BMSS: EXTRACTABLES ANALYSIS OF NASAL SPRAY DEVICES USING GAS CHROMATOGRAPHY AND QUADRUPOLE TIME OF FLIGHT HIGH-RESOLUTION MASS SPECTROMETRY WITH SOFT IONIZATION

Význam tématu

V oblasti farmaceutických obalů a zdravotnických zařízení mohou materiály uvolňovat extrahovatelné a vylučované látky, které představují potenciální riziko pro pacienty. Sledování těchto sloučenin je klíčové pro zajištění bezpečnosti a souladu s regulačními požadavky. Klasické GC-MS s vysokou energií ionizace ne vždy poskytuje dostatečnou citlivost a informace o molekulární hmotnosti, což omezuje identifikaci neznámých složek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo předvést screeningový přístup pro identifikaci extrahovatelných látek z nosních sprejů pomocí spojení měkké ionizace APGC s GC-QToF-HRMS a pokročilého softwarového řešení. Metoda se zaměřuje na rozšíření analytického pokrytí, zvýšení citlivosti a usnadnění strukturálního objasnění neznámých komponent.

Použitá metodika

Účinná extrakce: tři komerční nosní spreje byly extrahovány isopropanolem po dobu 72 hodin při 40 °C spolu s kontrolním blankem.
System Suitability Test (SST): standardní směs sledovala stabilitu systému; RSD pro retenci činilo 0,01 %.
Řízení kvality dat: odpovídající blank a vzorky byly injektovány ve trojím opakování.
Datové zpracování: hromadná akvizice v MSE režimu; analýza v aplikaci UNIFI s E&L workflow, větev screening–porovnání blanku–strukturní objasnění.
Filtrace výsledků pomocí analytického hodnoticího prahu (AET), při němž se eliminují šumové signály pod hranicí pro povinnou identifikaci a kvantifikaci.

Použitá instrumentace

• GC: Agilent 8890 se splitless vstupem, kolona Rtx-5MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm), program 40 °C (5 min) → 330 °C při 10 °C/min (14 min).
• Autosampler: PAL RSI (CTC Analytics).
• MS: Waters Xevo G3 QTof s APGC, corona 2 µA, sampling cone 5 V, zdroj 150 °C, rozhraní 300 °C, MSE kolize nízká 6 V / vysoká 15–45 V, rozsah m/z 50–1200, scan 0,1 s, plynné proudy korigovány na 140/250 L/h.
• Software: MassLynx v4.2 pro akvizici, UNIFI pro zpracování na platformě waters_connect v3.1.0.16.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda identifikovala v extraktech nosních sprejů řadu středně těkavých a netěkavých sloučenin, které nebyly detekovány LC-QToF-MS. Rozdílové chromatogramy ukázaly unikátní vrcholy ve vzorcích oproti blanku, např. 7-isopropyl-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydrophenanthren s chybou –0,1 ppm při čase 29,45 minuty.
Strukturní objasnění: neznámá špička m/z 284,2709 byla přiřazena k [(3-methylbutoxy)methyl]benzenu na základě vyhodnocení izotopického vzoru a fragmentace v rámci UNIFI toolkit.
Použití měkké ionizace APGC zajistilo přítomnost molekulového iontu pro přesné stanovení součtového vzorce, což významně zvyšuje spolehlivost identifikací.

Přínosy a praktické využití metody

• Rozšířené analytické pokrytí v porovnání s tradičními GC-MS studií EI.
• Vyšší citlivost a důkaz molekulového iontu pro lepší potvrzení vzorců.
• Integrovaný workflow v UNIFI zrychluje screening, porovnání blanků a strukturní objasnění.
• Vhodné pro QA/QC laboratoře, které vyžadují komplexní profilaci E&L při plnění regulačních požadavků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace ion mobility separace pro další rozlišení složených směsí.
• Rozšiřování a vylepšování knihoven s E&L sloučeninami.
• Automatizované interpretace dat s využitím strojového učení pro rychlejší objasnění neznámých.
• Aplikace na další farmaceutické formy a materiály s cílem komplexní charakterizace extrahovatelných/ vylučovaných látek.

Závěr

Společné využití GC-APGC-QToF-HRMS a UNIFI aplikace poskytuje robustní a citlivou cestu pro screening a identifikaci extrahovatelných látek z nosních sprejů. Metoda umožňuje simultánní akvizici přesné hmotnosti molekul a fragmentů, což usnadňuje potvrzení vzorců i strukturní objasnění neznámých komponent. Díky soft ionizaci a přizpůsobitelnému workflow představuje výkonný nástroj pro farmaceutický průmysl a regulační compliance.

Reference

1. USP-NF/PF <1664> Assessment of Drug Product Leachables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems. USP, 2020.
2. USP-NF/PF <1663> Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems. USP, 2020.
3. Norwood D. et al. Best Practices for Extractables and Leachables in Orally Inhaled and Nasal Drug Products. Pharm Res. 2008;25(4):727–739.
4. Stevens D. M., Cabovska B., Bailey A. E. Detection and Identification of Extractable Compounds from Polymers. Waters Application Note;2012.
5. Sanig R. et al. Addressing the Challenges of Extractables and Leachables Screening Using High-Resolution Quadrupole Time of Flight Technology. BMSS Poster;2022.
6. Reid L., Pickles D. Improved Transmission of Labile Species on the Xevo G3 QTof Mass Spectrometer. Application Note;2022.
7. McCullagh M. et al. The Invaluable Benefit of Ion Mobility-Enhanced Mass Spectrometry Libraries. Application Note;2022.
8. ISO 10993-18:2020 Biological evaluation of medical devices – Part 18: Chemical characterization of medical device materials within a risk management process.
9. Cabovska B. Screening Workflow for Extractable Testing Using the UNIFI Scientific Information System. Technical Note;2016.