Evaluation of the Importance of Accurate Mass, Mass Resolution and Dynamic Range for Impurity Profiling Applications with Multistage Mass Spectrometry

Význam tématu

Impurity profiling představuje klíčový nástroj pro identifikaci i stopových nečistot v léčivých látkách. Přesná hmotnost, vysoké rozlišení a široký dynamický rozsah hmotové spektrometrie umožňují odhalit degradace API a zajistit kvalitu farmaceutických produktů.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje vývoj a aplikaci nové čtyřgigahertzové A/D konverze a FPGA zpracování signálu v systému Agilent 6520 QTOF. Cílem je vyhodnotit význam přesné hmotnosti, vysokého hmotnostního rozlišení a rozšířeného dynamického rozsahu pro impurity profiling aktivních farmaceutických složek.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografie: Agilent 1200 RRLC, kolona Eclipse Plus C18 (2,1×100 mm, 1,8 µm), 50 °C, gradient 0–95 % organické fáze v 13–16 min, průtok 400–500 µL/min.
• Hmotová spektrometrie: Agilent 6520 QTOF, pozitivní ESI, rozsah m/z 100–1000, akviziční rychlost 2 spektra/s, interní kalibrace ionty m/z 121 a 922, režimy Enhanced a High Resolution, fragmenter 165 °C.
• Softwarové nástroje: Molecular Feature Extraction (MFE) pro automatické vyhledání molekulárních prvků, Mass Profiler pro diferencální analýzu vzorků, MetID pro návrh a ověření degradátů pomocí MS/MS.

Hlavní výsledky a diskuse

• 4GHz A/D převodník s FPGA zpracováním dosahuje rozlišení >10 000 (FWHM) a dynamického rozsahu až 5 dekád v jednom spektru.
• Přesnost hmotnosti sub-ppm umožňuje spolehlivé rozlišení izobarů a identifikaci stopových degradátů v přítomnosti hlavního API.
• Automatizované workflow (MFE + Mass Profiler) odhalilo řadu degradátů u modelových látek (prednisolon, amoxicilin, albuterol a další).
• MetID poskytuje systematický přístup: návrh možných transformací, filtrování podle hmotnostního defektu a izotopového vzorce, potvrzení EIC a MS/MS fragmentací.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a objektivní detekce nízkonákladových nečistot a degradátů v API.
• Zvýšená efektivita QA/QC procesů ve farmaceutické výrobě.
• Schopnost automatizovaně porovnat kontrolní a „kontaminované“ vzorky s minimální manuální intervencí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření vysokorychlostní TOF technologie do širších m/z rozsahů, integrace strojového učení pro inteligentní interpretaci dat a sdílení rozšířených databází degradátů mezi výzkumnými a kontrolními laboratořemi.

Závěr

Implementace 4GHz A/D převodníku, vysokého hmotnostního rozlišení a rozšířeného dynamického rozsahu v QTOF výrazně zlepšuje impurity profiling API. Kombinace pokročilého hardwaru a automatizovaných softwarových nástrojů umožňuje citlivé a specifické odhalování stopových nečistot a degradátů.

Reference

• J. Roy, AAPS PharmSciTech, 2002, 3(2).
• L. Zhou; B. Mao; R. Reamer; T. Novak; Z. Ge; Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 44(2007), 421–429.
• S. Erram; C. Fanska; M. Asif; Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 40(2006), 864–874.
• Y. Wu; Biomedical Chromatography, 14(2000), 384–396.