3. V příloze části 2 Zkušební metody, kapitola 2.2 Fyzikální a fyzikálně-chemické metody se za kapitolu 2.2.41 doplňují kapitoly 2.2.42, 2.2.43 a 2.2.44, které znějí:
„
2.2.42 Hustota pevných látek
Hustota pevných látek odpovídá jejich průměrné hmotnosti vztažené na jednotku objemu a je obvykle vyjadřována v gramech na krychlový centimetr (g/cm³), ačkoliv mezinárodní jednotka je kilogram na krychlový metr (g/cm³ = 1000 kg/m³).
Na rozdíl od plynů a kapalin, jejichž hustota závisí jenom na teplotě a tlaku, hustota pevné částice závisí také na jejím molekulovém uspořádání, a proto se mění s krystalovou strukturou a stupněm krystalinity.
Je-li pevná částice amorfní nebo částečně amorfní, může její hustota záviset také na způsobu přípravy a zpracování.
Na rozdíl od kapalin mohou tedy být hustoty dvou chemicky ekvivalentních pevných látek různé, a tato různost odráží rozdíl ve struktuře pevného stavu. Hustota částic je důležitá fyzikální charakteristika pro farmaceutické použití.
Hustota pevné částice může dosahovat různých hodnot v závislosti na metodě použité k měření jejího objemu. Je užitečné rozlišovat tři úrovně vyjadřování hustoty:
- hustota krystalu, která zahrnuje pouze pevnou frakci materiálu; hustota krystalu je také nazývána pravá hustota,
- hustota částice, která zahrnuje také objem dutin uvnitř částice,
- celková hustota, která dále zahrnuje volný objem mezi částicemi, vytvořený ve vrstvě prášku; celková hustota se také nazývá zdánlivá hustota.
I. Hustota krystalu
Hustota krystalu látky je průměrná hmotnost vztažená na jednotku objemu (hmotnost objemové jednotky), s výjimkou všech dutin, které nejsou základní částí molekulového uspořádání. Je to vnitřní vlastnost látky a měla by být proto nezávislá na metodě stanovení. Hustota krystalu může být zjištěna buď výpočtem, nebo jednoduchým měřením.
A. Vypočítaná hustota krystalu se získá s použitím krystalografických dat (velikost a složení základní buňky) dokonalého krystalu, např. z rentgenových difrakčních dat, a molekulové hmotnosti látky.
B. Změřená hustota krystalu je poměr hmotnosti a objemu po změření těchto hodnot u monokrystalu.
II. Hustota částice
Hustota částice bere v úvahu jak hustotu krystalu, tak i porozitu uvnitř částice (uzavřené a/nebo otevřené póry). Hustota částice tedy závisí na hodnotě určeného objemu, tato hodnota však závisí na metodě měření. Hustota částice může být stanovena s použitím jedné ze dvou následujících metod:
A. Hustota určená pyknometrem je stanovena měřením objemu, který zaujímá známá hmotnost prášku; tento objem je ekvivalentní objemu plynu, nahrazeného práškem v plynovém pyknometru (2.9.23). Při měření hustoty pyknometrem určený objem zahrnuje objem otevřených pórů; vylučuje však objem zavřených pórů nebo pórů nedosažitelných pro plyn. Z důvodů vysoké difuzní schopnosti helia, který je pro tyto účely přednostně volen, je většina otevřených pórů pro plyn dosažitelná. Hustota jemně rozemletého prášku určená pyknometrem se tedy obecně příliš neliší od hustoty krystalu.
B. Hustota určená rtuťovým porozimetrem se také nazývá hustota granule. Objem určený touto metodou také nezahrnuje příspěvky od uzavřených pórů, u otevřených pórů zahrnuje objem jen od pórů větších, než je určitý limit velikosti. Tento limit velikosti pórů neboli minimální dostupný průměr pórů závisí na maximálním tlaku rtuti potřebném k proniknutí a použitém při měření; za normálních používaných tlaků rtuť neproniká do nejjemnějších pórů dosažitelných pro helium. Pro jeden vzorek mohou být získány různé hustoty granule, protože pro každý použitý tlak rtuti je určena hodnota, odpovídající limitní velikosti pórů při tomto tlaku.
III. Celková a setřesná hustota
Celková hustota prášku zahrnuje příspěvek volného objemu mezi částicemi. Celková hustota tedy závisí na hustotě částic prášku a na prostorovém uspořádání částic ve vrstvě prášku.
