Analysis of Extractables from Pharmaceutical Packaging Materials by Solvent Extraction-GC-MS and Headspace-GC-MS

Význam tématu

Interakce mezi léčivy a materiály obalů mohou vést k uvolňování nežádoucích látek nazývaných extractables (při extrémnějších podmínkách) a leachables (běžné skladovací podmínky). Jejich přítomnost představuje riziko pro kvalitu a bezpečnost parenterálně podávaných farmaceutik, zejména biotechnologických přípravků, které tvoří významnou část trhu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ukázat aplikaci dvou analytických přístupů ke screeningovému stanovení volatilních a semi-volatilních extractables z PVC pytlů pro tekuté farmaceutické formulace. Byly porovnány metody rozpouštědlové extrakce (hexan, dichlormethan, etanol) s vysokoteplotní extrakcí pomocí headspace-GC-MS. Identifikace sloučenin proběhla s využitím NIST Library a Polymer Additives Library.

Použitá metodika

Rozpouštědlová extrakce:

• Vzorek: ~400 mg PVC řezaného na 1 cm²
• Rozpouštědla: hexan, DCM, etanol (5 mL)
• Ultrazvuk 5 h, poté 3 dny při laboratorní teplotě
• Injekce 1 µL do GC-MS

Vysokoteplotní extrakce (Headspace):

• Vzorek: ~200 mg PVC ve vyhřívané vialce
• Vystavení teplotám 80–250 °C po dobu 10 min
• Přenos plynného extraktu do GC-MS režimem “loop”

Použitá instrumentace

• Autosamplery: AOC-20is (liquid injection), HS-20 (headspace)
• GC-MS systém: Shimadzu GCMS-QP2020 NX
• Kolona: SH-I-5MS, 30 m × 0,25 mm I.D., film 0,25 μm

Hlavní výsledky a diskuse

Rozpouštědlová extrakce odhalila závislost na polaritě: hexan a DCM preferenčně extrahovaly nepolární plastifikátory (DEHA, DEHP, TOTM) a lubrikanty, zatímco etanol zachytil i sloučeniny vyšší polarity. Vysokoteplotní headspace extrakce prokázala nejvyšší výtěžnost při 250 °C a umožnila detekci volatilisovaných plastifikátorů a jejich rozkladových produktů. Polymer Additives Library významně usnadnila identifikaci i termických rozkladových produktů, které standardní NIST Library neobsahuje.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednoduchá a bezrozpouštědlová příprava vzorku pomocí headspace-GC-MS
• Kombinací rozpouštědlových a tepelných metod lze pokrýt široké spektrum extraktů
• Speciální knihovna Polymer Additives Library zlepšuje spolehlivost identifikace rozkladových produktů

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na rozšíření metodiky na různé typy polymerů a obalových systémů, kvantitativní stanovení leachables v nízkých úrovních, integraci do QA/QC procesů farmaceutických výrob a využití strojového učení pro automatizovanou identifikaci na základě masových spekter.

Závěr

Kombinace rozpouštědlové extrakce GC-MS a vysokoteplotní headspace GC-MS poskytuje efektivní screeningový přístup k identifikaci volatilních a semi-volatilních extractables z farmaceutických obalových materiálů. Headspace-GC-MS nabízí minimální přípravu vzorku a Polymer Additives Library zvyšuje přesnost detekce rozkladových produktů.

Reference

• USP 1663
• ICH Q3E (2020)
• FDA Guidance for Industry: Container Closure Systems for Packaging Human Drugs and Biologics
• Shimadzu Application News: GCMS-QP2020 NX, 2021