Structural Elucidation by Composition Formula Predictor Software Using MSn Data

Význam tématu

Identifikace neznámých sloučenin a nečistot v léčivých přípravcích je klíčová pro zajištění jejich kvality a bezpečnosti. Vysoká hmotnostní přesnost v kombinaci s víceúrovňovou fragmentací (MSn) umožňuje detailní strukturní analýzu i v komplexních vzorcích.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo ukázat, jak lze využít hybridní LC–MSn přístroj IT-TOF společně se softwarovým nástrojem Composition Formula Predictor k rychlé a spolehlivé predikci chemických vzorců a struktur erythromycinu a jeho nečistot.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorku: erythromycin v methanolu (1 mg/mL), injekce 10 µL
• LC separace: Phenomenex Gemini C18 (150 × 2 mm, 5 µm), isokraticky 60 % acetonitrilu s 0,1 % NH4OH, průtok 0,2 mL/min, teplota kolony 40 °C
• Detekce: UV detektor při 200 nm, LCMS-IT-TOF v negativním režimu ESI, sběr dat v režimu MS a MS2
• Software: Composition Formula Predictor pro generování a hodnocení možných chemických vzorců na základě přesné hmotnosti, izotopického rozložení a fragmentačních dat

Hlavní výsledky a diskuse

• Výchozí sloučenina erythromycin byla identifikována jako C37H68N2O13 díky shodě přesné hmotnosti a fragmentů.
• Impurity s m/z 733,4439; 763,4581 a 783,4421 vykázaly fragmentační vzorce podobné erythromycinu A oximu a pravděpodobně z něj odvozeny.
• Impurity s m/z 761,4375 vykazovala odlišný fragmentační profil bez ztráty glykozidických oblastí, což svědčí o externí příměsi.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá automatizovaná predikce chemických vzorců z MSn dat šetří čas při interpretaci spekter.
• Možnost eliminace méně pravděpodobných vzorců pomocí pravidel (DBE, H/C poměr, N pravidlo) a izotopického skóre.
• Aplikace v QA/QC farmaceutických firem i v akademickém výzkumu přírodních produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace strojového učení pro zlepšení předpovědí a interpretace fragmentačních vzorců.
• Rozšíření a sdílení databází fragmentačních vzorců pro urychlení identifikace nových derivátů.
• Online monitorování výrobních procesů a in-line kontrola kvality pomocí MSn a predikčního softwaru.

Závěr

Studie ukázala, že kombinace LC–MSn (IT-TOF) a softwaru Composition Formula Predictor významně zrychluje a usnadňuje strukturní analýzu erythromycinu a jeho nečistot. Metoda nabízí vysokou přesnost, automatizaci a široké možnosti aplikace v analytické chemii.