A Comparative Study of Electrospray and UniSpray Sources Using ACQUITY UPC2

Význam tématu

V oblasti farmaceutické analýzy je klíčové monitorovat čistotu léčivých látek a detekci nežádoucích nečistot pod hladinou 0,1 %. Klasická reverzní fáze HPLC-MS nemusí u některých látek zajistit dostatečnou citlivost ani selektivitu, zvláště u vodou citlivých sloučenin. Technologie Convergence Chromatography (UPC2) s nadkritickým CO2 a nové ionizační zdroje jako UniSpray přinášejí alternativní přístupy vedoucí ke zvýšení citlivosti a rozšíření aplikačního spektra.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo porovnat výkon standardního elektrosprayového (ESI) a nového UniSpray (USI) ionizačního zdroje při hyphenaci s ACQUITY UPC2. Studie zahrnovala 15 modelových farmaceutických látek (API) o různých vlastnostech (MW, logP, pKa). Vyhodnocovaly se signální zesílení a poměr SIR a MRM experimentů při dvou koncentracích (10 a 100 ng/mL).

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci se využil systém ACQUITY UPC2 (2000 psi, 40 °C, 2 mL/min, kolona BEH 2.1×100 mm). Jako modifikátor sloužil methanol se 2 % vody a 0,1 % kyseliny mravenčí, make-up flow 0,4 mL/min. K detekci sloužil Xevo TQ-S micro se softwarovou podporou MassLynx a IntelliStart. USI s grounded impaktorovým pinem byl nasazen vedle standardního ESI zdroje. Pro porovnání byly optimalizovány SIR a MRM podmínky pro všechny analyty.

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny sloučeniny kromě ketokonazolu vykázaly při nízké koncentraci 10 ng/mL u USI oproti ESI významné zlepšení citlivosti (nárůst 2–13násobně). Rozdíly mezi SIR a MRM byly menší, obě režimy potvrdily vyšší výkon USI. Při vyšší koncentraci (100 ng/mL) se u některých látek (atenolol, buspiron, propranolol, progesteron, terfenadin) zesílení ještě zvýšilo, jinde zůstalo podobné. Přechodem z UPC2 na UPLC klesl benefit USI, což naznačuje, že nadkritický CO2 a rapidní expanze hrají roli ve vzniku menších aerosolových kapének a lepší desolvaci. Mechanismus Coanda efektu na impaktorovém pinu usměrňuje plynné ionty do vzorkové kužele.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zvýšení citlivosti u široké škály API.
• Nižší spotřeba vody díky UPC2 a rychlejší desolvace menších kapének.
• Rozšíření ionizačního spektra pro vodou citlivé a neutrální sloučeniny.
• Možnost orthogonální selektivity kombinací UPC2 a RPLC pro potvrzení nečistot.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další výzkum mechanismu ionizace UniSpray a optimalizace pinu.
• Rozšíření studia na větší knihovny API a biopolymery.
• Integrace s vysokopropustnými automatizačními platformami.
• Vývoj optimalizovaných sond pro jiné hyfenované systémy (SFC-MS, mikrofluidika).

Závěr

UniSpray v kombinaci s ACQUITY UPC2 představuje efektivní přístup k výraznému posunu citlivosti v LC-MS analýze farmaceutických látek. Vhodnou volbou ionizačních podmínek a využitím nadkritického CO2 lze dosáhnout nižší detekční meze, vyšší selektivity a snížené spotřeby vody, což přispívá ke zrychlení a zkvalitnění rozvoje analytických metod v farmaceutickém i průmyslovém prostředí.

Reference

• ICH Guidelines Q3A (2R) Impurities in new drug substances.
• M.S. Lee, H.S. Kerns, Mass Spectrom Rev. 1999, 18, 187–279.
• N.B. Cech, C.G. Enke, Mass Spec Rev. 2001, 20, 362.
• S. Bajic, Waters White Paper UniSpray Ion Source.
• S. Lubin, S. Bajic, D. Carbooter, P. Augustijins, F. Cuyckens, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2017, 28, 286–293.