potenciálně škodlivých organických i anorganických látek migrujících ze zařízení, obalů nebo komponent procesu.

Cíle a přehled studie

Prezentovaná studie ukazuje kompletní pracovní postup pro hodnocení extrahovatelných a vylučovatelných látek na modelovém systému silikonových O-kroužků ve čtyřech extrakčních médiích (vodě, 5M NaCl, 50 a 100 % EtOH) při 40 °C po 30 dnech. Cílem bylo demonstrovat schopnost metod detekovat, identifikovat a kvantifikovat široké spektrum těkavých, polo­těkavých i netěkavých organických sloučenin a stopové kovové nečistoty.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu těkavých a polo­těkavých látek byla použita technika GC–Orbitrap MS (TRACE 1310 GC, Q Exactive GC) s library search a vysokoresoluční filtrací HRF. Netěkavé organické extrahovatelné látky byly sledovány pomocí UHPLC–Orbitrap MS/MS (Vanquish UHPLC, Q Exactive Plus) s režimem polární a nepolární analýzy v plném skenu a datově závislé MS/MS. Elementární kontaminanty určovalo ICP-MS (iCAP Q ICP-MS) v režimu kinetické energie závislého odplynování (KED) pod helium atmosférou. Pro datovou analýzu byly využity softwary TraceFinder, Compound Discoverer, Mass Frontier a cloudová databáze mzCloud.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza vzorků odhalila desítky organických extrahovatelných látek včetně oligomerů silikonů, aditiv polymerních materiálů (např. Irganox 1076) a sérií esterů či amidu. Vysoká hmotnostní přesnost (<1 ppm) a schopnost vysvětlit výrazné ionty podpořily identifikaci i u látek bez přímé shody v knihovnách. LC-MS/MS s polárními i nepolárními režimy umožnilo zachytit i vyšší molekuly s polaritou obtížně detekovatelnou GC. Elementární studie prokázala velmi nízké koncentrace kovů (Cu, Zn, Mn, Pb a další) pod limity detekce ve většině extrakcí, s výjimkou stopových úrovní zachycených v některých médiích.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní workflow pokrývá všechny třídy potenciálních nečistot v jednom plánu testování.
• Vysoká selektivita a přesnost HRAM MS umožňuje důvěryhodnou identifikaci i málo známých látek.
• Automatizované softwarové postupy zrychlují analýzu dat a minimalizují subjektivní chyby při určování struktur.
• Elementární kontrola přináší kompletní přehled o riziku kovových nečistot ve farmaceutických systémech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k plné automatizaci identifikace neznámých sloučenin v reálném čase prostřednictvím umělé inteligence a rozšířených cloudových knihoven. Vznikají pokročilé softwarové platformy, které budou schopné prediktivně navrhovat možné struktury na základě fragmentačních vzorců. V oblasti ICP-MS se očekává rozšíření technik pro potlačení vícečetných interferencí a zvýšení propustnosti při ultra stopových analýzách.

Závěr

Prezentované workflow pro extrahovatelné a vylučitelné látky kombinuje nejlepší metody GC-Orbitrap MS, LC-Orbitrap MS/MS a ICP-MS, podložené robustními softwarovými nástroji. Tento přístup poskytuje komplexní a validovatelnou platformu pro hodnocení rizik kontaminantů v materiálech přicházejících do styku s farmaceutickými produkty.

Reference

• K D’Silva Analytical Workflow for Extractable and Leachable Impurities AAPS 2015
• USP General Chapters 1663 a 1664
• Standardized Extractables Testing Protocol Pharmaceutical Engineering 34 (2014)
• USP 233 Elemental Impurities
• ICH Q3D Guideline for Elemental Impurities