快速、定量分析挥发性亚硝胺的杂质在药物产品

挥发性亚硝胺杂质的定量分析在药物产品极大地简化了使用SIFT-MS和具有3倍吞吐量优势(不含样品准备的好处)在色谱方法。

各种亚硝胺的已知或疑似诱变——特别是,N-nitrosodimethylamine (NDMA)和N-nitrosodiethylamine (NDEA)——意味着他们的存在在任何产品的人类暴露的问题。虽然这些化合物通常是发现在饮料、水和食物,他们发现2018年sartan药物让制药业措手不及。¹

弹性亚硝胺的来源——通常用于各种包装组件——严格控制由于最近推出了弹性体的生产改善整个行业应对历史问题。²

调查表明,大多数N-nitrosamine问题源自nitrosating代理用于合成——特别是当检测到二级胺的存在。³

相当大的行业调查和协商之后,欧洲药品局(EMA)和美国食品和药物管理局(FDA)发表了合适的摄入量。⁴的限制更多的挥发性亚硝胺详细的表1中。

表1。挥发性亚硝胺的担忧美国FDA和教育津贴,每个监管机构与可接受的摄入量。来源:Syft技术

与合适的摄入量每天毫微克水平低,高度敏感和选择性分析方法是必要的。一般来说,这些都是基于气体或液体色谱法与延长分析时间和日益复杂的样品制备(例如,解散和离心需要)。

他们还离线方法,需要较长时间才能结果第一样品当考虑校准和相对较低的样本总体吞吐量。

相反,选择离子流管质谱(SIFT-MS)显著简化了样品制备过程(药物产品重入瓶)。它消除了需要执行缓慢的一步直接应用软化学离子化气相色谱法和顶部空间样本。

这种方法不仅加速分析时间,还可以大大减少其他样品制备因为没有衍生的高度极地亚硝胺是必要的。⁵

本文描述了顶部空间SIFT-MS适合挥发性亚硝胺的定量筛选分析在药物产品由于其高度敏感和选择性。它还提供了一些相当大的优势常规色谱分析结果的快速捕获和大样本吞吐量(图1)。

图1所示。顶部空间SIFT-MS使挥发性亚硝胺的大规模筛选,提供增强的质量控制和质量保证。图片来源:Syft技术

方法

1。SIFT-MS技术

这项研究中,期间Syft技术Voice200ultra SIFT-MS仪器使用,操作在氦载气。SIFT-MS(图2)利用软化学电离(CI)生产mass-selected试剂离子可以快速反应和量化挥发性有机化合物(挥发性有机化合物的仪器)到part-per-trillion浓度(体积,pptV)。⁶

图2。原理图SIFT-MS——直接、chemical-ionization分析技术。图片来源:Syft技术

8试剂离子(H₃O⁺,没有⁺阿,₂⁺阿,^{- - - - - -},哦^{- - - - - -}阿,₂^{- - - - - -},没有₂^{- - - - - -}也没有₃^{- - - - - -})从微波放电获得在空气中纳入商业SIFT-MS仪器。⁷

这些试剂离子不与空气的主要组件(N反应₂阿,₂和Ar)但有效应对挥发性有机化合物的仪器和其他微量分析物控制离子分子反应。这有助于直接、实时分析跟踪和ultra-trace级别的空气样本不需要各种常用。

试剂离子之间的高速切换提供了优良的选择性,因为多个反应机制提供相对独立的测量分析物。经常多个试剂离子消除不确定性等压重叠的混合物,包含多个分析物。

自动加入分析利用SIFT-MS乐器搭配了一个多功能autosampler(陈健民议员机械专业;Mulheim,德国)。陈健民大师的软件被用来控制autosampler。样品被孵化陈健民搅拌器30分钟60°C。

顶部空间顶部空间采样使用2.5毫升注射器(加热到150°C),然后注射100μL年代的流量¹SIFT-MS仪器的autosampler入口(加热到150°C)通过一个自动封口的陈健民septumless采样头。

的名义样本流入SIFT-MS仪器是370µL年代¹,补充气体流(超高纯度的氮)也引入了通过采样头。这种稀释考虑校准曲线,这是产生在相同条件下测量样品。

每个样本受到分析时间为100秒(图3)和浓度的平均值报告期间获得的值注入(即。之间,ca。40和60秒)。重要的是要注意,没有内部标准的应用。⁸

图3。例子顶部空间注入与同步SIFT-MS NDMA 2.6 ng峰值水平的分析(10毫升样品瓶)。图片来源:Syft技术

2。SIFT-MS NDMA和基体效应的分析

细节关于SIFT-MS分析应用于多种挥发性亚硝胺已经出版。⁹表2列出了NDMA反应化学,目标分析物,在研究过程中。反应速率系数k的主要措施是SIFT-MS亚硝胺的灵敏度和更大的比大多数的挥发性有机化合物的仪器由于其高极性。

