Analysis of Extractable/Leachable Compounds from Generic Liquid Drug Formulations Using GC/MSD Systems

Význam tématu

Analýza extrahovatelných a eluovatelných sloučenin z obalových materiálů farmaceutických tekutých forem je klíčová pro zajištění jejich kvality a bezpečnosti. Tekuté léčivé přípravky jsou ve stálém styku s plastovými součástmi obalů, což zvyšuje riziko migrace plastifikátorů, antioxidantů a dalších aditiv do léčiva.

Cíle a přehled studie / článku

Tato studie demonstruje využití dvou komplementárních přístupů plynové chromatografie spojené s hmotnostní spektrometrií (GC/MS) k detekci a identifikaci instrinze extrahovatelných a eluovatelných látek v modelové farmaceutické suspenzi. První metoda využívá vysokoteplotní headspace sampling pro studium těkavých a semitěkavých sloučenin, druhý přístup pak velkoobjemovou liquid injection pro snímání méně těkavých plastifikátorů.

Použitá metodika a instrumentace

Analytický postup zahrnuje:

• Headspace GC/MS: oddělení pevné a kapalné frakce suspenze, koncentrace v 10mL vialkách, vysokoteplotní equilibration (250 °C) na Agilent 7697A Headspace Sampler, separace na GC 7890A a detekce na MSD 5977A; doplněno SIM analýzou vybraných iontů.
• Velkoobjemová liquid injection GC/MS: extrakce suspenze dichlormethanem (5 mL, sonikace), transfer organické vrstvy, injekce 10 µL na Agilent 7693A ALS s multimode inlet (solvent vent), GC program 50–340 °C, skenovací režim 29–700 amu na MSD 5977A.

Použitá instrumentace:

• Agilent 7697A Headspace Sampler
• Agilent 7890A GC a Agilent 5977A MSD
• Agilent 7693A Automatic Liquid Sampler s multimode inlet

Hlavní výsledky a diskuse

• Headspace GC/MS odhalila mastné kyseliny (palmitová, stearová kyselina) a jejich estery, 2-furanmethanol, 1-hydroxy-2-propanon a další nízkomolekulární plastifikátory. SIM potvrzení butylesteru palmitátu a 2-methylpropylesteru stearátu.
• ALS GC/MS identifikovala ftalátové plastifikátory (di(2-ethylhexyl) adipát, di(2-propylpentyl) ftalát), hexadecan, n-palmitová a stearová kyselina, N,N-dimethyl-1-tetradecanamin a další aditiva relevantní pro HDPE/PP obaly.
• Kromě plastifikátorů byly detekovány běžné složky farmaceutických, vonných a potravinářských přípravků (flavour, rozpouštědla, antioxidanty), které usnadnily selekci potenciálních leachables.

Přínosy a praktické využití metody

• Kombinace headspace a velkoobjemové liquid injection GC/MS poskytuje komplexní pokrytí od vysoce těkavých až po semivolatné sloučeniny.
• SIM analýza zvyšuje citlivost a selektivitu při potvrzování nízkokoncentrovaných plastifikátorů.
• Metodika je vhodná pro hodnocení rizika všech kategorií tekutých farmaceutických přípravků, zejména u inhalací a injekčních formulací.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro lepší rozlišení ftalátových isomerů.
• Automatizace extrakčních postupů a optimalizace sběru dat za účelem vyšší propustnosti a reproducibility.
• Nasazení dalších technik jako LC-MS/MS pro identifikaci netěkavých a vysokomolekulárních aditiv (např. Irganox 1010).
• Využití pokročilých datových analýz a AI přístupů pro rychlou identifikaci a kvantifikaci extrahovaných látek.

Závěr

Využití vysokoteplotního headspace sampling a velkoobjemové liquid injection GC/MS umožňuje komplexní profilaci extrahovatelných a eluovatelných látek z plastových obalů farmaceutických tekutých formulací. Metody prokázaly schopnost detekovat klíčové plastifikátory a aditiva, čímž přispívají k posouzení bezpečnosti a kvality léčiv.

