Comprehensive extractables analysis using novel automated parallel extraction and concentration coupled with a multi-detector LC/UV/CAD/HRAM Orbitrap MS system

Význam tématu

Extractables a leachables analýza je zásadní pro hodnocení bezpečnosti materiálů farmaceutického balení a zdravotnických prostředků.
Aktivním sledováním potenciálně škodlivých látek přítomných v materiálech se zajišťuje dodržení regulačních požadavků a ochrana konečného uživatele.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo demonstrovat výhody automatizovaného paralelního extrakčního a koncentračního systému Thermo Scientific EXTREVA ASE ve spojení s multidetektorovou platformou LC/UV/CAD/HRAM Orbitrap pro profilování extractables z komponenty medicínského zařízení (polypropylénový twist-off port).
Byla porovnána reprodukovatelnost optimalizované metody s konvenční statickou extrakcí a ověřena schopnost detekce a kvantifikace neznámých sloučenin nad AET.

Použitá metodika

Vzorek byl rozřezán na malé kousky a extrahován v EXTREVA ASE systému za použití 50:50 voda:isopropanol při 110 °C pod tlakem 200 psi. Nastavovaly se dva režimy průtoku (0,2 mL/min po 35 min a 0,35 mL/min po 20 min) pro stejný objem rozpouštědla, přičemž nižší průtok přinesl vyšší koncentraci analyz.
Proces zahrnoval automatickou koncentraci extraktu z ~28 mL na 1 mL v autosampleru s použitím vakua, N2 a vyhřívání. Laboratorní blank byla zpracována paralelně pro kontrolu kontaminace.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor system
• Thermo Scientific Vanquish Duo UHPLC (inverzní gradient)
• Diode Array Detector (DAD) a Charged Aerosol Detector (CAD)
• Orbitrap Exploris 120 MS s OptaMax NG HESI ion source

Hlavní výsledky a diskuse

Overlay UV chromatogramů ze tří replikátů potvrdil vynikající reprodukovatelnost extrakce.
Volcano plot ukázal signifikantně vyšší odpověď většiny analyz při nižším průtoku. Optimalizovaná teplota 110 °C zajistila maximální extrakční efekt.
Metoda detekovala deset komponent nad upravenou AET, včetně Irganox 1010, s přesnou identifikací prostřednictvím HRAM knihoven (mzVault, mzCloud).
Koncentrační krok vykazoval variabilitu objemu pod 10 % RSD.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizace zkracuje dobu analýzy a minimalizuje ruční zásahy, což zvyšuje robustnost a opakovatelnost.
Multidetektorový přístup zajišťuje široké pokrytí polarit analyz a spolehlivou kvantifikaci nad AET.
Metoda podporuje regulační procesy a interní QA/QC v průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat integraci AI pro automatizovanou interpretaci dat a predikci extractables profilů.
Rozšíření knihoven HRAM spekter a adaptace na nové materiály či složitější systémy.
Potenciál pro vysokoprůchodové automatizované linky v biotechnologické a farmaceutické výrobě.

Závěr

Ukázalo se, že EXTREVA ASE v kombinaci s multidetektorovou LC/UV/CAD/HRAM Orbitrap metodikou je efektivním a reprodukovatelným nástrojem pro profilování extractables z medicínských zařízení.
Metoda splňuje požadavky na rychlou přípravu vzorku, vysokou citlivost a spolehlivou identifikaci a kvantifikaci.

Reference

1. Kelly P.S. et al. Process-relevant concentrations of the leachable bDtBPP impact negatively on CHO cell production characteristics. Biotechnol Prog. 2016;32:1547–1558. DOI:10.1002/btpr.2345
2. PQRI Leachables and Extractables Working Group. Safety thresholds and best practices for extractables and leachables in orally inhaled and nasal drug products. 2006.
3. USP-NF Chapter <1663>. Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems. 2017.
4. Yang H. et al. Application Note 1108: Comparison of Soxhlet and accelerated solvent extraction for leachable and extractable analysis of packing material. 2016.
5. Moreta C., Tena M.T. Determination of plastic additives in packaging by LC-HRMS. J Chromatogr A. 2015;1414:77–87. DOI:10.1016/j.chroma.2015.08.030
6. Dorival-Garcia N. et al. Identification of additives in polymers from single-use bioprocessing bags by ASE-UHPLC-HRMS. Talanta. 2020;219:121198. DOI:10.1016/j.talanta.2020.121198
7. Pinedo-Gonzalez P. et al. Application Note 1401: A UHPLC/UV/CAD/HRAM MS multi-detector platform for comprehensive identification and quantitation of extractables and leachables. 2022.
8. Thermo Scientific AN001950. Confident extractable testing of medical device components using a new automated parallel extraction and evaporation sample preparation system and the multidetector approach. 2023.