GC/MS Approach for Analysis of Extractables and Leachables (E&L) in Complex Matrices Using Spectral Deconvolution and Retention Indices

Význam tématu

Analýza extractables a leachables (E&L) v komplexních matricích je klíčová pro zajištění bezpečnosti a kvality léčivých a biologických produktů. Materiály obalů a částí přístrojů mohou uvolňovat potenciálně škodlivé organické látky, které mohou ovlivnit stabilitu léčiva, vyvolat nežádoucí účinky nebo negativně ovlivnit regulační shodu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentované studie bylo demonstrovat robustní GC/MS metodiku pro identifikaci GC-kompatibilních extractables a leachables za použití spektrální dekonvoluce a retenčních indexů. Do pracovního postupu byla dále integrována vysokorozlišovací GC/Q-TOF pro zvýšení důvěryhodnosti identifikace a možnost strukturálního objasnění. Studie zahrnovala extrakci prototypových gumových těsnění ze stříkaček a následnou analýzu pomocí standardního GC/MSD a GC/Q-TOF systému.

Použitá metodika

Pracovní postup sestával z následujících kroků:

• Extrahování těsnění v THF při pokojové teplotě po dobu šesti měsíců.
• Separace na sloupci DB-5ms UI (30 m×0,25 mm×0,25 µm) a novém ultra nízkobleedingovém sloupci DB-5Q (30 m×0,25 mm×0,25 µm).
• Spektrální dekonvoluce pomocí softwaru MassHunter Unknowns Analysis a porovnání s knihovnou NIST23.
• Filtrace podle retenčních indexů při uzamčeném čase retence mezi GC/MSD a GC/Q-TOF systémy.
• Použití nízkoenergetického EI (10–15 eV) pro detekci molekulových iontů neznámých látek.
• Potvrzení nebo vyvrácení identifikací s využitím přesné hmotnosti a nástroje ExactMass v rámci softwaru MassHunter.
• Strukturální objasnění vybraných látek ve softwaru Molecular Structure Correlator (MSC).

Použitá instrumentace

• GC/MSD: Agilent 5977C
• GC/Q-TOF: Agilent 7250 s nízkoenergetickým EI
• GC: Agilent 8890
• Sloupce: Agilent J&W DB-5ms UI a Agilent J&W DB-5Q (ultra nízký bleed)
• Řídicí software: OpenLab ECM XT, MassHunter Data Acquisition, MassHunter Unknowns Analysis 12.1, MSC 8.2

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza odhalila více než 150 různých GC-kompatibilních E&L sloučenin:

• Přes 80 sloučenin bylo identifikováno oběma přístroji GC/MSD a GC/Q-TOF s vysokým faktorem shody.
• Vysokorozlišovací Q-TOF umožnil potvrdit dalších 60 komponent s využitím přesné hmotnosti a fragmentační analýzy.
• Ultra nízkobleedingový sloupec DB-5Q významně snížil pozadí pozdně eluujících sloučenin, což zlepšilo citlivost a počet identifikací.
• Nízké energie EI usnadnily detekci jediných molekulových iontů pro neznámé komponenty, které byly následně charakterizovány MS/MS experty.

Přínosy a praktické využití metody

Popisovaná metodika nabízí:

• Vyšší spolehlivost identifikace extractables a leachables díky kombinaci spektrální dekonvoluce, retenčních indexů a přesné hmotnosti.
• Možnost komplexního nenávazného screeningu neznámých komponent v rámci regulační kvalifikace obalových materiálů.
• Zajištění compliance s elektronickými záznamovými předpisy (audit trail, uzamčení dat) díky platformě OpenLab ECM XT.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry dalšího rozvoje:

• Integrované workflow pro plně automatizovanou nenávaznou analýzu s využitím umělé inteligence a strojového učení při deconvoluci spekter.
• Použití moderních stacionárních fází a modulárních systémů GC pro širší rozsah chemických tříd.
• Rozšíření aplikací na biologické matricové extractables (lipidy, proteiny) a multi-senzorové instrumenty.

Závěr

Prezentovaná kombinace standardního GC/MSD a vysokorozlišovacího GC/Q-TOF se spektrální dekonvolucí a retenčními indexy představuje vysoce výkonný a spolehlivý přístup k analýze extractables a leachables. Nové ultra nízkobleedingové kolony a moderní softwarové nástroje umožňují detekci stopových úrovní a přesnou identifikaci složitých vzorků.

Reference

• Quimby B. et al. GC/MS Approach for Analysis of Extractables and Leachables in Complex Matrices Using Spectral Deconvolution and Retention Indices. ASMS 2024, Poster MP 208.