表2。SIFT-MS反应化学(速率系数(k),产品离子公式、分支比(BR %),和质荷比(m / z)) NDMA和N, N-dimethylformamide (DMF),一个潜在的干扰物质。离子在灰色通常不用于定量或识别由于其低BR(减少敏感性)。来源:Syft技术

选择性达到结果的众多产品的可用性离子化合物,这促进了cross-comparison独立从单一产品测量离子浓度。N, N-Dimethylformamide (DMF)引入了因为它是NDMA通过其最可能的干扰物质¹³C同位素峰。

这种干扰,当它看到的,可以通过减法补救NDMA的明显信号。这个修正是占在本文中给出的浓度数据。

除了潜在的DMF的干涉,提高水平的残余溶剂也往往有一个轴承的计算浓度SIFT-MS试剂离子由于过度消费。高浓度的非线性反应药物产品质量为H₃O⁺和O₂⁺;这种现象必须被理解和补偿方法的发展。

在这里,没有⁺试剂通常是更有弹性,这种效应相比,H₃O⁺和O₂⁺由于它不太敏感,常用的溶剂如乙醇或异丙醇。图4显示了一个完整的扫描分析药物产品的新兴从这些溶剂带注释的光谱特性。

图4。SIFT-MS全扫描质谱的两个ranitidine-containing药物含有相对高水平的残留溶剂(一)产品1和异丙醇(b)乙醇在产品2。最大的光谱特征峰的试剂离子,H₃O⁺(m / z 19),不⁺(30)和O₂⁺(32)。图片来源:Syft技术

3所示。药物产品样品

本研究的重点是发展的方法,而不是让大量的药物样品测试。在这里,两个商业产品评估NDMA雷尼替丁通过分析内容。

粉末样品(100至500毫克)介绍了10毫升顶空瓶没有随之而来的溶解在水中(即顶部空间分析。,粉本身的),这被称为“直接分析”。这有助于减少顶空瓶的大小从20毫升的“标准”推荐的体积来提高灵敏度。⁹

结果与讨论

两项研究提出了在这一节中:首先,定量的评估使用headspace-SIFT-MS NDMA在气相。第二个是一个示范NDMA雷尼替丁产品的定量分析。

1。NDMA检测线性和定量限

首先,在开发方法时,有必要确认NDMA并获得估计的线性检测定量限的顶部空间分析。

图5中的两个数据集是由一系列的稀释完全蒸发了NDMA的解决方案。左边增加范围是完全蒸发的结果1μL商业NDMA标准(5毫克毫升¹在甲醇)。

1μL整除的顶部空间被稀释在充氮20毫升样品瓶。从这个,250,500,750,1000,和1250年μL整除插入五瓶,提供广大NDMA显示在水平轴。

较低的范围(图5 (b))需要pre-dilution商业methanolic标准在50%丙酮之前创建气相通过0.5μL股票上涨到20毫升顶空瓶——因此4倍稀释,然后产生的不同水平。

图5。NDMA反应的存在(一)甲醇和(b)50:50甲醇:丙酮混合。有关详细信息,请参阅文本这些曲线是如何创建的。图片来源:Syft技术

所有三个目标离子的分析显示NDMA因为他们代表详细的的第二个矩阵的影响方法部分:存在溶剂(甲醇和甲醇和丙酮)。

dilutant应该注意的是,使用丙酮为了刺激相同的非线性响应⁺由于丙酮反应更快与试剂离子比甲醇,但没有⁺依然坚定。

虽然溶剂不源自一种药物产品,而是从校准混合物,效果是一样的。色谱分离的缺乏,他们存在于电离区域的SIFT-MS仪器(流管)和竞争对手所选SIFT-MS NDMA试剂离子。