Celkovou hustotu je často velmi obtížné změřit, protože nejmenší porušení vrstvy může mít za následek získání jiné hodnoty. Při uvádění získané hodnoty je tedy nutno specifikovat, jak bylo stanovení provedeno.
A. Celková hustota je stanovována měřením objemu prášku o známé hmotnosti, který byl prosát sítem do odměrného válce (2.9.15).
B. Setřesná hustota je získána mechanickým sklepáváním odměrného válce obsahujícího práškový vzorek. Po zaznamenání původního objemu je válec mechanicky sklepáván, dokud jsou pozorovány další malé změny objemu (2.9.15).
2.2.43 Hmotnostní spektrometrie
Hmotnostní spektrometrie je metoda založená na přímém měření hodnoty poměru hmotnosti a nábojového čísla (m/z) (počtu kladných a záporných iontů v plynné fázi vzniklých po ionizaci analyzované látky). Tento poměr je vyjadřován v atomových hmotnostních jednotkách (1 a.h.j. je jedna dvanáctina atomové hmotnosti izotopu uhlíku ¹²C) nebo v daltonech (1 Da je hmotnost vodíkového atomu).
Ionty produkované v iontovém zdroji přístroje jsou akcelerovány, a pak separovány v analyzátoru a následně detegovány v detektoru. Veškeré tyto procesy probíhají v uzavřeném prostoru, ve kterém je systémem pump udržováno vakuum 10^-3 Pa až 10^-6 Pa.
Ve výsledném hmotnostním spektru je vynesen relativní nadbytek různých druhů přítomných iontů jako funkce poměru m/z. Signál příslušející určitému iontu je obvykle reprezentován několika píky odpovídajícími statistickému zastoupení jednotlivých izotopů ve struktuře iontu. Charakteristický soubor izotopických píků tvoří izotopický profil charakteristický pro danou strukturu. Pík reprezentující nejvíce zastoupený izotop daného atomu je nazýván monoizotopický pík.
Informace získané hmotnostní spektrometrií jsou kvalitativní (určení molekulové hmotnosti, informace o struktuře z pozorovaných fragmentových iontů) nebo kvantitativní (s použitím vnitřních nebo vnějších standardů) s dosahovanými detekčními limity řádu pikomolů až femtomolů.
Dávkování vzorku
Prvním krokem při analýze je nadávkování vzorku bez přílišného narušení vakua přístroje. Při obecné metodě tzv. přímého dávkování je roztok vzorku ve vhodném rozpouštědle s pomocí sondy přímého vstupu vnesen do prostoru iontového zdroje (v křemenném kelímku, na vlákně nebo na kovové destičce). Systém vakuových uzávěrů zajišťuje postupné snižování tlaku při zasouvání sondy, odpaření rozpouštědla mimo prostor iontového zdroje a vylučuje přímou expozici iontového zdroje atmosférickému tlaku.
Jiné způsoby dávkování umožňují s využitím vhodného zařízení vzájemně separovat komponenty vzorku před vstupem do hmotnostního spektrometru:
Plynová chromatografie/hmotnostní spektrometrie (GC-MS) - při použití vhodných kapilárních nebo mikronáplňových kolon je možno konec kolony umístit přímo do prostoru iontového zdroje bez nutnosti použití separátoru nosného plynu.
Kapalinová chromatografie/hmotnostní spektrometrie (LC-MS) - tato kombinace je obzvláště vhodná pro analýzu polárních, málo těkavých sloučenin a látek tepelně nestálých, které není možno analyzovat kombinací GC-MS. Spojení je komplikováno obtížemi při ionizaci z kapalné fáze. Mezi kapalinový chromatograf a hmotnostní spektrometr je nutno zařadit některé z dále uvedených rozhraní:
- rozhraní pro přímý vstup kapalin: mobilní fáze je rozprášena a rozpouštědlo je odpařeno před vstupem do iontového zdroje,
- rozhraní pro vstup desolvatovaného vzorku: zajišťuje rozprášení mobilní fáze do maximálního průtoku 0,6 ml/min a následné odsušení kapalné fáze v desolvatační komůrce. Vzorek v podobě neutrálních částic vstupuje do vlastního prostoru iontového zdroje. Tato technika je vhodná pro analýzu málo polárních látek s hmotností do 1000 Da,
- rozhraní s pohybujícím se kovovým páskem: mobilní fáze se vzorkem, s maximální průtokovou rychlostí do 1 ml/min, je kontinuálně nanášena na smyčku z kovového pásku a přes systém vakuových uzávěrů unášena do prostoru iontového zdroje. Během pohybu dochází k odpaření rozpouštědla a vzorek je unášen do prostoru iontového zdroje, kde je ionizován. Tato metoda není vhodná pro analýzu vysoce polárních a tepelně nestálých látek.
