Determination of Extractable and Leachable Elements Using ICP-MS

Význam tématu

Analýza uvolnitelných a migrujících prvků z obalových materiálů je klíčová pro zajištění bezpečnosti a kvality očních léčiv. Prvky mohou narušit stabilitu, účinnost i bezpečnost léčiva, zejména u produktů aplikovaných do oka, kde platí nejpřísnější limity pro parenterální cesty podání.

Cíle a přehled studie

Studie se zabývá kvantifikací extrahovatelných a leachovatelných elementárních nečistot z lahviček pro oční kapky z LDPE materiálu. Cílem bylo simulovat extrémní i reálné skladovací podmínky a ověřit schopnost Agilent 7900 ICP-MS detekovat trace úrovně kovů pod limity USP<232>/ICH Q3D.

Použitá metodika a instrumentace

Extrahovány byly tři typy roztoků: kyselý (pH 2,3), zásaditý (pH 9,5) a organický (50 % IPA). Každý roztok byl inkubován buď sonikací, nebo zahřátím na 120 °C. Analýzu prováděl Agilent 7900 ICP-MS vybavený ORS4 kolizně-reakčním článkem v režimu He KED pro potlačení polyatomických interferencí. Kalibrace zahrnovala 24 prvků ve škále 0,01–10 µg/L, doplněná interními standardy a pravidelnou kontrolou kvality (CCV, CCB, spike recoveries).

Hlavní výsledky a diskuse

Analyzované extrakty potvrdily velmi nízké LOD a LOQ (sub-ppt úrovně) a vynikající linearitu kalibrací. Žádný detekovaný prvek nepřekročil J-hodnoty vycházející z parenterálních PDE (5 g/den). Při simulaci dlouhodobého skladování a zahřátí se mírně zvýšily koncentrace Fe, Zn, Sr a Ba, u zásaditých podmínek také Al a Ti, ale zůstaly pod povolenými limity. Organické extrakty prokázaly významnou extrakci Zinku a Niobu při zahřátí.

Přínosy a praktické využití metody

• Schopnost spolehlivě detekovat široké spektrum kovů v sub-ppt úrovni
• Jednoduché nastavení a automatizované ladění systému 7900 ICP-MS
• Shoda s USP<232>/233> a ICH Q3D validací metodiky
• Praktické využití pro rutinní sledování kontaminace obalových materiálů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace hmotnostní spektrometrie s kapalinovou chromatografií pro analyty organického původu
• Rozšíření studie na další typy obalových materiálů a drogových forem
• Vývoj ještě citlivějších metod pro nově zakázané či sledované kovy
• Využití big data analýzy pro predikci chování migrace kovů ve farmaceutických formulacích

Závěr

Metoda založená na Agilent 7900 ICP-MS poskytuje robustní a vysoce citlivý nástroj pro hodnocení extrahovatelných a leachovatelných kovů z plastových obalů očních kapek. I za stresových podmínek zůstávají hladiny všech sledovaných prvků pod přísnými limity USP/ICH, což potvrzuje bezpečnost materiálu pro farmaceutické využití.

Reference

1. US FDA Guidance for Industry Container Closure Systems for Packaging Human Drugs and Biologics
2. M. A. Jordi et al. Qualitative assessment of extractables from single-use components, J. Pharma Biomed Anal 2018
3. USP Chemical Tests Elemental Impurities—Limits, Pharm. Forum 2016
4. USP Elemental Impurities—Procedures, Pharm. Forum 2014
5. ICH Guideline Q3D (R1) on Elemental Impurities, EMA 2019
6. PQRI Parenteral and Ophthalmic Drug Product Leachables and Extractables Working Group Update 2020
7. US FDA Recommendations for Ophthalmic Leachables Risk Assessment 1999
8. J. Sanderson, L. Whitecotton Elemental Impurity Analysis of Sterile Artificial Tear Eye Drops, Agilent 5994-1561EN
9. PQRI Leachables and Extractable Working Group, pqri.org
10. L. Whitecotton et al. Validating Performance of an Agilent 7800 ICP-MS for USP<232>/233> & ICH Q3D/Q2(R1), Agilent 5991-8335EN
11. A. I. Bush, L. E. Goldstein Specific metal-catalysed protein oxidation reactions ... Novartis Found Symp 2001
12. Y. Hori et al. Phytochelatins inhibit metal-induced aggregation of α-crystallin J Biosci Bioeng 2009