Enhanced screening for Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) through the integration of a single quadrupole mass spectrometer

Význam tématu

Screening a charakterizace aktivních farmaceutických ingrediencí (API) jsou zásadní pro zajištění kvality, bezpečnosti a účinnosti léčiv. Tradiční HPLC-PDA detekce je omezena na UV-aktivní sloučeniny, zatímco integrace hmotnostní spektrometrie rozšiřuje rozsah sledovaných analytů a zvyšuje selektivitu i citlivost analýzy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat výhody začlenění kompaktního single quad hmotnostního spektrometru LCMS-2050 do stávajícího HPLC-PDA pracovního postupu pro rychlé a selektivní screening API. Testováno bylo 16 běžných API v koncentracích 1–1000 μg/mL, použit režim Selected Ion Monitoring (SIM) a kombinované zobrazení UV a m/z dat.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: Standardní roztoky API (1–4 mg/mL) v methanolu, dále ředěné 50:50 methanol:voda.

HPLC-PDA:

• Systém: Shimadzu Nexera HPLC s PDA detektorem
• Kolona: Shimadzu Nexcol C18 3,0 × 50 mm, 5 μm
• Mobilní fáze A: voda s 0,1 % kyseliny mravenčí; B: methanol
• Gradient: lineární, průtok 1 mL/min, teplota kolony 40 °C
• Objem injekce: 1 µL

Hmotnostní spektrometrie:

• Detektor: Shimadzu LCMS-2050 single quadrupole
• Režimy: full scan m/z 100–2000, SIM
• Polarity: pozitivní i negativní ionizace
• Parametry ionizace: nebulizační plyn 2,0 L/min, sušící plyn 5,0 L/min, temperatura desolvace 450 °C

Hlavní výsledky a diskuse

UV-PDA detekce identifikovala 8 z 16 API při vlnové délce 237 nm. Díky SIM bylo možné detekovat všech 16 API s limitou kvantifikace (LOQ) až 0,05 μg/mL a relativní směrodatnou odchylkou (%RSD) ≤ 5 %. Funkce Mass-It™ umožnila souběžné zobrazení UV a m/z dat na jednom chromatogramu, což zjednodušilo rozlišení souběžně eluujících sloučenin a potvrdilo specifitu analytů.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace LCMS-2050 do rutiního API workflow přinesla:

• Vyšší selektivitu a citlivost díky m/z informaci
• Nízké LOQ vhodné pro sledování stopových nečistot
• Rychlejší throughput díky krátkému času běhu
• Minimální dodatečnou složitost obsluhy a kompaktní rozměry přístroje

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace a automatizace hmotnostních analyzátorů
• Rozšíření SIM na multiplexní režimy pro vysokopropustný screening
• Použití vysoce rozlišené HRMS pro neznámou identifikaci nečistot
• Integrace s umělou inteligencí pro pokročilou analýzu dat
• On-line monitorování výrobních procesů API

Závěr

Začlenění kompaktního single quadrupole hmotnostního spektrometru LCMS-2050 do existující HPLC-PDA metodiky významně rozšířilo analytické možnosti rutinního screeningu API. Metoda prokázala vysokou selektivitu, nízké LOQ a vynikající reprodukovatelnost, což podpoří její využití v kontrolních laboratořích a výzkumu.

Reference

1. Luo K., Hain E., Shrestha O., Gilles C., Wang E., Xia X., English R., Liden T. Enhanced screening for Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) through the integration of a single quadrupole mass spectrometer. Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD, USA.