Targeting Efficiency: A Database and Optimized Method for Sensitive and Reliable Targeted LC/MS Analysis of Extractables and Leachables

Význam tématu

Targetovaná analýza extractables a leachables (E&L) je klíčová pro hodnocení zdravotní nezávadnosti zdravotnických prostředků, systémů pro aplikaci léčiv, spotřebního zboží a materiálů přicházejících do styku s potravinami. Praktická analýza vyžaduje vysokou citlivost, reprodukovatelnost a schopnost rozlišit izobary a izomery v komplexních matricích při rutinním provozu analytických laboratoří a QA/QC oddělení.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vytvořit optimalizovanou LC/TQ metodu a MRM databázi pro cílenou analýzu E&L sloučenin, která bude citlivá, robustní a snadno implementovatelná do rutinních postupů. Autoři porovnali chromatografické stacionární fáze, složení mobilních fází (včetně přídavků pufrů a aditiv) a ionizační parametry, optimalizovali MRM přechody automatickými nástroji a ověřili metodu na extraktech z materiálů pro styk s potravinami.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika:

• Testovací sada 350 E&L standardů byla použita k reprezentativnímu pokrytí chemických tříd a ke stanovení optimálních podmínek chromatografie a ionizace.
• Automatizovaná optimalizace MRM přechodů a source parametrů byla provedena pomocí Optimizer v software MassHunter Acquisition, přičemž výsledky byly uloženy do MRM databáze.
• Vyhodnocení zahrnovalo separaci izobarických párů, snížení aduktace (např. sodíkových aduktů) a posouzení linearity a reprodukovatelnosti v reálných extraktech.

Instrumentace a klíčové provozní parametry:

• LC: Agilent 1290 Infinity III.
• MS: Agilent 6475 LC/TQ s duálním AJS ESI zdrojem.
• Analytický sloupec: Agilent Poroshell 120 Aq-C18, 2.1 x 150 mm, 2.7 µm (PN 693775-742); delay column: Poroshell 120 EC-C18, 4.6 x 50 mm, 2.7 µm (PN 699975-902).
• Teplota kolony 40 °C, autosampler 5 °C, průtok 0.35 mL/min.
• Mobilní fáze: A = voda s 2.5 mM ammonium formátu, 0.05 % formiové kyseliny a 100 µM ammonium fluoride; B = methanol se stejnými doplňky.
• Gradient: %B 0 min 2 % → 1 min 2 % → 16 min 100 % → 26 min 100 % → 26.1 min 2 %; celkový běh ~29.1 min.
• MS zdroj: teplota plynu 250 °C/12 L/min, sheath gas 300 °C/11 L/min, nebulizer 35 psi; kapilární napětí 4000 V.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace mobilní fáze a přidání aditiv:

• Nižší koncentrace formiové kyseliny a ammonium formátu zlepšily citlivost, zejména v pozitivním ionizačním režimu.
• Přídavek 100 µM NH4F výrazně snížil tvorbu sodíkových aduktů a podpořil vznik významných fragmentních iontů, což vedlo k vyšší citlivosti a lepší kvalitě MRM přechodů.

Chromatografie a separace izobarů:

• Pro většinu izomerů/izobarů poskytl nejlepší výkon 150 mm Aq-C18 sloupec s 26min gradientem; demonstrovaná separace zahrnovala páry jako dibutyl phthalate vs. diisobutyl phthalate, různé phthaláty a bisfenoly.

Databáze a optimalizace přechodů:

• Pomocí MassHunter Optimizeru bylo pro 303 E&L sloučenin optimalizováno více než 1000 MRM přechodů (minimálně 2 přechody/po sloučeninu). Zbývajících 47 sloučenin vyžadovalo APCI nebo GC/MS a nebyly zahrnuty do ESI-LC-MS databáze.

Reproducibilita a kvantifikace:

• Metoda vykázala konzistentní retenční časy, stabilní plošné odpovědi a stabilní kvantifikátor/qualifier poměry v opakovaných injekcích extraktů (n = 6).
• Lineární rozsah kalibračních křivek pokrýval 0.5–200 ppb s R2 > 0.998 pro vybrané analyty, což umožňuje kvantifikaci látek v reálných extraktech.

Aplikace na reálné vzorky:

• Extrakt z vakuových sáčků pro potraviny (extrakce ethanolem při 70 °C po 10, 20 a 60 min) odhalil přítomnost mastných kyselin, phthalátů, antioxidantů, diethylen glykolu a fosfátových esterů; koncentrace obvykle stoupaly s dobou extrakce.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší praktické výhody pro rutinní cílené E&L analýzy:

• Robustní dMRM metoda a připravená MRM databáze ulehčují nasazení v průmyslových laboratořích a zkracují čas vývoje metod pro nové cílové látky.
• Methanolová mobilní fáze s ammonium formátem a stopovým NH4F zvyšuje citlivost a snižuje interference z aduktů, čímž zlepšuje kvalitu kvantifikace.
• Široký lineární rozsah a reprodukovatelnost umožňují kvantifikovat jak nízko, tak vysoko abundantní analyty v typických extraktech z materiálů pro styk s potravinami.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje a aplikace:

• Rozšíření databází o další sloučeniny včetně APCI-kompatibilních analytů a integrace s GC/MS daty pro úplné pokrytí E&L spektra.
• Automatizované workflowy pro rychlé přidávání nových přechodů a validaci metod prostřednictvím softwarových nástrojů jako MassHunter Optimizer.
• Aplikace návržené metody na širší spektrum materiálů (léčiva, zdravotnické pomůcky, spotřební obaly) a validace podle regulačních požadavků.
• Další optimalizace ionizačních aditiv a přechodů pro minimalizaci aduktace a maximalizaci selektivity pro obtížně ionizovatelné třídy látek.

Závěr

Autoři představili integrované řešení pro cílenou LC/TQ analýzu E&L založené na optimalizované chromatografii, aditivech mobilní fáze (včetně 100 µM NH4F) a automatizované optimalizaci MRM přechodů. Výsledkem je databáze pro 303 E&L sloučenin s více než 1000 přechody a dMRM metoda, která nabízí citlivost, reprodukovatelnost a praktickou použitelnost pro rutinní analýzy extraktů z materiálů pro styk s potravinami.

Reference

Poster: Targeting Efficiency: A Database and Optimized Method for Sensitive and Reliable Targeted LC/MS Analysis of Extractables and Leachables, S. D. Durham et al., Agilent Technologies; ASMS 2026, WP 306.