在高浓度的图5(一个),ca。60 ppmV甲醇的顶部空间。甲醇没有影响⁺,但H₃O⁺(特别是)和O₂⁺生成增加数随着浓度的增加。

由于这种行为,⁺产品应用离子(m / z 74)定量离子,而O₂⁺和H₃O⁺被称为限定词离子。图6说明了定量离子的结合范围。

图6。NDMA在全面展示定量离子,没有⁺m / z 74。图片来源:Syft技术

信噪比(S / N),检测极限(LOD)和定量的限制(定量限)气相SIFT-MS NDMA分析表3中列出。

这些特点使用2.5毫升整除的顶部空间注入100μL年代¹使用低浓度,并量化顶部空间注入显示在图3。从数据,定量限药物产品大约在2 g ng¹500毫克样品。

表3。信噪比(S / N),检测极限(LOD),并限制的定量(定量限),气相中的NDMA SIFT-MS分析2.5毫升整除注入100μL年代¹。来源:Syft技术

2。NDMA固体药物产品的定量分析

多个顶空萃取(加入)促进绝对浓度的测定浓缩阶段独立的矩阵。¹⁰因此直接定量分析固体剂量形式,它被认为是一种功能强大的技术,因为它会阻止任何复杂的矩阵的引入匹配程序。

由于快速样本分析,SIFT-MS技术使得这个repeat-analysis更具有成本效益的方法,尽管总体目标而不是运行在所有样本全部加入关联第一注入全部加入和应用一个校正因子。¹¹

成功的加入需要分析的动态范围ca。两个数量级;因此,第一步需要优化的样本应该使用静态顶空分析(平衡;参见图7)。没有⁺、信号水平表明,500毫克的药物产品可以应用。

图7。使用SIFT-MS测量NDMA顶部空间集中的样本的函数两个雷尼替丁药物产品的质量。图片来源:Syft技术

因此完整的加入,结果获得了超过六注射绘制的自然对数浓度图8。很明显看到产品1中的离子(图8 (a))与注射不表现出线性数字,虽然没有⁺和O₂⁺产品2表现良好。

图8。MHE-SIFT-MS结果(自然对数的顶部空间浓度的函数注入数量)为500毫克NDMA两个雷尼替丁药物产品的样本。图片来源:Syft技术

孵化条件下应用,NDMA浓度在两种药物产品实际上是在基线第六注入。这表明即使是不可能采取传统的外推方法建立总浓度药物产品,¹²个体浓度测量仍然可以达到。

产品2,传统area-under-the-curve-approach是用来确定最终的浓度,而对于产品1的值获得注射1 - 6都加在一起。

NDMA产品中1和2的浓度是68和328 ng g¹,分别。这些对应的范围报告给美国食品及药物管理局雷尼替丁产品。¹³满MHE-SIFT-MS提供了样品处理量的40个样品每天30分钟的孵化,¹⁴每天只有五个样品可以使用MHE-GC分析运行。

尽管一些加入曲线不以线性的方式表现,是高度可重复的结果,作为300毫克一式三份测量获得的样本显示(图9)。

图9。重复性的一式三份MHE-SIFT-MS测量NDMA(使用⁺74)300毫克样品的两个雷尼替丁药物产品。图片来源:Syft技术

这些数据利用整个six-injection加入方法,和没有应用内部标准,与SIFT-MS是标准的做法。这表明SIFT-MS技术的重复性好,即使应用于非理想矩阵。

这个重复性特性促进使用一个单一的顶部空间注入每个样本而不是全部加入,因为后者是可重复的与第一次注射,在聚苯乙烯的MHE-SIFT-MS分析如图所示。¹⁴

应该注意,样品必须在平衡。图10显示了第一个注入和注射的总和之间的相关性(1 - 6)重复性数据提供如图9所示。

图10。重复性的第一次注射的总和的比例两个雷尼替丁药物注射产品如图9所示。图片来源:Syft技术

复制显示特殊的可重复性,接近总数的0.6 NDMA样本分区的顶部空间在最初的30分钟孵化周期60°C。这一结果表明,每天超过250个样本可以筛选与headspace-SIFT-MS NDMA nanogram-per-gram量很低的。

这是ca。4倍可以实现更高的吞吐量比使用GC和LC与自动化的样品制备或手工样品制备高6倍。

结论

高灵敏度headspace-SIFT-MS分析可以在极低的检测NDMA ng g¹的范围内。由于,Headspace-SIFT-MS提供大大改善时间结果和更大的吞吐量相比,传统的色谱方法。

可以运行定量分析直接从固体/粉从一个孵化与MHE-SIFT-MS循环相关。

此外,展示了简单的样品制备方法——添加粉瓶,并开始——以及简单的操作。SIFT-MS分析是一个行业证明了技术适合QA / QC实验室和生产线。

引用

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