Characterization of Extractables from Common Pharmaceutical Packaging Materials with GCxGC and HR-TOFMS

Význam tématu

Charakterizace extrahovatelných a uvolnitelných látek z obalových materiálů má klíčový význam pro farmaceutický průmysl i pro bezpečnost pacientů. Zjištění, jaké chemické sloučeniny mohou migrovat z gumových zátků či plastových stříkaček do léčiv, je nezbytné pro plnění regulatorních požadavků a minimalizaci rizik toxických kontaminantů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ukázat schopnosti kombinovaného analytického přístupu: dvojdimenzionální plynové chromatografie (GCxGC) spojené s vysoce přesnou časově-of-flight hmotnostní spektrometrií (HR-TOFMS), doplněnou o elektronovou a chemickou ionizaci. Analyzovány byly extrakty z butylových gumových zátků a plastových stříkaček extrahovaných methylenchloridem.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl použit systém Pegasus GC-HRT 4D (LECO) s modulátorem QuadJet pro termickou modulaci. Klíčové parametry:

• Primární kolona Rxi-5ms (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm), sekundární kolona Rxi-17Sil MS (0,9 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
• Program teploty: 50 °C (2 min), 8 °C/min na 340 °C (5 min); sekundární pec +20 °C
• Modulace co 3 s s +15 °C nad sekundárním ováním
• Detekce HR-TOFMS v módech EI (250 °C) a CI (165 °C, plyn CH4), rozsah 35–900 (EI) a 60–900 m/z (CI), 125 spekter/s

Hlavní výsledky a diskuse

GCxGC výrazně zvýšila separační výkon oproti jedno-dimenzionální GC, odhalila skryté koeluce a poskytla strukturované chromatogramy podle polarity a volatility.

• Příklad: dodecyl akrylát a 2,4-di-t-butyl-6-nitrofenol koelutovaly v GC, v GCxGC byly rozděleny do dvou špiček a identifikovány s vysokou spolehlivostí (podpora RI, knihovní shoda, přesná hmotnost molekulární iontů, CI M+H).
• Přesná hmotnost umožnila zamítnout nesprávné knihovní zápasy a vybrat korektní struktury (např. aromatická sulfurová vs. C15H22O2).
• U neznámých sloučenin bez knihovních dat byly navrženy sumární vzorce oligomerů butylové pryže a chlorovaných derivátů (mass accuracy <1 ppm, poloha v GCxGC konturovém prostoru).

Přínosy a praktické využití metody

Dvojdimenzionální chromatografie v kombinaci s vysokým rozlišením MS nabízí:

• Vyšší kapacitu špiček a lepší separaci složitých extraktů
• Čistší spektra pro spolehlivou identifikaci i stopových komponent
• Možnost navrhování sumárních vzorců neznámých látek
• Regulatorní shodu s požadavky FDA/USP pro testy E&L

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává v oblasti automatizace datové analýzy, využití pokročilých algoritmů pro dekonvoluci složitých spekter a rozšíření databází HR-MS knihoven. Kombinace s jinými technikami (LC-MS/MS, ion mobility) a nové stacionární fáze mohou dále zlepšit detekci a identifikaci extrahovatelných látek.

Závěr

GCxGC-HR-TOFMS prokázala vynikající schopnost komplexní charakterizace extraktů z farmaceutických obalů. Kombinace dvou separačních rozměrů s přesnou hmotnostní spektrometrií významně zvyšuje spolehlivost identifikace známých i neznámých látek a podporuje splnění regulatorních požadavků.

Reference

• USP 1663 Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packing/Delivery Systems