弹性材料中可萃取物和可浸出物检测方案(气质联用仪)

智能文字提取功能测试中

thermoscientific应用文献10398 RT： 1.89-27.86 SM： 11G 制药材料研究：使用GC-MS检测弹性材料中的可萃取物和可浸出物 作者 简介 Benedicte Gauriat ， Isabelle Froger，Damien Chevaillier， Hans-Joachim Huebschmann： Thermo Fisher Scientific， Les Ulis， France；Septodont， Dental Pharmaceutical Company， Saint- Maur-des-Fosses，France；Thermo Fisher Scientific，Singapore 关键词 药品，可浸出物，可萃取物， GC-MS，解卷积，未知物鉴定， ISQ 7000 药品从生产到服用均要与多种由不同材料的包装有接触，因此我们可能需要对这些材料进行详细的兼容性研究，以确保产品质量符合要求，并且不会因产品/材料不相容而引起安全问题，特别是与特定剂量或形式的给药方法可能会增加健康暴露和交互作用的风险。11.2] 在这些研究中，分析人员用可萃取物和可浸出物来反应出大部分可能渗入药品的物质。术语“可萃取物”和“可浸出物”由工业工作组13.4，混合工作组同(如产品质量研究所，可浸出物和可萃取物工作组，包括代表工业、卫生机构和学术界的药物开发科学家)和学科专家旧共同定义。这些定义经常扩展到材料处理领域，并与美国药典提出的定义一致，后者增加了可萃取物和可浸出物研究的具体章节17.8. 可萃取物：是诸如“可以从实验室条件下的药物包装/输送系统，包装组分或包装建筑材料中释放的有机或无机类化学形式”的物质。根据萃取研究的具体目的[...]，这些实验室条件(例如溶剂、温度、化学计量等)可能会加速或夸大包装形式的正常储存/使用条件。可萃取物本身或来 源于可萃取物的物质有可能在正常的储存和使用条件下浸出到药品中。”可浸出物：是“有机或无机化学物质，在正常的储存和使用条件下或在药品稳定性性究期间，从包装/输送系统、包装组分或包装建筑材料迁移到相关药品中。可浸出物通常是可萃取物的子集，或者可由可萃取物中提取。” 通过初步萃取研究来确定潜在的可浸出物，以及对其来源有贡献的接触成分研究非常重要。这些物质可能与药品或制剂成分发生反应，影响药品的功效或干扰剂量的一致性，最终可能对健康产生负面影响。 通常使用不同的分析方法进行可萃取物和可浸出物测定的研究，例如，使用电感耦合等离子体(ICP)进行元素分析，或使用液相色谱质谱(LC-MS)进行难挥发性物质分析。顶空-气相色谱质谱法(HS-GC-MS)主要用于挥发性化合物分析，而溶剂萃取后进行液体进样-气相色谱质谱法用于半挥发性化合物的分析。 本应用文献介绍了对一种柱塞这种可用于牙科的注射用弹性材料，进行可萃取性研究的方法，使用不同萃取技术、衍生化和 HS- GC-MS分析。如果需要，能够同时配置经典的火焰离子化检测(FID)以用于将来的常规方 法的分析。虽然可从制造商处已知悉柱塞的成分，但药品生产商关于其组成以及随后可能迁移到药物中的物质知之甚少。 ( 样品制备 ) 采用几种方式检测弹性柱塞材料。通过直接顶空分析确定挥发性化合物。将10个柱塞放入20mL 顶空小瓶中，然后进行顶空进样。 通过使用三种萃取程序制备三种不同的液体萃取物进样，来研究样品的可提取性： 1.用水萃取柱塞材料后用二氯甲烷(DCM)进行溶剂置换，不进行衍生； 2.使用 BSTFA (10个1mL安部包装， P/N TS-38830)将DCM提取物衍生处理； 3.异丙醇(IPA)萃取。 这些萃取物用于本研究，并且是包括其他方法和提取技术的整体萃取研究的一部分。 图1.萃取的工作流程 如图1所示，使用Thermo Scientific M TRACETM1310GC 和单四极杆MS系统同时进行 FID 和 MS 检测。并行 FID 检测通过 Silflow@连接完成，配备非真空选项，无需耗时卸载质谱仪的真空便可快速更换色谱柱。 系统同时配备了 Thermo ScientificM TriPlusMRSH TM自动进样器，用于液体和顶空进样。 