A multi-detector platform comprising UV/Vis, charged aerosol, and single quadrupole mass spectrometric detection for comprehensive sample analysis

Význam tématu

V oblasti farmaceutické a průmyslové analytické chemie je zásadní spolehlivě odhalit a kvantifikovat známé i neznámé příměsi, rozkladové produkty či látky uvolněné z materiálů (extractables a leachables). Jediný detektor často nepostačuje – UV/Vis selhává u bezchromoforových sloučenin, CAD u velmi těkavých a MS bez vhodné ionizace. Kombinace těchto technik zajišťuje komplexní přehled o složení vzorku a umožňuje minimalizovat riziko přehlédnutí kritických látek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vytvořit a ověřit více-detektorovou analytickou platformu sestávající z UV/Vis, charged aerosol detektoru (CAD) a jednokvadrupólového hmotnostního spektrometru (MS) se dvěma režimy ionizace (HESI a APCI). Platforma byla otestována na analýzu standardních látek i extraktů z jednorázových bioreaktorových vaků, aby se zjistily neznámé či nízko koncentrované kontaminanty.

Použitá metodika a instrumentace

Chromatografie proběhla na systému Thermo Scientific Vanquish Flex UHPLC ve dvou nastaveních (standardní vs. inversní gradient) s kolonkou Accucore C18 (100×2,1 mm, 2,6 μm), 0,5 ml/min, 45 °C, injekce 2 μl.
Detekční platforma:

• Diodový UV/Vis detektor (DAD)
• Charged Aerosol Detector (CAD)
• ISQ EC/EM jednokvadrupólový MS s HESI a APCI ionizací

Pro přípravu vzorků byly použity methanolové a isopropanolové extrakty cell culture bagů (50:50 IPA/voda), referenční standardy 18 látek v rozsahu 1–500 µg/ml.

Hlavní výsledky a diskuse

Komplementární použití UV/Vis a CAD detekce pokrylo všechny 18 testovaných sloučenin. MS identifikace potvrdila 16 látek, přičemž některé lépe detekoval APCI (např. azobenzen), jiné HESI (např. palmitová kyselina). Inversní gradient významně zlepšil uniformitu CAD odezvy, umožnil kvantifikaci pomocí jednoho univerzálního kalibrantu (bisfenol A) pro většinu analyzovaných sloučenin. Analýza extraktů z bioreaktorových vaků odhalila přítomnost erucamidu, kyseliny stearové a derivátů stabilizátorů (Irgafos 168, oxidovaný TBPP, bis(2,4-di-terc-butylfenyl)fosfát) i řadu dosud neznámých látek.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní screening známých i neznámých kontaminantů bez rizika přehlédnutí.
• Univerzální kvantifikace neznámých látek díky uniformnímu CAD signálu v inversním gradientu.
• Podpora QA/QC ve farmaceutickém vývoji, analýza extractables a leachables v jednom běhu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj zahrnuje kombinaci s vysokým rozlišením MS pro detailní strukturální identifikaci, automatizované workflow, online monitoring procesů a využití zelených elučních systémů. Integrace dalších detektorů či modulů pro studium chirality a bioterapeutik zvýší aplikovatelný rozsah metody.

Závěr

Představená platforma UV/Vis–CAD–MS s HESI/APCI ionizací poskytuje robustní nástroj pro komplexní analýzu vzorků, zahrnující detekci, identifikaci i kvantifikaci širokého spektra sloučenin. Inversní gradient přispívá k uniformnímu signálu CAD, což usnadňuje kvantitativní práci i u neznámých analytů.

Reference

• Dorival-García N.; Bones J. J. Chromatogr. A 2017, 1512, 51–60.
• Norwood D.L. et al. J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. 2009, 32, 1768–1827.
• Asa D.; Carreiro D. The Application Notebook 2007, 65.
• Menz M. et al. Thermo Fisher Scientific Technical Note 72806; 2018.