使用气质联用仪系统分析液体仿制药制剂中的可萃取/可浸出化合物

摘要存储液体药物制剂的塑料容器材料通常涵盖各个风险级别。在本应用简报中，我们将药物混悬液作为研究化合物从包装材料迁移的模型。本研究使用了两个 Agilent 5977A 系列的 气质联用仪GC/MSD 系统。采用 7697A 顶空进样器和配备 5977A MSD 的 7890A GC 系统鉴定了脂肪酸增塑剂，并采用配备 5977A MSD 的 MMI 7890A GC 发现了邻苯二甲酸酯类增塑剂。单离子监测 (SIM) 确证了这些增塑剂的鉴定结果。

前言液体药物制剂的包装材料涵盖从低到高的各个风险级别。液体药物制剂的剂型种类多种多样，包括气雾剂、溶液、混悬剂、膏剂、凝胶和喷雾剂等等。由于液体药物制剂与包装材料密切接触，药品包装材料中的化合物极有可能浸出到药品中。美国食品药品监督管理局 (FDA) 已经根据液体药物制剂的给药途径以及药品与包装材料之间发生相互作用的可能性将其分为了几个风险级别（表 1）。吸入剂和注射液被为风险最大，因为这类药品在直接给药的过程中接触了医疗器械中的多种/复杂的组分。例如，在使用预装了药物混悬液的注射器将药物注入到血液的过程中，药物混悬液与橡胶推杆、塑料针筒和金属针头直接接触。关于医疗器械中可萃取物和可浸出物的测试分析，现在已有了相关的指南和评估方法。FDA 21 CFR 211.94(a) 要求：“药品容器和密封件的材料不得具有反应活性、含有添加剂或具有吸收性，以避免药品的安全性、鉴别、规格、质量或纯度等性质不符合要求或已建立的要求。”药品质量研究学会 (PQRI) 建立了可萃取物和浸出物的法规指导，该指导已被 FDA 认可。USP<87>、USP<88>、USP<661>、EP 3.1、EP 3.2、ISO10993 和 ICHQ6A 中也有药品包装材料评估的相关指导。USP<1663> 和 USP<1664>分别提供了药物包装/给药系统中的相关可萃取物和可浸出物的方法框架和评估方法。这些评估方法并未建立具体的标准或指南，而只是针对特定给药系统的分析提供了信息并进行了讨论。可萃取物和可浸出物的研究采用了气相色谱-质谱 (GC/MS) 方法，主要目的是检测医疗器械和密封系统中的挥发性化合物和某些半挥发性化合物。可萃取物来源于赋予包装材料保护性和各种物理性质的原材料、添加剂、稳定剂、助剂和分解/降解产物等。可萃取物测试涉及将包装材料组分暴露在适当的溶剂、高温下或者暴露较长的一段的时间，以模拟最坏情况下包装材料中可浸出物的特性。可浸出物的研究采用了真实的药品，在正常使用条件下或延长保存期的条件下进行。可浸出化合物通常是可萃取物的一个子集，其由于直接与包装材料接触而变得可萃取。可浸出物也包括由于药品与包装材料之间相互作用而生成的新的化合物。

在本应用简报中，我们采用了两个互补的 GC/MS 系统研究了一种液体药物制剂的可浸出化合物。采用高温顶空进样和大体积液体进样技术鉴定挥发性和半挥发性有机化合物。基于萃取物毒理学信息、峰强度、迁移趋势和功能性聚合物添加剂选出可浸出物以进行进一步研究。采用单离子监测 (SIM) 进一步确证可浸出化合物的鉴定。

实验部分材料和仪器使用两种分析方法鉴定液体药物制剂中的可浸出化合物。使用7697A 顶空进样器和配备 5977A MSD（顶空 GC/MS）的 7890AGC 在高温下分析药物混悬液中的组分。使用 7693A 自动液体进样器和配备 5977A MSD (ALS GC/MS) 的 7890A GC 分析药物组分的溶剂萃取物。ALS GC/MS 配备了在溶剂排空模式下操作的多模式进样口 (MMI)。本实验采用了购自一家仿制药公司的液体药物制剂用于可萃取物和可浸出物测试。二氯甲烷 (DCM) (650463)购自 Sigma Aldrich 公司。顶空 GC/MS 分析将药物混悬液以 3000 rpm 离心 20 min。分别将固体和上清液（液体）组分单独转移至 10 mL 顶空样品瓶中，然后在室温下蒸发浓缩样品。在执行顶空平衡温度（250 °C，见表 2）下的分析之前，使用氮气吹扫两个样品瓶中的组分，并用高性能 PTFE 钳口盖密封顶空样品瓶。

自动液体进样 GC/MS 分析使用 5.0 mL DCM 超声萃取置于 12 mL 棕色样品瓶中的 5 µL 药物混悬液 5-8 h，然后静置 24 h。将有机层转移至自动进样器样品瓶的玻璃内插管中用于分析。通过 MMI 进样口在溶剂放空模式下进样 10 µL 萃取物。使用溶剂放空向导建立用于 DCM 萃取物分析的起始 MMI 参数（表 3）。

化合物鉴定使用 MSD Chemstation 数据分析 F.01.01、MassHunter 未知物分析 B.07.00 和 AMDIS 2.72 软件进行化合物表征。所有化合物的质谱图均采用 NIST 谱库 2.2 进行匹配分析。质谱匹配度大于等于 80 的化合物被列入分析范围内，且匹配度最高的化合物被用于研究。

结果与讨论本实验的重点在于研究高密度聚乙烯 (HDPE) 或聚丙烯 (PP) 包装材料中添加剂的迁移特性。我们分析了药物混悬液中的 Irganox1010、Irgafos 168、棕榈酸、硬脂酸、丁羟甲苯 (BHT)、十六烷和 2,4-二叔丁基苯酚。Irganox 1010、BHT、Irgafos 168 和 2,4-二叔丁基苯酚是添加到 HDPE 中的抗氧化剂，用于在加工过程中提供保护，以及在长时间的加热（成形）过程中增加材料的稳定性 [1]。硬脂酸和棕榈酸能够为 HDPE 或 PP提供所需的机械性能[2,3]，而十六烷则是印刷油墨生产过程中的一种常用溶剂 [4]。本实验鉴定出了硬脂酸、棕榈酸和十六烷。由于 Irganox 1010 的分子量较大，其更适合采用 LC/MS 进行分析。在药物混悬液中未观察到 BHT、Irgafos 168 和 2,4-二叔丁基苯酚，但是采用相同的分析步骤，在塑料材料的萃取物中鉴定出了这些添加剂。本实验还鉴定出了 HDPE 材料 [5] 中的一些其他添加剂。采用顶空和大体积液体进样技术对液体药物制剂中的增塑剂、香精、香料、药物化合物及其前体物质进行了 GC/MS 鉴定分析。表 4 汇总了使用两种 GC/MS 系统鉴定出的所有化合物。药物化合物、香精和香料是药品的一般原料。由于增塑剂与包装材料的可浸出物迁移高度相关，本实验对其进行了深入研究。