การตรวจพบไนโตรซามีน (Nitrosamines) ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งในผลิตภัณฑ์ยา ได้กลายเป็นประเด็นความปลอดภัยที่ได้รับความสนใจทั่วโลก ความเสี่ยงจากสารปนเปื้อนในระดับ trace ทำให้การวิเคราะห์ที่มีความไวและความแม่นยำสูงมีความสำคัญอย่างยิ่ง บทความนี้นำเสนอศักยภาพของเทคนิค LC-HRMS ในการตรวจวิเคราะห์เพื่อยกระดับการควบคุมคุณภาพยา
ไนโตรซามีน (Nitrosamines) เป็นสารปนเปื้อนที่ได้รับความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรมยา เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นสารก่อมะเร็ง การศึกษานี้นำเสนอวิธีการวิเคราะห์สารไนโตรซามีนจำนวน 6 ชนิด ได้แก่ NDMA, NDEA, NEiPA, NDiPA, NDBA และ NMBA ในผลิตภัณฑ์ยา โดยใช้เทคนิค Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (LC-HRMS) ที่อาศัยเทคโนโลยี Orbitrap เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการตรวจวัดค่า mass-to-charge ratio (m/z) ผลการศึกษาพบว่าวิธีดังกล่าวให้ความเป็นเชิงเส้นที่ดี (R² > 0.9994) ในช่วงความเข้มข้น 0.5–30 µg/L และสามารถตรวจวัดปริมาณต่ำสุด (LOQ) ได้ถึง 0.5 µg/L แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของเทคนิค LC-HRMS ในการควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ยาอย่างมีประสิทธิภาพ
ไนโตรซามีนเป็นสารประกอบที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างไนไตรท์ (nitrite) และสารที่มีหมู่เอมีน (amines) ซึ่งสามารถพบได้ทั่วไปในสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำ อากาศ อาหาร และผลิตภัณฑ์ยา สารกลุ่มนี้ถูกจัดว่าเป็นสารก่อมะเร็ง (carcinogenic compounds) และอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของผู้บริโภค
ในช่วงที่ผ่านมา มีรายงานการปนเปื้อนของไนโตรซามีนในยาหลายชนิด โดยเฉพาะยาในกลุ่มที่มีโครงสร้างเป็นอนุพันธ์ของเอมีน ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับไนไตรท์จนเกิดไนโตรซามีนในระดับที่เป็นอันตราย ดังนั้น หน่วยงานกำกับดูแล เช่น FDA จึงกำหนดให้มีการตรวจสอบสารกลุ่มนี้อย่างเข้มงวด
สารไนโตรซามีนที่มีความสำคัญในการควบคุมคุณภาพยา ได้แก่
- N-nitrosodimethylamine (NDMA)
- N-nitrosodiethylamine (NDEA)
- N-nitrosoethylisopropylamine (NEiPA)
- N-nitrosodiisopropylamine (NDiPA)
- N-nitrosodibutylamine (NDBA)
- N-nitroso-N-methyl-4-aminobutyric acid (NMBA)
เทคนิค LC-HRMS เป็นหนึ่งในวิธีที่ได้รับความนิยม เนื่องจากมีความสามารถในการวิเคราะห์สารในระดับความเข้มข้นต่ำ พร้อมทั้งให้ความจำเพาะและความแม่นยำสูง
หลักการของ LC-HRMS
เทคนิค LC-HRMS เป็นการรวมกันของ Liquid Chromatography (LC) สำหรับแยกสาร และ High-Resolution Mass Spectrometry (HRMS) สำหรับตรวจวัดมวลของสารอย่างละเอียด โดยใช้เทคโนโลยี Orbitrap ซึ่งสามารถวัดค่า m/z ได้ละเอียดถึงทศนิยม 5 ตำแหน่ง และมีค่าความคลาดเคลื่อนไม่เกิน 5 ppm
เครื่องมือและอุปกรณ์
การศึกษานี้ใช้เครื่องมือดังต่อไปนี้:
- ระบบ UHPLC (Thermo Scientific Ultimate 3000)
- คอลัมน์ C18 (3 µm, 4.6 × 100 mm)
- เครื่อง Mass Spectrometer รุ่น Q Exactive Focus
- Mobile phase: 0.1% formic acid ในน้ำ และเมทานอล
การวิเคราะห์
- อุณหภูมิคอลัมน์: 40°C