Ostatní typy rozhraní (elektrosprej, termosprej, chemická ionizace za atmosférického tlaku) jsou ve své podstatě ionizačními technikami a jsou dále popsány v odstavci věnovaném způsobům ionizace.
Chromatografie s nadkritickou fází/hmotnostní spektrometrie (SFC-MS) - mobilní fáze je většinou tvořena oxidem uhličitým udržovaným při nadkritické teplotě a tlaku. Průchodem přes vyhřívaný restriktor, který je umístěn mezi kolonou a iontovým zdrojem dochází k jejímu převedení do plynné fáze.
Kapilární elektroforéza/hmotnostní spektrometrie (CE-MS) - nosný elektrolyt s komponentami vzorku je přes vhodné rozhraní veden do hmotnostního spektrometru. K zajištění účinného transportu analyzovaných látek i při extrémně malých průtocích nosného elektrolytu separační kapilárou (řádu několika mikrolitrů za minutu) je často využíván tok pomocné kapaliny přidávané za výstupem separační kolony. Využitelnost CE-MS je do značné míry limitována velmi malým množstvím dávkovaného vzorku a nutností použití těkavých nosných elektrolytů.
Způsoby ionizace
Ionizace nárazem elektronu (EI) - vzorek převedený do plynné fáze je ionizován proudem elektronů, jejichž kinetická energie (obvykle 70 eV) je vyšší než ionizační energie analyzovaných molekul. Ve spektru je možno kromě molekulárního iontu M⁺ pozorovat i ionty fragmentové, které jsou charakteristické pro strukturu pozorovaných molekul. Tato technika EI ionizace je hlavně limitována nutností převedení vzorku do plynné fáze a nehodí se pro látky polární, tepelně nestálé nebo vysokomolekulární. EI ionizace je vhodná pro spojení s plynovou chromatografií/hmotnostní spektrometrií, v některých případech s kapalinovou chromatografií.
Chemická ionizace (CI) - tento způsob ionizace využívá pro přenos energie na ionizovanou molekulu vzorku tzv. reakčního plynu (methan, amoniak, oxid dusnatý a dusičitý nebo kyslík). Pro hmotností spektrum po chemické ionizaci je v závislosti na použitém reakčním plynu charakteristická přítomnost kvazimolekulárního iontu typu (M + H)⁺, (M - H)^-, nebo popřípadě aduktových iontů vznikajících mezi vzorkem a použitým plynem. Ve srovnání s EI ionizací je obecně produkováno méně fragmentových iontů. Pro ionizaci tepelně nestálých látek je využívána varianta desorpční chemické ionizace, kdy vzorek nanesený na žhavené kovové vlákno je velmi rychle odpařen vlivem Joule-Thomsonova jevu.
Ionizace nárazem urychlených neutrálních atomů a nebo iontů (FAB-fast atom borbardment, LSIMS-liquid secondary ion mass spectrometry) - vzorek rozpuštěný ve viskózní netěkavé matrici (např. glycerin) je nanesen na kovovou destičku a ionizován proudem urychlených neutrálních atomů (např. argonu, xenonu a nebo cesiových iontů). Při ionizaci vznikají ionty typu (M + H)⁺, (M - H)^-, nebo ionty aduktů s vlastním vzorkem nebo matricí. Tento způsob ionizace je vhodný pro polární a tepelně nestálé látky, umožňuje i ionizaci makromolekul do hmotnosti asi 10 kDa. Pokud jsou do mobilní fáze přidány 1 % až 2 % glycerolu, je tato technika ionizace kompatibilní s kapalinovou chromatografií. Průtok mobilní fáze musí být velmi nízký, řádově jednotek μl/min. Technika FAB ionizace rovněž umožňuje analýzu látek separovaných tenkovrstvou chromatografií přímo na separační destičce, která je po nanesení tenké vrstvy matrice vložena do iontového zdroje.
