APPLICATION NOTEBOOK - IMPURITIES - Developing Safe and Effective Drugs

Význam tématu

V oblasti farmaceutického obalu a doplňků stravy je nezbytné sledovat tzv. extractables – látky uvolňované z obalového materiálu při extrakci za různých podmínek. Pečlivá charakterizace těchto sloučenin je klíčová k zajištění bezpečnosti, stability a integrity léčiv. Tradiční extrakční způsoby (Soxhlet, mikrovlnná extrakce) vyžadují dlouhý čas, velké objemy organických rozpouštědel a složitou přípravu. Použití superkritického CO₂ ve spojení s organickými modifikátory (SFE) a následná analýza na ACQUITY UPC2 přináší výrazné zkrácení doby extrakce, snížení spotřeby rozpouštědel a zjednodušení pracovního postupu.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři si kladou za cíl demonstrovat, že kombinace Waters MV-10 ASFE (superkritická extrakce) a ACQUITY UPC2 (UltraPerformance Convergence Chromatography) umožňuje:

• Rychle extrahovat široké spektrum látek z polymerních obalů s vysokou účinností.
• Snížit čas extrakce a spotřebu organických rozpouštědel oproti konvenčním technikám (Soxhlet, mikrovlny).
• Udržet nebo zlepšit výtěžnost extraktů při zjednodušeném workflow.
• Prokázat kompatibilitu extraktů s analytickou fázovou konvergencí (UPC2) pro následnou chromatografickou separaci.

Použitá metodika a instrumentace

• MV-10 ASFE System: Extrakce polymerních vzorků superkritickým CO₂ s 5–20 % organického modifikátoru (methanol, isopropanol) při teplotě 40–80 °C a tlaku 10–20 MPa po dobu 15–30 min.
• ACQUITY UPC2 System: Analytická konvergence (CO₂ + organický modifikátor) na kolónách CSH C18 a 2-EP (2-ethylpyridin), gradient 5–95 % B v 3–5 min, průtok 1 mL/min, detekce UV 210–280 nm nebo MS.
• Empower 3 a MassLynx Software: Automatizace sběru dat, zpracování chromatogramů a hromadné vyhodnocení extrahovaných vzorků.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání SFE a Soxhlet extrakce odhalilo:

• Čas extrakce: SFE 15–30 min vs. Soxhlet 4–6 hod.
• Spotřeba rozpouštědel: SFE 10–30 mL vs. Soxhlet 150–300 mL.
• Výtěžnost extractables: SFE dosahuje 70–100 % výtěžnosti Soxhlet, srovnatelné či vyšší selektivity pro nízkomolekulární extrakty.
• Workflow: přímá příprava extraktů pro UPC2 bez nutnosti odpařování či filtrací.
• Analytická síla UPC2: vysoká účinnost, rychlé běhy (<5 min) a možnost snadno rozlišit polární i nepolární extrakty.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlená a zelenější extrakce polymerních materiálů s výraznou úsporou času a rozpouštědel.
• Integrované řešení od vzorku k analytické separaci s minimální manuální prací.
• Adaptace jak pro rutinní QC laboratoře, tak pro výzkum nových obalových materiálů.
• Prokázaná kompatibilita extraktů s CO₂ chromatografií v jednom systému.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikací SFE/UPC2 do potravinářství a kosmetického průmyslu.
• Automatizace a vysokoprůchodní screening nejvhodnějších extrakčních podmínek.
• Vývoj nových fází kolón a modifikovaných SFE modifikátorů pro selektivní extrakci cílových látek.
• Integrace online SFE–UPLC/MS pro okamžitou kontrolu jakosti obalů a surovin.

Závěr

Kombinace superkritické extrakce (MV-10 ASFE) a UltraPerformance Convergence Chromatography (ACQUITY UPC2) představuje vysoce efektivní, rychlý a ekologicky výhodný přístup pro analýzu extractables. Tento integrovaný workflow snižuje čas extrakce z hodin na minuty, dramaticky omezuje spotřebu organických rozpouštědel a zjednodušuje přechod k chromatografické analýze. UPC2 poskytuje vysokou účinnost separace polárních i nepolárních extraktů a umožňuje snadné přizpůsobení pro různé analytické úlohy.

Reference

1. Ashton RD, Franceschini K, et al. ‘‘Determination of extractables and leachables from pharmaceutical packaging materials using gas chromatography/mass spectrometry.’’ J. Chrom. A. 2001; 918(1-2):83-95.
2. Marler D, Hollenbach M, Oettinger L. ‘‘Supercritical fluid extraction applied to packaging extractables studies.’’ Pharm. Tech. 2010; 34(12):80-84.
3. Zhou H, Zhang MS, et al. ‘‘Comparison of supercritical fluid extraction and Soxhlet extraction for the determination of extractable compounds from polymeric containers.’’ J. Pharm. Sci. 2008; 97(4):1873-1884.
4. Smith BW, Jablonski JM, et al. ‘‘UltraPerformance Convergence Chromatography in extractable/leachable studies.’’ Waters Application Note 720005037EN. 2016.