可萃取和可浸出化合物在筛选试验中的差异分析——将 Agilent 7200 GC/Q-TOF 系统与数据挖掘软件结合使用

摘要

可萃取和可浸出化合物 (E&L) 分析面临两大难题：数据解释和化合物鉴定。对照品和样品的数据解释通常都是手动进行，这一过程非常耗时。采用软件进行数据解释有效缓解了这一难题。Mass Profiler Professional (MPP) 是一款化学计量学软件，可用于差异分析，能够轻松呈现样品中化合物的分布情况。

在采用气质联用系统与电子轰击电离 (EI) 技术的 E&L 分析中，化合物的鉴定需具备特定的专业知识。利用 EI 技术进行分析时常会得不到含明显分子离子的质谱图，而化合物的鉴定取决于特征碎裂谱的匹配。在 E&L 研究中，当化合物的浓度极低或受强化学背景噪声干扰时，碎裂谱匹配得分可能很低。因此，仅通过碎裂谱并不能有效鉴定全部化合物。在本研究中，我们采用高分辨精确质量系统的 Agilent 7200 GC/Q-TOF，分别在 EI 和化学电离 (CI) 模式下对一种眼用药 (ODP) 及其密封系统包装物进行分析。

同时，我们使用 MPP 软件来阐明化合物分布和支持数据解释。CI 模式的应用有助于依据分子峰（或它的加合离子）的精确质量鉴定化合物。此外，在数据库的帮助下，CI 模式不仅能确认由 EI 模式所鉴定的化合物，还能检测更多其他的物质。

前言

可萃取物是指在极端的时间和温度条件下暴露于适当溶剂中时，从产品材料转移到溶剂中的一类化学物质。可浸出物是指在正常工艺条件下或极端储存条件下，因与包装材料直接接触而转移到药物制剂中的一类化学物质，属于可萃取物中的一种。通常情况下，利用可萃取物的研究结果对可浸出物作目标性测定。不过，进行非目标性可浸出物研究具有诸多优势。非目标性可浸出物研究是在加热条件下检出药物制剂与密封系统包装物相互作用形成的新浸出物。

了解可萃取物、可浸出物以及它们的对照物中的化合物分布有助于依据分布叠加图来推断物质来源。以此方式手动解析数据的过程很繁琐，而化学计量学软件 Mass Profiler Professional (MPP) 可通过空白物质扣除来简化差异分析，并能直观显示样品间的显著性差异。若通过 MPP 差异倍数变化分析发现目标化合物的丰度比对照物更高，则可认为存在该目标化合物。

可萃取和可浸出化合物 (E&L) 会对药物制剂造成潜在污染，因而需要准确鉴定这些物质。鉴定这类物质的流程包括对电子电离 (EI) 模式下收集到的数据进行色谱解卷积，然后作谱库检索。通过谱库匹配得分可得出谱图匹配范围。由于 E&L 化合物种类丰富，多种化合物可能具有相似的碎裂谱，使得这些物质的确证更加困难。通常需要具备特定的专业知识才能对化合物的鉴定结果作指认。高分辨精确质量的化学电离 (CI) 与 EI 结合则可大大简化分子类别的确定。当 EI 谱图无法提供显著的分子离子时，CI 谱图可以包含这种信号。这种分子离子信号与精确质量信息相结合，有助于获得确认化合物的化学式。Pan,C. 等人同时使用了 EI 和 CI 模式鉴定液体制剂中未知的可浸出物。通过这种方法，更宜于软电离（如：CI）的新型化合物也能通过自定义数据库鉴定出来。我们使用自定义数据库来挖掘 CI 数据，以发现更多的 E&L 物质。

本研究中，我们使用高分辨精确质量系统的 Agilent 7200 GC/Q-TOF 来分析一种眼用药 (ODP) 中的半挥发性可萃取物和可浸出物。图 1 是本研究所采用的工作流程。我们在 EI 和 CI 模式下运行 GC/Q-TOF 系统。解卷积 EI 谱图，并将其与 NIST 谱库进行匹配。对照 EI 谱图定制的目标数据库搜索具精确质量的 CI 谱图，以确认由 EI 模式所得初步鉴定的化合物。此外，我们还使用高分辨精确质量 CI/MS/MS 对疑似化合物进行结构解析。

结论

本研究采用 Agilent 7200 GC/Q-TOF 的高分辨精确质量法定性筛查及鉴定 ODP 中的 E&L 化合物。将 E&L 化合物分析中得到的 EI 数据与 NIST 14.0 版谱库匹配有助于化合物鉴定。Agilent Mass Profiler Professional 软件可以进行样品组的差异分析，使得数据处理和解释更加容易。通过文氏图，我们能够辨别整个样品组中的特有化合物和相同化合物。半定量分析结果显示，有四种化合物的浓度过高。这四种化合物需要定量并进行安全评估测试。我们还创建了集实验数据和文献报道数据于一体的自定义数据库，专门用于检索 CI 数据。精确质量 CI 数据有助于确认初步匹配结果，发现更多鉴定物质。数据库的多样性、谱库的创建、CI 及 CI/MS/MS GC/Q-TOF 的使用以及精确质量数据大大增加了检测及鉴定出的化合物数量。