表1.GC 系统的条件 TRACE GC 1310 顶空 进样口 分流/不分流，320℃ 分流20mL/min 进样体积 1mL顶空 进样衬管 带玻璃棉的不分流衬管，4 mm ID (P/N453A1925) 炉温程序 30℃，保持3 min，以8℃ /min 升到280℃ 280℃保持 10 min TRACE GC 1310 液体进样 进样口 分流/不分流，320℃ 液体进样1min 不分流 进样体积 1 pL液体进样 衬管 带玻璃棉的不分流衬管，4 mm ID (P/N453A1925) 炉温程序 40℃，保持1 min，以8℃ /min 升到325℃ 325℃保持 10 min TRACE GC 1310 液体和顶空进样 载气 He，恒定压力125 kPa 色谱柱类型 Thermo ScientificM TraceGOLDM柱 5MS， 30m×0.25 mm ID× 0.25 pm涂层厚度 ( P/N 26098-1420) 分路毛细管柱 FID： 0.2m x 0.2 pm MS： 2m x 0.15 mm FID 300℃ Air 350 mL/min Hydrogen 35 mL/min Nitrogen 40 mL/min 表 2. MS系统的条件 SQ质谱仪 离子源类型 Thermo Scientific| ExtractaBrite 离子源温度 220℃ 电离模式 El， 70 eV 发射电流 50 pA 全扫描 25-700 Da，4次全扫描/s (250 ms/次) 图2.配备 TriPlus RSH 自动进样器的 ISQ GC-MS 系统 数据处理 并行 FID 检测到的未知化合物采用全扫描模式 ISQ 质谱仪进行数据采集。 图3和图4显示了 HS分析的色谱图。化合物鉴定的保留时间与 MS 和 FID检测完全匹配。不同液体萃取和衍生程序的分析如图5-7所示，它们全部在总离子流色谱图(TIC)和 FID 上有响应。所有色谱图证明并行 FID 加MS检测与化合物洗脱行为非常一致。 19.46 图3.弹性柱塞的顶空色谱图(上图为 TIC MS， 下图为 FID) 图4.缩放显示- MS 和 FID保留时间完美匹配(上图为 TIC MS， 下图为 FID) 图5.水萃取物经 DCM 浓缩液的色谱图(上图为 TIC MS， 下图为 FID) 图6.液体 DCM 提取物经衍生化后的色谱色(上图为 TIC MS， 下图为 FID) 图7.液体IPA提取物的色谱图(上图为 TIC MS， 下图为 FID) 自动质谱解卷积和识别系统AMDIS用于对复杂色谱图进行解卷积以提取“干净的”单一化合物质谱图。为了搜索并和标准谱图进行比较，使用美国国家标准与技术研究院(NIST)的谱库。AMDIS 将检测到的化合物保留时间与质谱联系起来，以获得更好的鉴定结果。所有结果都可以选择输出到 MicrosoftExcel进行进一步研究。 无法通过谱库搜索识别的质谱可以使用 ThermoScientificM Mass FrontierM光谱解析软件在碎裂模式中分析，从而得出切合实际的化合物结构建议。 AMDIS 色谱图解卷积 AMDIS 解卷积程序分三个步骤9： 。步骤1： AMDIS分析色谱图。根据在相同保留时间处峰顶点显示的最小离子数(最大质量数质谱峰值检测器)，来计算洗脱化合物的数量。相应的质谱图被提取出来，并将其从基线和共流出化合物质量强度的潜在贡献中去除。 ·步骤2： AMDIS 从用户谱库核查目标化合物是否存在，同时进行保留时间(如果有，也可用保留指数)和质谱图的匹配度检测。 ·步骤3：将所有检测到的化合物谱图与关联谱库的参考谱图进行比较，设置不同标准的筛选条件： 一只匹配比选定值更好的那些 一只选基于峰面积计算丰度最大的 'T'化合物一只选那些最小面积比例%超过给定值的 'S'化合物的 一所有化合物 结果和讨论 表3~表6显示了对相同样品材料使用不同提取萃取方法和筛选条件的分析结果(至少满足75%的匹配度)。 表3列出了采用顶空分析的鉴定化合物列表(图1)，其中列出了化合物名称、峰信息、保留时间和谱库反向检索匹配因子。“反向”匹配率%一列表征了未知物谱图与检索库条目的匹配度。 化合物名称 保留时间 (min) 反向匹配度 峰面积 [cts] 峰面积 [%] 峰高 [cts] 峰高 [%] Pentane， 2-methyl- 2.28 85 1917 4.68 368 2.36 Pentane， 3-methyl- 2.40 87 2308 5.63 442 2.84 Cyclopentane， methyl- 2.93 79 2847 6.95 515 3.31 Cyclohexane， methyl- 4.72 82 1333 3.25 346 2.22 2，3-Hexanedione 6.40 83 238 0.58 106 0.68 Hexanal 6.65 82 825 2.01 300 1.92 Propanal， 