A novel automated 2D-LCMS-IT-TOF system compatible with non-volatile salts applied to accelerating impurity ID workflow in chemistry, manufacturing and controls

Význam tématu

Identifikace nežádoucích vedlejších látek v procesech chemické výroby léků je klíčová pro zajištění bezpečnosti a kvality finálního produktu. Standardní chromatografické metody často využívají nevolatilní soli nebo iontové páry, které však komplikují přímou analýzu hmotnostní spektrometrií. Automatizovaný 2D-LC/MS s vysokou hmotnostní přesností umožňuje rychlejší a spolehlivější přenos z nevolatilních podmínek na MS-kompatibilní fázi, čímž urychluje workflow v oblasti CMC (chemistry, manufacturing and controls).

Cíle a přehled studie / článku

Autoři představují novou modulární 2D-LCMS-IT-TOF platformu integrovanou s prvním rozměrem pracujícím na nevolatilních mobilech (phosphátové pufry, iontové páry) a druhým rozměrem se snadno odsolitelnou a MS-kompatibilní fází. Testovacím modelem byly sulfaantibiotika, jejichž složky a neznámé příměsi byly automaticky izolovány, zachyceny v odpařovacích smyčkách, následně desalinizovány a analyzovány vysokorozlišovací IT-TOF hmotnostní spektrometrií.

Použitá metodika a instrumentace

1D separation:

• Služba: Shimadzu Co-Sense LC/MS
• Kolona: Shim-pack VP-ODS (150 × 4,6 mm, 5 µm)
• Mobilní fáze: 0,01 mol/L fosfátový pufr pH 2,6 : methanol (7 : 3)
• Flow: 1 mL/min, UV/VIS detekce
• Časově řízené přepínání ventilů pro frakcionaci (10 µL smyčky)

2D separation:

• Kolona: Shim-pack XR-ODS (75 × 2,0 mm, 2,2 µm)
• Mobilní fáze: 0,1 % kyselina mravenčí / methanol, gradient 0–50 % B (0–10 min), návrat do 10 % B (10,01–20 min)
• Flow: 0,3 mL/min, IT-TOF MSn analýza (m/z 100–1000, externí kalibrace)

Hlavní výsledky a diskuse

Automatizovaná frakcionace 1D rozlišení umožnila izolovat hlavní API (sulfadimethoxin) a čtyři neznámé příměsi. Po přepnutí na 2D fázi bylo možné každou frakci desalinizovat a získat vysoce přesné hmotnostní spektrum s chybou <2 ppm a navrhnout empirické vzorce (C11H12N4O2S, C12H14N4O2S, C11H12N4O11S, C14H12N4O2S). Iontově párová chromatografie pro tři sulfa deriváty rovněž potvrdila účinné oddělení a eliminaci iontově párového činidla druhým rozměrem.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimalizace manuálních zásahů při přechodu mezi nevolatilními a MS-kompatibilními podmínkami.
• Rychlá identifikace neznámých příměsí s vysokou hmotnostní přesností a MSn daty.
• Snížení rizika ztráty slabě retinovaných sloučenin.
• Úspora času a zdrojů v CMC studiích a QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem je rozšíření automatizace na rozlišení vícedimenzionálních pufrů, integrace pokročilých algoritmů pro vzorové rozpoznávání a umělou inteligenci pro návrh fragmentačních drah. Vývoj rychlejších kolonn a ještě citlivějších IT-TOF detektorů může dále zkrátit analýzu a zvýšit spolehlivost při monitorování stopových nečistot.

Závěr

Představený 2D-LCMS-IT-TOF systém nabízí efektivní řešení pro automatizované přepínání mezi nevolatilními a MS-kompatibilními chromatografickými podmínkami. Urychluje identifikaci neznámých příměsí, zvyšuje přesnost výsledků a snižuje pracovní náklady v oblasti kontroly kvality a vývoje léčiv.

Reference

Žádné specifické literární odkazy uvedeny.