- อัตราการไหล: 400–500 µL/min
- ปริมาตรฉีด: 5–7 µL
- โหมดการวิเคราะห์: SIM และ PRM
- Polarity: Positive และ Negative ตามชนิดสาร
การเตรียมตัวอย่าง
การเตรียมตัวอย่างแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่
- Drug substance
- Drug product
โดยมีการเตรียมตัวอย่างให้เหมาะสมกับการวิเคราะห์ LC-HRMS เพื่อให้ได้สัญญาณที่มีคุณภาพและลดการรบกวนจาก matrix
ผลการทดลอง
ความเป็นเชิงเส้น (Linearity)
การสร้างกราฟมาตรฐานในช่วงความเข้มข้น 0.5–30 µg/L พบว่า
- ค่า R² มากกว่า 0.9994 สำหรับสารส่วนใหญ่
- แสดงถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ดีระหว่างความเข้มข้นและสัญญาณ
ความไวของวิธี (Sensitivity)
- ค่า Signal-to-Noise Ratio (S/N) อยู่ในช่วง 19.9–143.2
- แสดงถึงคุณภาพสัญญาณที่ดี
Limit of Quantitation (LOQ)
- สารส่วนใหญ่มี LOQ = 0.5 µg/L
- NMBA มี LOQ = 1.0 µg/L
ผลดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าวิธี LC-HRMS มีความไวสูง สามารถตรวจวัดสารในระดับ trace ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความแม่นยำในการวัดค่า m/z ของ Orbitrap ช่วยให้สามารถระบุชนิดของสารได้อย่างถูกต้อง ลดโอกาสการเกิด false positive และเพิ่มความเชื่อมั่นในผลการวิเคราะห์
จากผลการศึกษาพบว่าเทคนิค LC-HRMS เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการวิเคราะห์สารกลุ่มไนโตรซามีนในผลิตภัณฑ์ยา เนื่องจากสามารถให้ความไว (sensitivity) ในระดับสูง โดยมีค่า Limit of Quantitation (LOQ) ต่ำถึง 0.5 µg/L สำหรับสารส่วนใหญ่ อีกทั้งยังมีความเป็นเชิงเส้นที่ดีมาก (R² > 0.9994) ครอบคลุมช่วงความเข้มข้นที่เหมาะสมต่อการใช้งานจริงในงานควบคุมคุณภาพ
จุดเด่นสำคัญของเทคนิคนี้อยู่ที่การใช้เครื่องมือ High-Resolution Mass Spectrometry ซึ่งอาศัยเทคโนโลยี Orbitrap ที่สามารถวัดค่า mass-to-charge ratio (m/z) ได้อย่างแม่นยำในระดับความคลาดเคลื่อนต่ำ (≤ 5 ppm) ส่งผลให้สามารถระบุชนิดของสารได้อย่างถูกต้อง ลดความคลาดเคลื่อนจากสารรบกวน (matrix interference) และเพิ่มความเชื่อมั่นในผลการวิเคราะห์ โดยเฉพาะในกรณีของสารปนเปื้อนระดับ trace ที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน นอกจากนี้ การผสานกับเทคนิค Liquid Chromatography ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกสาร ทำให้สามารถวิเคราะห์สารไนโตรซามีนหลายชนิดพร้อมกัน (multi-analyte analysis) ได้ในคราวเดียว ลดเวลาและเพิ่มความคุ้มค่าในการวิเคราะห์
ดังนั้น เทคนิค LC-HRMS จึงถูกเลือกใช้เนื่องจากมีความเหมาะสมทั้งในด้านความไว ความจำเพาะ ความแม่นยำ และความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์ ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญสำหรับการตรวจสอบสารก่อมะเร็งในระดับต่ำในผลิตภัณฑ์ยา และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานควบคุมคุณภาพและการกำกับดูแลด้านความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพในระดับสากล
Application Note ฉบับเต็มอ่านได้ที่นี่ https://www.scispec.co.th/app/2021TH/AN21_LCHRMS_NDMA.pdf
เอกสารอ้างอิง
- U.S. Food and Drug Administration (FDA). LC-HRMS Method for the Determination of Six Nitrosamine Impurities in ARB Drugs.