2，2-dimethyl- 10.43 88 950 2.32 538 3.46 Octane， 2，2，6-trimethyl- 10.66 88 445 1.09 259 1.67 Benzaldehyde 10.75 92 1031 2.52 461 2.96 Octane， 2，6，6-trimethyl- 13.34 79 164 0.40 115 0.74 2-Propenoic acid， [...] Ageflex/Sipomer IBOA 19.46 95 6465 15.77 3438 22.08 Ethanone，2，2-dimetho5[...] DMPA， Photocure 51 27.44 82 217 0.53 125 0.8 表4.在 IPA提取物中鉴定的化合物，与谱库匹配率>75%(总共检测到118个峰))(***见图6Mass Frontier ) 图5.在 DCM 提取物中鉴定的化合物，与谱库匹配率>75%(总共检测到88个峰) 保留时间 峰面积 峰面积 峰高 峰高 化合物名称 (min) 反向匹配度 [cts] [%] [cts] [%] Toluene 4.17 96 17526 3.7 2914 3.2 Benzene， 1-fluoro-4-methyl- 4.30 88 6223 1.3 2039 2.2 Benzene， 1-fluoro-2-methyl- 4.37 93 244339 51.0 27516 29.7 Benzaldehyde 7.89 90 800 0.2 307 0.3 Benzylalcohol 9.38 88 3632 0.8 1081 1.2 Cyclopropyl carbinol 10.63 77 55086 11.5 9086 9.8 Decanal 12.79 88 4070 0.9 2030 2.2 Diethylphthalate 19.72 92 1195 0.3 682 0.7 Dibutyl phthalate 25.05 90 1253 0.3 559 0.6 Ethyl hexyl phtalate 31.81 93 6673 1.4 3399 3.7 表6.在BSTFA衍生后DCM提取物中鉴定的化合物，与谱库匹配率>75%(总共检测到88个峰) 化合物名称 保留时间 (min) 反向匹配度 峰面积 [cts] 峰面积 [%] 峰高 [cts] 峰高 [%] Disiloxane，hexamethyl- 6.83 91 1426 0.5 1588 1.0 Dimethyl sulfone 7.14 92 5078 1.7 3467 2.1 Trifluoromethyl-bis-(trimethylsilyl)methyl ketone 7.45 94 14274 4.8 10694 6.6 Octane， 4-ethyl- 7.85 94 1932 0.6 1158 0.7 1，2-Bis(trimethylsiloxy)ethane 8.34 93 20903 7.0 12757 7.8 Cyclopropane，1-heptyl-2-methyl- 8.58 87 3614 1.2 2127 1.3 Silane，(cyclohexyloxy)trimethyl- 8.83 89 4655 1.6 3102 1.9 Tetrasiloxane， decamethyl- 9.34 86 3844 1.3 2285 1.4 Silane， (1-cyclohexen-1-yloxy)trimethyl- 9.77 90 18016 6.0 10881 6.7 Propanoic acid， 2-[(trimethylsilyl)oxy]-， 9.82 95 8888 3.0 4868 3.0 trimethylsilyl ester Glycolic acid 10.17 88 3744 1.3 1516 0.9 Silane， trimethyl(phenylmethoxy)- 11.80 94 16044 5.3 9758 6.0 3，6，9-Trioxa-2-silaundecane， 2，2-dimethyl- 11.93 89 1501 0.5 974 0.6 Benzoic acid trimethylsilyl ester 13.65 94 7195 2.4 4126 2.5 Octanoic acid， trimethylsilyl ester 13.95 87 5175 1.7 3037 1.9 Octane， 