Ionizace a desorpce polem (FI, FD) - vzorek převedený do plynné fáze je ionizován elektrickým polem o vysoké intenzitě v blízkosti wolframové elektrody pokryté mikrojehličkami (emitoru) (ionizace polem) nebo je vzorek nanesen na emitor (desorpce polem). K ionizaci vzorku dochází po vložení napětí mezi emitor a protielektrodu (asi 10 kV) přímo z fáze pevné. Techniky FI a FD, produkující především molekulární a kvazimolekulární ionty typu M⁺ a (M + H)⁺, jsou využívány pro ionizaci málo polárních a tepelně nestálých látek.
Ionizace desorpcí laserem v přítomnosti matrice (MALDI) - vzorek ve vhodné matrici je nanesen na kovovou destičku a ionizován zářením pulzního laseru (oblast vlnových délek od UV do IČ, délka trvání pulzu od pikosekund až k nanosekundám). Tento způsob ionizace hraje klíčovou roli při analýze makromolekulárních látek s hmotností až 100 kDa a je používán nejčastěji ve spojení s průletovými hmotnostními analyzátory (TOF).
Elektrosprej (ES) - ionizace probíhá za atmosférického tlaku. Vzorky v roztoku jsou přiváděny do iontového zdroje kovovou kapilárou na jejíž konec je vloženo napětí asi 5 kV. Kapalina je rozprášena vlivem nehomogenního elektrického pole, vytvořený sprej je rychle desolvatován protiproudem horkého inertního plynu. Látky disociované v roztoku přecházejí v iontové formě přímo do plynné fáze. V závislosti na povaze analyzovaných látek jsou produkovány jednou a nebo vícenásobně nabité ionty. Průtoková rychlost kapalné fáze přicházející do elektrospreje se pohybuje v rozmezí několika μl/min až 1 ml/min. Tato technika ionizace je vhodná pro analýzu polárních, vysokomolekulárních látek do molekulových hmotností až 1000 kDa. Může být spojena s kapalinovou chromatografií nebo kapilární elektroforézou.
Chemická ionizace za atmosférického tlaku (APCI) - vzorek v kapalné fázi je rozprášen rychlým ohřevem a proudem inertního plynu. Ionizace probíhá za atmosférického tlaku působením dostatečně intenzivního elektrického pole v okolí elektrody udržované na potenciálu několika kV a vystavené proudu spreje. Produkované ionty jsou většinou jednou nabité, typu (M + H)⁺, (M - H)^- v závislosti na podmínkách ionizace. Průtoková rychlost kapalné fáze může dosahovat až 2 ml/min, proto je technika ionizace ideální pro spojení s kapalinovou chromatografií.
Termosprej (TS) - Vzorek v mobilní fázi obsahující vodu, organické rozpouštědlo a těkavý elektrolyt (nejčastěji octan amonný) je rozprášen průchodem kovovou kapilárou za kontrolované teploty, jejíž konec je zahříván na teplotu nad bodem varu kapalných složek roztoku. K vlastní ionizaci dochází při desolvataci vytvořeného spreje kombinovaným působením povrchového elektrostatického náboje a přítomného elektrolytu. Přijatelná průtoková rychlost kapalné fáze přicházející do termospreje se může pohybovat v rozmezí 1 ml/min až 2 ml/min. Ionty elektrolytu ionizují analyzované složky. V případě čistě organického rozpouštědla může být produkce iontů nahrazena nebo podpořena působením elektrického výboje asi 800 V. Tato technika ionizace je kompatibilní ve spojení s kapalinovou chromatografií/hmotnostní spektrometrií.
Analyzátory
Rozdíly v účinnosti hmotnostních analyzátorů jsou v zásadě dány dvěma parametry:
- rozsahem, ve kterém mohou být měřeny poměry m/z, tj. hmotnostním rozsahem,
- rozlišovací schopností, definovanou pro separaci dvou iontů stejné intenzity, poskytující píky s 10% překrytím, s poměry m/z lišícími se o ΔM, např. rozlišovací schopnost (M/ΔM) je 1000 s 10% překrytím, umožní rozdělit poměry m/z na 1000 a 1001 s 10% odezvou nad základní linií. Ostatně, v řadě případů (např. v kvadrupolových analyzátorech, průletových analyzátorech a iontových pastí) je rozlišovací schopnost často definována podílem molekulové hmotnosti iontu pozorovaného píku a jeho šířky v polovině jeho výšky.
