Identification of plastic additives in pharmaceutical packaging using a fully automated parallel extraction evaporator system and UHPLC-HRMS

Význam tématu

Polymerní materiály v balení farmaceutik mohou uvolňovat příměsi, které ohrožují kvalitu, účinnost a bezpečnost léčiv. Testování tzv. extractables a leachables je nezbytné pro splnění požadavků regulačních orgánů, včetně FDA a USP.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo demonstrovat plně automatizovanou extrakci plastových přísad z inhalátorů pomocí systému Thermo Scientific EXTREVA ASE, včetně následného ultra-vysoko výkonného kapalinového chromatografu (UHPLC) s vysokým rozlišením hmotnostního spektrometru (HRMS). Studium porovnávalo výtěžnost a stabilitu extrahovaných látek s tradiční metodou statického loužení.

Použitá metodika a instrumentace

Extractables byly izolovány z nastrouhaných vzorků inhalátorů v extrakčních článcích za použití isopropanolu a hexanu při optimalizovaných podmínkách (teplota 100 °C, čas 25 min, tlak 200 psi). Systém EXTREVA ASE automaticky extrahuje a vypařuje rozpouštědlo bez zásahu obsluhy.

• EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor
• Vanquish Flex UHPLC s C18 kolonou
• Q Exactive HF Orbitrap HRMS

Hlavní výsledky a diskuse

V extraktech byly identifikovány hlavní antioxidanty Irgafos 168, jeho oxidovaná forma a Irganox 1010. Porovnání extrakcí isopropanolem vs. hexanem ukázalo vyšší účinnost hexanu. Optimalizace teploty a doby extrakce vedla ke zvýšení výtěžnosti o 13–16 %. Systém EXTREVA ASE dosáhl srovnatelné výtěžnosti s 10hodinovým statickým loužením a současně minimalizoval oxidaci Irgafos 168 díky řízené atmosféře dusíku.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizace extrakce a vypařování v jednom přístroji významně zkracuje dobu analýzy, snižuje spotřebu rozpouštědel a riziko kontaminace. Metoda je vhodná pro rutinní testování E&L v regulačně náročných laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Implementace strojového vidění a AI pro kontrolu objemu koncentrátů
• Rozšíření na různé polymerní matrice a potravinářské obaly
• Integrace s online databázemi spekter pro rychlé knihovní vyhledávání
• Vyšší automatizace celého workflow v souladu s principy Industry 4.0

Závěr

Plně automatizovaný systém EXTREVA ASE v kombinaci s UHPLC-HRMS nabízí spolehlivou, rychlou a reprodukovatelnou metodu pro analýzu plastových přísad v farmaceutickém balení, splňující požadavky FDA a USP na E&L testování.

Reference

1. U S FDA Code of Federal Regulations 21 CFR 211.94
2. Guidance for Industry Container Closure Systems for Packing Human Drugs and Biologics 1999
3. PQRI Recommendations for Evaluation of Extractables and Leachables in OINDP 2006
4. USP General Chapters 1663 Assessment of Extractables 1664 Assessment of Leachables 2015
5. D L Norwood et al Perspectives on PQRI Extractables and Leachables PDA J Pharm Sci Technol 2013
6. U S Pharmacopeial Convention <1663>Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packaging Systems USP 40 2017
7. C Moreta M Tena Determination of Plastic Additives by LC-HRMS J Chromatogr A 2015
8. Thermo Scientific Application Note AN1108 Comparison of Soxhlet and ASE
9. K Srinivasan R Ullah US Patent US9440166 B2 2016
10. K Srinivasan R Ullah US Patent US11123655 B2 2021
11. Hammond et al PDA J Pharm Sci Technol 2013
12. Kelly et al Biotechnology Progress 2016