Novel applications of multi-detector HPLC systems in pharmaceutical analysis

Význam tématu

Analýza extractables a leachables (E/L) z polymerních materiálů a sledování degradace povrchově aktivních látek jako polysorbate 80 jsou kritické kroky v hodnocení bezpečnosti a kvality farmaceutických přípravků. Multidetektorové UHPLC systémy s kombinací CAD (Charged Aerosol Detection) a hmotnostní spektrometrie (MS) umožňují komplexní charakterizaci neznámých sloučenin, přesné kvantifikace a identifikaci degradantů bez nutnosti jednotlivých standardů pro každou analytu.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl předvést nové aplikace multidetektorových UHPLC metod pro:

• Současné sledování extraktibilních a migrabilních látek z polyuretanových, nylonových a PVC polymerů.
• Diagnostiku a kvantifikaci polysorbate 80 a jeho produktů degradace pomocí CAD, UV a HRMS.

Autoři porovnávají standardní a inverzní gradient, ověřují nevolatilitu analytů a demonstrují, jak optimalizované smíchání analytického a make-up proudu zajišťuje stabilní detekční odezvu.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vychází z reverzní fázové UHPLC s víceúrovňovým gradientem a "inverse gradient" kompenzací pro konstantní složení elučního média před detektory. Klíčové parametry:

• Kolony: Thermo Scientific Hypersil GOLD C18 (3,0 × 100 mm, 3 µm) pro E/L; Accucore C18 (2,1 × 100 mm, 2,6 µm) pro polysorbate 80.
• Pumpy: dvoupumpový systém s oddělením analytického a make-up proudu.
• Detektory:+ulista CAD Thermo Scientific Vanquish CAD;+ulista MS: Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 HRMS a ISQ EM single quadrupole MS; UV detektor při 230 nm.
• Splitting: 1:1 CAD / MS (single quad) nebo 10:1 CAD / Orbitrap pro E/L.
• Podmínky: teplota kolony 50–60 °C, objem injekce 10 µL, rychlost 0,4–0,45 mL/min, datová akvizice 10–20 Hz.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Screening nevolatilních a polovičně volatilních komponent:

• Stanovení poměru Q50/35 > 0,85 umožnilo klasifikovat většinu oligomerů z nylonu, polyuretanu i PVC jako nevolatilní, vhodné pro kvantifikaci CAD se surrogátním standardem.

2. Inverzní gradient:

• Zajišťuje stabilní hustotu eluční směsi po splitu, eliminuje drift signálu v CAD i MS a snižuje nejistotu kvantifikace.

3. Polysorbate 80:

• Chromatogramy CAD odhalily produkty lipázové degradace (uvolnění oleové kyseliny, mono-, di- a triesterů).
• Retention time závisí na stupni esterifikace a délce polyoxyethylenové větve.

Přínosy a praktické využití metody

• Univerzální kvantifikace neznámých E/L látek pomocí jediného surrogátního standardu, což šetří čas a náklady na přípravu standardních křivek.
• Vysoká reprodukovatelnost CAD (RSD ~15 %) oproti UV (~105 %) a MS (~109 %) pro nevolatilní próby.
• Komplexní profilace sestavy polysorbate 80 a Mechanismy degradace pro kontrolu kvality biopreparátů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace HRMS dat pro rozšířenou strukturalní charakterizaci neznámých E/L.
• Automatizace pracovních postupů s on-line screeningem volatility.
• Rozvoj metod pro další typy excipientů a povrchově aktivních systémů v parenterální farmacii.
• Implementace strojového učení pro predikci kvantitativní odezvy CAD podle chemické struktury.

Závěr

Multidetektorové UHPLC systémy s CAD a MS představují robustní platformu pro analýzu extractables, leachables a degradačních produktů povrchově aktivních látek. Inverzní gradient a důsledné smíchání eluentů výrazně zlepšují stabilitu signálu a přesnost kvantifikace. Metoda zjednodušuje rutinní kontrolu jak polymerních materiálů, tak excipientů v prémiových farmaceutických aplikacích.

Reference

• Eckardt et al., J. Chromatogr. A, 2018, doi:10.1016/j.chroma.2018.08.051
• Groh KJ et al., Sci. Total Environ., 2018, doi:10.1016/j.scitotenv.2018.10.015
• Thermo Fisher Scientific Application Note 73979: Polysorbate s CAD, SQ MS, UV
• Thermo Fisher Scientific Application Note 1630: E/L s CAD, Single Quad MS, UV
• Thermo Fisher Scientific Application Note 1401 a AN 1950: E/L s CAD, HRAM MS, UV