Analysis of Extractable and Leachable Metals in Plastic Materials used for Drug Products by ICP-OES

Význam tématu

Profilování extrahovatelných a vyloučitelných kovů z plastových materiálů je klíčové pro zajištění bezpečnosti a integrity léčiv během výroby, skladování a aplikace. Kovové kontaminanty jako As, Cd, Hg a Pb mohou mít toxické účinky a jejich hladiny musí splňovat přísné farmaceutické normy (USP <661.1>).

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověření citlivosti, přesnosti a opakovatelnosti metody ICP-OES pro stanovení kovových stop v HDPE (polyethylen vysoké hustoty) podle doporučení USP <661.1>. Analýza zahrnovala hodnocení detekčních limitů, kvantifikaci kovů ve vzorcích HDPE a stanovení výtěžnosti při spikování vzorků na dvou úrovních koncentrací.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky HDPE se připravily těžbou 100 g materiálu v 0,1 N HCl za refluxu po dobu 1 h. Po naředění byly roztoky analyzovány pomocí ICP-OES Agilent 5110 VDV s vertikální torzí a solid-state RF zdrojem. Pro stanovení As a Hg byl použit Agilent Multimode Sample Introduction System (MSIS) generující hydridy. Kalibrace vycházela z NIST stopových směsí. Instrumentální parametry zahrnovaly:

• RF výkon 1,2 kW, plasma 12 L/min, aux 1 L/min, nebulizér 0,7 L/min
• SeaSpray cyklonová komora, standardní tryska 1,8 mm
• Axialní režim měření, časy: read 5 s, odchylka náběru 15 s, stabilizace 10 s
• Pro hydridy: 0,3 % NaBH₄ s 0,5 % NaOH (Hg) a redukce KI+HCl (As)

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekční limity (MDL) pro vybrané kovy se pohybovaly od 0,2 µg/mL (Hg) do 4 µg/mL (Ca), výrazně pod limity USP (<661.1>).
• Ve třech replikátech digesí HDPE žádný analyzovaný kov nepřekročil povolené hodnoty „not more than“.
• Linární kalibrace pro As, Cd, Cr, Pb vykázaly R² > 0,999.
• Spike testy na úrovni L1 a L2 přinesly recoverie 97–110 % se sledovatelností RSD < 3,5 %, pro Ca až 106 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlé a spolehlivé stanovení kovových nečistot v polyethylenových obalech farmaceutik. Vysoká citlivost a nízké detekční limity umožňují plnou shodu s USP požadavky. Použití MSIS zjednodušuje měření prvků tvořících hydridy, zvyšuje produktivitu a minimalizuje riziko kontaminace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na další polymerní materiály (PP, PET, COC/ COP) dle USP <661.2>.
• Integrace s automatizovanými systémy kontroly kvality a online monitoringem.
• Využití pokročilých detektorů a úprav plazmy pro zvýšení citlivosti u ultratrace prvků.
• Implementace chemometrických přístupů pro prediktivní modelování uvolňování kovů z materiálů.

Závěr

Agilent 5110 VDV ICP-OES společně s MSIS splňuje požadavky pro kvantifikaci kovových stop v HDPE dle USP <661.1>. Metoda demonstrovala vynikající citlivost, přesnost i opakovatelnost a poskytuje robustní platformu pro zajištění bezpečnosti farmaceutických obalových materiálů.

Reference

1. USP 39-NF 34 <661.1>, Plastic Materials of Construction, May 1, 2016, 496–506
2. USP 39-NF 34 <661.2>, Plastic Packaging Systems for Pharmaceutical Use, May 1, 2016, 506
3. USP Revision Bulletin, Plastic Materials of Construction, March 2021, accessed September 2021