SCREENING FOR EXTRACTABLES AND LEACHABLES IN NASAL SPRAY DEVICES USING HIGH-RESOLUTION MASS SPECTROMETRY COMBINED WITH A DATA INDEPENDENT INFORMATICS STRATEGY

Význam tématu

Detekce a identifikace extrahovatelných a vylučovatelných látek z nosních sprejů je klíčová pro zajištění bezpečnosti zdravotnických prostředků. Metody založené na vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrii umožňují citlivou analýzu stopových úrovní kontaminantů, splnění regulačních požadavků a komplexní chemickou charakterizaci materiálů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo prokázat účinnost kombinace ultra-výkonové kapalinové chromatografie (UPLC) a kvadrupólového časově-ofletového hmotnostního spektrometru (QTof) s datově nezávislým akvizičním přístupem MSE pro screening E&L v zařízení nosního spreje. Součástí práce bylo optimalizovat workflow pro současné získání přesných hmotností prekurzorových a fragmentačních iontů a aplikovat specifické funkce software UNIFI pro identifikaci i elucidaci neznámých látek.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografické podmínky (Waters ACQUITY Premier, C18 kolona 2,1×100 mm, 1,6 µm; mobilní fáze voda s 1 mM octanem amonným a 0,1% kyselinou mravenčí (A) a methanol (B); teplota kolony 50 °C; gradientní eluce 0–15 min.)
• Hmotnostní spektrometr Xevo G3 QTof s ESI+, režim MSE (nízká energie 6 eV, vysoká energie 20–40 V); rozsah m/z 50–2000; kapilární napětí 1,0 kV; teploty spraye 120 °C, vysoušení 600 °C; plyny: desolvační 800 L/h, kužel 50 L/h.
• Software UNIFI v platformě waters_connect pro akvizici, data processing, filtraci dle analytického evaluačního prahu (AET), porovnání se vzorkem a blankem (binary compare) a nástroje pro elucidaci neznámých (Discovery Tool).
• Příprava vzorků: extrakce v isopropanolu 72 h při 40 °C, procedurální blank, trojnásobné injekce.

Hlavní výsledky a diskuse

• Systém vykázal zvýšenou citlivost (10× vyšší odezva) a vynikající opakovatelnost (RSD retenčních časů <0,01%). Mass-accuracy <3 ppm.
• Díky DIA/MSE bylo možné současně zachytit přesné hmotnosti prekurzorů i fragmentů, což posílilo důvěru v identifikace i při nízkých koncentracích.
• Filtrace podle AET zjednodušila interpretaci dat; binary compare odhalil unikátní molekuly ve vzorcích oproti blanku.
• Nástroje pro elucidaci umožnily dočasné přiřazení surfaktantu na základě m/z 368,4248 a odpovídajících fragmentů.

Přínosy a praktické využití metody

Integrované platformy UPLC-QTof s datově nezávislým záznamem a softwarovými workflow UNIFI zajišťují kompletní proces od screeningu po elucidaci neznámých v jediném prostředí. Metoda zkracuje dobu analýzy, snižuje riziko falešně pozitivních výsledků a splňuje požadavky regulačních norem USP a ISO.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven MS/MS spekter a iontově-mobilitních dat pro zvýšení pokrytí neznámých látek.
• Integrace strojového učení pro automatickou klasifikaci a predikci toxikologického rizika extrahovatelných sloučenin.
• Využití high-throughput screeningů v reálném čase pro rychlejší QA/QC procesy v průmyslu farmacie a zdravotnických prostředků.

Závěr

Metoda založená na UPLC-QTof HRMS s MSE a platformou UNIFI nabízí robustní řešení pro screening a elucidaci E&L ve složitých matricích, jako jsou nosní spreje. Zvýšená citlivost, spolehlivost a integrované workflow přispívají k efektivnímu plnění regulatorních požadavků a zlepšení bezpečnostních standardů.

Reference

1. USP-NF/PF, <1664> Assessment of Drug Product Leachables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems.
2. USP-NF/PF, <1663> Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems.
3. Norwood D. et al., Best Practices for Extractables and Leachables in Orally Inhaled and Nasal Drug Products: An Overview of the PQRI Recommendations. Pharmaceutical Research, 25, 727–739 (2008).
4. ISO 10993-18:2020 Biological evaluation of medical devices — Part 18: Chemical characterization of medical device materials within a risk management process.
5. Stevens D. et al., Detection and Identification of Extractable Compounds from Polymers. Waters Application Note 720004211 (2012).
6. McCullagh M. et al., Extractables, Leachables, and Contact Materials: The Invaluable Benefit of Ion Mobility-Enhanced Mass Spectrometry Libraries. Application Note 720007655 (2022).
7. Cabovska B., Screening Workflow for Extractable Testing Using the UNIFI Scientific Information System. Technical Note 720005688 (2016).