Reference

1. T. D. Lickly, C. D. Bell, K. M. Lehr. The Migration of Irganox 1010 Antioxidant from High-Density Polyethylene and Polypropylene into a Series of Potential Fatty-Food Simulants. Food Addit. Contam. 7, 805–814 (1990).
2. R. G. Raj, B. V. Kokta. Reinforcing High Density Polyethylene with Cellulosic Fibers. I: The Effect of Additives on Fiber Dispersion and Mechanical Properties. Polym. Eng. Sci. 31, 1358–1362 (1991).
3. P. C. Srinivasa, M. N. Ramesh, R. N. Tharanathan. Effect of Plasticizers and Fatty Acids on Mechanical and Permeability Characteristics of Chitosan Films. Food Hydrocoll. 21, 1113–1122 (2007).
4. C. L. Yang et al. GC-MS Studies on the Contaminants in Paper-Plastic Food Packaging Materials. Adv. Mater. Res. 380, 282–285 (2011).
5. A. Guart et al. Migration of Plasticizers Phthalates, Bisphenol A and Alkylphenols from Plastic Containers and Evaluation of Risk. Food Addit. Contam. 28, 676–685 (2011).
6. E. Hagberg et al. Processes for Making High Purity Renewable Source-Based Plasticizers and Products Made Therefrom. US8703849 B2 (2014).
7. L. R. Barron, P. C. Wang. Sealant and Coating Composition. US4507443 A (1985).
8. J. C. West. Rapid Preparation of Methyl Esters from Lipids, Alkyd Paint Resins, Polyester Resins, and Ester Plasticizers. Anal. Chem. 47, 1708–1709 (1975).
9. J. E. Koroly, W. D. Niederhauser. Process for the Epoxidation of Esters of Oleic and Linoleic Acids. US2485160 A (1949).
10. P. N. Son, J. T. Lai. Ultraviolet Resistance, Polymers. US4692487 A (1987).
11. A. L. D. Róz et al. The Effect of Plasticizers on Thermoplastic Starch Compositions Obtained by Melt Processing. Carbohydr. Polym. 63, 417–424 (2006).
12. L. B. Brandenburger, B. Sicklesteel, M. J. Owens. Latex Polymer and a Coalescent Which Can Also Be a Solvent or a Plasticizer. US6762230 B2 (2004).
13. W. H. Scepanski. Solid Cast Fabric Softening Compositions for Application in a Washing Machine. US6110886 A (2000).
14. H. M. Lai, G. W. Padua, L. S. Wei. Properties and Microstructure of Zein Sheets Plasticized with Palmitic and Stearic Acids. Cereal Chem. J. 74, 83–90 (1997).
15. C. Nerín et al. Analytical Methods for the Screening of Potential Volatile Migrants from Acrylic-Base Adhesives Used in Food-Contact Materials. Food Addit. Contam. Part A 26, 1592–1601 (2009).
16. G. S. Park, M. Saleem. Diffusion of Additives and Plasticizers in Poly(vinyl Chloride) — v. Diffusion of N-Hexadecane and DDT. J. Membr. Sci. 18, 177–185 (1984).
17. H. G. Wahl et al. Identification of Plasticizers in Medical Products by a Combined Direct Thermodesorption–cooled Injection System and GC–MS. J. Chromatogr. A 847, 1–7 (1999).
18. K. Xu et al. A Comparative Study on the Inhibitory Ability of Various Wood-Based Composites against Harmful Biological Species. BioResources 8, 5749–5760 (2013).
19. M. Pommet et al. Intrinsic Influence of Various Plasticizers on Functional Properties and Reactivity of Wheat Gluten Thermoplastic Materials. J. Cereal Sci. 42, 81–91 (2005).