Extractables, Leachables, and Food Contact Materials

Význam tématu

V posledních letech narůstá tlak na zajištění bezpečnosti a kvality farmaceutických, potravinářských a kosmetických produktů vůči kontaminaci chemickými látkami migrujícími z obalových materiálů. Extractables (látky extrahované za agresivních podmínek) a leachables (látky migrující do produktu během skladování), včetně NIAS (neúmyslně přidaných sloučenin), mohou ovlivnit jakévhodností, stabilitu i toxicitu finálních výrobků. Kromě farmacie a potravin se problémy týkají i e-cigarett, stolního nádobí či tiskařských inkoustů na papíru a vlnité lepenky.

Cíle a přehled studie

Využít pokročilé chromatografické a hmotnostně-spektrální techniky pro komplexní screening, identifikaci a strukturální eluci­daci extractables a leachables z různých materiálů kontaktujících s potravinami či farmaceutiky. Metody zahrnují UHPLC-UV-MS (ACQUITY Arc), UPLC-QTof MS (Xevo G2-XS), GC/APGC-QTof, SFC/UPC2, superkritickou extrakci (ASFE) a vysoce propustný screening s UNIFI Software s podporou MS E a chemometrie.

Použitá metodika

• Extrahční postupy: mikrovlnné a Soxhletovy extrakce, superkritická fluidní extrakce (MV-10 ASFE), přímé otírání a ASAP těla vzorků.
• Chromatografické stanovení: UHPLC a UPLC na kolónách BEH C18, HSS T3 a Phenyl; SFC s UPC2; GC na kolónách DB-5MS; APGC zdroj.
• Detekce: HR-MS na platformách QTof (Xevo G2-XS, SYNAPT G2 HDMS) s režimem MSE a HDMSE; single-quad QDa pro rutinní screening; tandem-MS (Xevo TQ-S).
• Informatika: Empower 3, MassLynx, UNIFI pro cílené i necílené screeny, MarkerLynx XS pro chemometrické porovnání, MassFragment pro strukturální návrh fragmentů.

Použitá instrumentace

• Waters ACQUITY Arc, UPLC I-Class, BEH C18 / HSS T3 kolóny, UPC2 BEH 2-EP
• APGC Interface a Xevo G2-XS QTof, SYNAPT G2 HDMS
• Xevo TQ-S micro Triple Quadrupole
• MV-10 ASFE superkritický extraktor
• Empower 3, MassLynx, UNIFI, MarkerLynx XS, MassFragment

Hlavní výsledky a diskuse

• Pharmaceutické vzorky: UHPLC-UV a QDa umožnily rychlý screening betamethasonu valerátu a jeho nečekaných leachables (BHT, dibutyl-ftalát, oleamid, erukamid).
• E-cigarety: nontargeted profiling UPLC/APGC-QTof odhalilo plastifikátory, stabilizátory a barviva v cartridgích.
• UPC2 SFC vs. HPLC/GC: umožňuje přímé stanovení extraktů z různě polárních rozpouštědel bez přepřípravy vzorku.
• Superkritická extrakce vs. Soxhlet/mikrovlny: ASFE šetří až 90 % rozpouštědel a 75 % času extrakce.
• APGC-QTof MSE: šetrná ionizace pro slabě termolabilní sloučeniny a strukturovou eluci­daci polymerních přísad.
• UNIFI chemometrie: Binary Compare, PCA/PLS-DA/OPLS-DA pro rychlé vyhledání markerů mezi blank extrakty a vzorky.
• FCM NIAS: identifikace benzoguanaminu v cínu na dětské výživy, nenalezen BPA, ale polymerní aditiva z inkoustů.
• PAAs: UPLC-MS/MS stanovení 23 primárních aromatických amin v polyamidovém nádobí, citlivost <0,05 ppb při absenci ion-pair činidel.
• Asap Probe-TOF screening: okamžitý screening nylonových nástrojů, detekce PAAs a ftalátů bez chromatografie.
• Paper/board: UPLC-HR-MS identifikovalo 45 migrantů, včetně UV iniciátorů (e.g. 2-ethylhexyl-4-(dimethylamino)benzoát) a barviv, struktura potvrzena MassFragment.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní jednorázový screening extractables a leachables pro soulad s předpisy (EU, FDA, USP, PQRI).
• Úspora času a nákladů díky šetrným extrakcím, redukci přepříprav i rychlým TOF screeningům (ASAP).
• Zvýšení spolehlivosti a důvěry v data díky HR-MS přesnosti, MSE paralelním frakturám a datovým knihovnám UNIFI.
• Podpora vývoje a validace metod QC/QA v laboratořích farmacie, potravin a kosmetiky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření HR-MS screeningového přístupu v rutinní praxi: real-time online monitorování migration.
• Integrace strojového učení a AI pro automatickou identifikaci a predikci rizik molekul.
• Další automatizace extrakce (robotika, ASFE 24/7), spojení s LC-MS/MS a GC-MS/MS v jednom workflow.
• Vývoj standardizovaných knihoven NIAS a polymerních přísad pro UNIFI, sdílení napříč průmyslem.

Závěr

Popsané metodiky kombinují vyspělé chromatografické techniky s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií a silnou informatikou, čímž umožňují rychlý a spolehlivý screening, identifikaci a strukturální eluci­daci nejrůznějších extrahovatelných a migrujících sloučenin. Tyto postupy splňují rostoucí požadavky legislativy i praxe – od farmacie, kosmetiky až po potravinářství, a navrhují cesty k jejich dalšímu rozšíření a automatizaci.

Reference

• Regulace EC No 1935/2004 a Plastics Regulation EU 10/2011 o migračních limitech NIAS a PAAs.
• USP-NF 35 monografie pro impurity a extraktables testy.
• PQRI Best Practices for Extractables and Leachables in OINDP, 2006.
• Key Application Notes (Waters): APGC, UPC2, MV-10 ASFE, UNIFI workflows a další.