The Next Frontier In Extractable Screening Analyses: Increased Identification Confidence Provided by a Benchtop Multi-Reflecting Time-of-Flight Mass Spectrometer

Význam tématu

Screening potenciálních extraktilů z plastových obalů a zdravotnických prostředků je klíčový pro zajištění bezpečnosti léčiv a medicínských zařízení. Při styku materiálů s léčivy nebo biologickými vzorky může dojít k uvolňování nežádoucích sloučenin, které vyžadují důkladnou identifikaci a hodnocení rizika.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat využití benchtop multi-reflektujícího time-of-flight hmotnostního analyzátoru (Xevo MRT MS) v režimu MSE pro simultánní záznam přesných hmotnostních dat prekurzorových i fragmentovaných iontů. Studie hodnotila přesnost, reprodukovatelnost a schopnost odfiltrovat falešné pozitivní signály v analýze extraktilů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky:

• Tři typy plastových obalů termicky extrahované v isopropanolu (50 °C, 24 h).
• Negativní kontrola a pooled QC.
• Spiking Waters E&L SST standardy.

Chromatografie:

• UHPLC ACQUITY Premier s kolonkou CORTECS C18 (1,6 μm, 2,1×100 mm).
• Mobile phase A: voda + 1 mM ammonium acetát + 0,1 % kyseliny mravenčí; B: methanol.
• Gradient 2→98 % B, flow 0,3 mL/min, 50 °C.
• Injekce 1 μL.

Hmotnostní spektrometrie:

• Xevo MRT MS, ionizace ESI+.
• MSE akvizice 50–1200 m/z; low energy 6 eV, high energy 20–40 eV.
• Source 120 °C, desolvace 550 °C, gas flows: desolvace 800 L/h, kužel 50 L/h.

Softwarové zpracování:

• Data acquisition: waters_connect.
• Data processing a identifikace: UNIFI Application.
• Statistická analýza: EZInfo (PCA, OPLS-DA, S-Plot).

Použitá instrumentace

• UHPLC ACQUITY Premier System (Waters).
• Kolonka ACQUITY CORTECS C18 (Waters).
• TOF hmotnostní analyzátor Xevo MRT MS (Waters).
• Softwarové platformy waters_connect, UNIFI, EZInfo.

Hlavní výsledky a diskuse

Analytický protokol dosáhl RMS chyby hmotnosti ≤0,81 ppm pro standardy a ≤1 ppm pro vzorky. Režim MSE poskytl simultánní přesně měřené prekurzorové i fragmentované ionty, což významně zvýšilo jistotu identifikace sloučenin. Statistická analýza (PCA, OPLS-DA, S-Plot) umožnila identifikovat významné markery, jako jsou phthaláty, bis(2-ethylhexyl)adipát či UV absorbéry (cyasorb), a filtrace dat redukovala počet falešných pozitiv.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlý a robustní workflow pro screening E&L v rámci QA/QC, s vysokou specifitou a nízkou mírou falešných pozitiv. Díky vysoké hmotnostní přesnosti a statistické podpoře je vhodná pro regulované prostředí farmaceutického i zdravotnického průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace iontové mobility pro další rozlišení izomerů.
• Rozšíření knihoven in silico fragmentací a strukturálních databází.
• Automatizace zpracování dat a využití umělé inteligence pro predikci struktur.
• Aplikace na nové typy materiálů v biomedicínských a potravinářských obalech.

Závěr

Benchtop MRT MS v režimu MSE v kombinaci s pokročilými softwarovými nástroji výrazně zvyšuje důvěru v identifikaci extraktilů. Metoda spojuje vysokou přesnost, reprodukovatelnost a statistickou podporu, což vede k efektivnějšímu a spolehlivějšímu screeningovému workflow.

Reference

1. USP-NF/PF, <1664> Assessment of Drug Product Leachables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems.
2. USP-NF/PF, <1663> Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems.
3. Norwood D. et al. Best Practices for Extractables and Leachables in Orally Inhaled and Nasal Drug Products. Pharmaceutical Research. 25:727-739, 2008.
4. ISO 10993-18:2020 Biological evaluation of medical devices — Part 18: Chemical characterization of medical device materials.
5. Stevens D. et al. Waters Application Note 720004211. January 2012.
6. McCullagh M. et al. Application Note 720007655. June 2022.
7. Cabovska B. Technical Note 720005688. April 2016.