High throughput molecular weight confirmation of Pharmaceutical Compounds using DART MS analysis with ultra-fast polarity switching

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé potvrzení molekulové hmotnosti syntetizovaných farmaceutických sloučenin je klíčové v procesech vývoje léčiv, kontroly kvality a vysokoprodukčních laboratořích. Tradiční LC/MS metody často vyžadují náročnou přípravu vzorku a časté přepínání mezi pozitivním a negativním ionizačním módem, což omezuje propustnost analýz. Integrace DART ionizace s ultrarychlým přepínáním polarity na kvadrupólovém hmotnostním spektrometru nabízí řešení pro vysokoprodukční potvrzení molekulové hmotnosti bez rozsáhlé přípravy vzorků.

Cíle a přehled studie / článku

Účelem studie bylo demonstrovat schopnost vysokoprodukčního potvrzení molekulové hmotnosti 11 různých farmaceutických sloučenin rozpustných v DMSO za použití DART-MS s ultrarychlým přepínáním polarity. Studie hodnotila dvě konfigurace DART ionizačního zdroje (DART-SVP a DART-ID CUBE) napojené na kvadrupólové MS LCMS-2020 s důrazem na rychlost analýzy a kvalitu spektra.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala přípravu standardních roztoků farmaceutických sloučenin (10 ppm v 100% DMSO), jejich automatizovanou aplikaci a přímou ionizaci:

• DART-SVP (IonSense) s ohřevem helia na 350 °C a automatickým podavačem X-Z scanner (až 96 vzorků/run)
• DART-ID CUBE (IonSense) s vyhřívanou kovovou mřížkou pro rychlou evaporaci kapky vzorku
• Kvadrupólový MS LCMS-2020 (Shimadzu) s ultrarychlým přepínáním polarity (15 ms) a rychlým skenováním (až 15 000 u/s) v rozmezí m/z 100–1000

Hlavní výsledky a diskuse

Obě DART konfigurace umožnily detekci referenčních standardů (100 ppm kininu a methylparabenu) v pozitivním i negativním módu. U DART-SVP byly analyzovány komerčně dostupné sloučeniny: Atenolol, Warfarin, Yohimbin, Cilostazol, Nifedipin, Diazepam, Nitrendipin, Diphenhydramin, Verapamil, Triazolam a Alprazolam. Klíčové poznatky:

• Všech 11 sloučenin bylo identifikováno ve spektru za ~10 s na vzorek.
• Pozitivní ionizace dominovala u většiny testovaných sloučenin (např. Atenolol, Diazepam, Verapamil).
• Negativní ionizace byla úspěšná u Warfarinu, Nifedipinu a Nitrendipinu.
• DART-ID CUBE umožnil rychlejší odpařování díky přímému ohřevu kovové mřížky, což vedlo k vyšší reprodukovatelnosti signálu.

Přínosy a praktické využití metody

DART-MS s ultrarychlým přepínáním polarity poskytuje:

• Minimální či žádnou přípravu vzorku (přímá analýza roztoků v DMSO i slaných matricích).
• Vysokou propustnost (>300 vzorků/hod při 10 s na vzorek).
• Flexibilitu detekce v pozitivním i negativním módu bez manuální zásahu.
• Snížení provozních nákladů a zrychlení workflow ve farmaceutickém výzkumu a kontrole kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření DART-MS v průmyslu i akademii:

• Integrace s robotizovanými platformami pro full-automated screening velkých knihoven sloučenin.
• Rozšíření skenovacího rozsahu a zvýšení rozlišení pomocí hibridních MS systémů (TOF, orbitrap).
• Vývoj přenosných DART–MS systémů pro in situ kontrolu jakosti v terénu.
• DART aplikace v metabolomice, environmentální analýze a potravinářství.

Závěr

Studie prokázala, že kombinace DART ionizace (SVP i ID CUBE) a kvadrupólového spektrometru s ultrarychlým přepínáním polarity umožňuje spolehlivé a velmi rychlé potvrzení molekulové hmotnosti široké škály farmaceutických sloučenin rozpustných v DMSO. Metoda přináší významné zrychlení workflow bez kompromisů v kvalitě dat.

Použitá instrumentace

• DART-SVP ion source (IonSense Inc., MA, USA)
• DART-ID CUBE ion source (IonSense)
• LCMS-2020 kvadrupólový hmotnostní spektrometr (Shimadzu Corporation, Kyoto, JPN)
• X-Z scanner pro automatizovanou aplikaci vzorků (až 96 pozic)