2，4，6-trimethyl- 14.70 85 1338 0.5 790 0.5 Butanedioic acid，bis(trimethylsilyl) ester 14.86 89 1936 0.6 1089 0.7 Nonanoic acid， trimethylsilyl ester 15.75 91 19185 6.4 10747 6.6 Benzene， (isothiocyanatomethyl)- 15.97 86 2663 0.9 1295 0.8 Decanoic acid 17.46 90 5016 1.7 2737 1.7 Lauric acid TMS 20.63 91 1867 0.6 1006 0.6 Tetradecanoic acid， trimethylsilyl ester 23.51 86 4824 1.6 2576 1.6 Phthalic acid， butyl cyclobutyl ester 25.05 89 655 0.2 348 0.2 Hexadecanoic acid， trimethylsilyl ester 26.14 89 14483 4.8 7421 4.6 Octadecanoic acid， trimethylsilyl ester 28.55 86 6429 2.1 3375 2.1 Ethyl-hexyl-phthalate 31.81 89 1724 0.6 869 0.5 4-Methyl-2，4-bis(4'-trimethylsilyloxyphenyl) 33.43 91 652 0.2 380 0.2 pentene-1 Mass Frontier 谱图解析软件 尽管某些获取的谱图不包括在商业化谱库中，但可通过匹配率显示出相似的结构。Mass Frontier 软件分析未知质谱，并将碎裂方式和离子结构与从已知碎裂规则的已知谱图库中计算出并与未知谱图相关联110l。在图8中给出了 DCM萃取物的两个未知化合物的谱图解析实例，图9提供了IPA 萃取物的两个实例。专业的 Mass Frontier 软件系统为解析质谱模式提出了合理的建议。使用全扫描 MS 和 FID 的并行检测结论对检出化合物显示出非常好的一致性。 图8. DCM萃取物，在RT 12.68min处出现未知峰 图9.IPA提取物，在 RT 18.31min处出现未知峰 同时用全扫描 MS 和 FID 并行检测方法对化合物进行鉴定，显示了非常良好的一致性。典型的主要化合物经过质谱仪鉴定后，也可使用 FID对其进行可靠的常规分析。 使用 AMDIS 软件进行解卷积可以将共流出化合物精确“提纯”质谱图。使用目标化合物的单个库结合质谱保留时间的可能性使其成为分析控制的有力工具。此外，Thermo Scientific M TraceFinderM质谱软件允许实验室已有质谱库的转移。 Mass Frontier 软件对于未知质谱，是一种独特的解析工具。为质谱提供了可能性结构和碎裂方式，并能开展更进一步的样品和未知物解析。 Trace 1310气相色谱仪联用 ISQ单一四极杆 MS同时并行FID检测器，结合数据采集和处理软件的整套分析系统，作为一种功能强大且易于使用的解决方案，可用于进行未知物识别和常规鉴定。同时，若需要还可进行产品安全控制和类似质量控制应用相关的化合物定量。 ( 1. .F FDA Guidance for Industry， Container ClosureSystems for Packaging H uman Drugs and Biologics， 1999. ) ( 2. CPMP/QWP/4359/03 and EMEA/CVMP/205/04， Guideline on plastic immediate materials， 2005. ) ( 3. The Extractables and Leachables Subcommittee of the Bio-Process Systems All i ance， Recommendations for Extractables and Leachables Testing， BioProcess International 5(1 1 ) (2007) 36-49. ) ( 4. Sehnal， N.， e t al. “ Compatibility of parenterals andcontact materials." 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