Magnetické a elektrostatické analyzátory - ionty produkované v iontovém zdroji jsou urychlovány napětím V a (v závislosti na konfiguraci přístroje) fokusovány na vstup magnetického analyzátoru (magnetická indukce B) nebo elektrostatického analyzátoru (elektrostatické pole E). V magnetickém poli ionty opisují dráhu o poloměru r danou Laplaceovou rovnicí:
$m/z=\frac{B^2{r}^2}{2V}.$
Aby ionty rozdílné hmotnosti dopadly na fixní místo na detektoru, je nutno v průběhu měření periodicky měnit (skenovat) hodnoty B a nebo V. Obvyklé je skenování B při konstantní hodnotě V a nebo skenování V při konstantní hodnotě B. Za magnetickým analyzátorem je obvykle umístěn elektrostatický analyzátor (elektrický sektor), který disperguje svazek procházejících iontů podle kinetických energií a umožňuje tím podstatně zvýšit rozlišovací schopnost přístroje. Maximální rozlišení takto uspořádaného přístroje (tzv. dvousektorového) dosahuje hodnot 10 000 až 150 000 a v mnoha případech umožňuje stanovení hodnoty poměrů (m/z) s dostatečnou přesností určit elementární složení pozorovaných iontů. Maximální analyzovatelná hmotnost jednou nabitých iontů dosahuje hodnot v rozmezí 2 kDa až 15 kDa. Některé ionty se mohou spontánně (netastabilní přechody) nebo zprostředkovaně (kolizemi s molekulami plynné látky v tzv. kolizní cele (kolizně aktivovaná disociace - CAD) rozpadat v prostorech bez vlivu elektrického a magnetického pole mezi zdrojem iontů a detektorem. Pozorování těchto rozpadů je velmi užitečné pro určení struktury látky, stejně tak pro charakterizaci specifické složky ve směsi bez předchozího dělení. Studium tohoto typu rozpadu je často realizováno s pomocí tandemové hmotnostní spektrometrie. Existuje několik technik v závislosti na místě rozpadu:
- mód dceřinných iontů (určení fragmentačních cest vybraného tzv. rodičovského iontu):
B/E je konstantní, (MIKES - Mass-analysed Ion Kinetic spectroscopy),
- mód rodičovských iontů (určení všech iontů, které při svém rozpadu poskytnou ion o specifickém poměru m/z): B²/E je konstantní,
- mód neutrálních ztrát (detekce všech iontů odštěpujících stejný neutrální fragment):
B/E(1–E/E₀)^1/2 je konstantní, v němž E₀ je základní napětí vkládané na elektrický sektor.
Kvadrupolové filtry - jsou tvořeny čtyřmi paralelními kovovými tyčemi kruhového nebo hyperbolického průřezu. Jsou uspořádány symetricky vzhledem k trajektorii procházejících iontů, tyče orientované proti sobě jsou elektricky propojené. Potenciály vkládané na oba protější páry jsou opačné a sestávají ze stejnosměrné a střídavé složky. Ionty různých hmotností produkované v iontovém zdroji jsou postupně propouštěny přes kvadrupol změnou velikosti vkládaných napětí (poměr stejnosměrné a střídavé složky zůstává konstantní). Běžný rozsah hmotností analyzovatelných iontů leží v rozsahu 1 až 2000 a.h.j., v závislosti na provedení může dosahovat maximální hodnoty až 4000 a.h.j. Kvadrupolový filtr dosahuje obecně nižší rozlišovací schopnosti než magnetický analyzátor, přesto však je možno získat monoizotopický profil jednou nabitých iontů v celém hmotnostním rozsahu. Kvadrupolové filtry je možno kombinovat a získat přístroje typu tandemových hmotnostních spektrometrů, kde jsou v sérii zařazeny tři kvadrupoly Q₁, Q₂ a Q₃ (Q₂ slouží jako kolizní cela a není pravým analyzátorem, nejčastěji používaným kolizním plynem je argon).
Nejběžnější způsoby skenování trojitého kvadrupolového přístroje jsou:
- mód dceřinných iontů: Q₁ propouští vybraný rodičovský ion, který fragmentuje v kolizní cele Q₂. Produkty rozpadu (dceřinné ionty) jsou analyzovány v Q₃.
- mód rodičovských iontů: Q₃ propouští pouze ion o vybraném m/z, neboť Q₁ skenuje daný hmotnostní rozsah. Pouze ionty rozpadající se na vybraný fragment jsou detegovány.
- mód neutrálních ztrát: Q₁ a Q₃ jsou skenovány přes určitý hmotnostní rozsah s posunem odpovídajícím hmotnostní diferenci při odštěpení vybraného neutrálního fragmentu charakteristického pro produkt nebo pro určitou třídu látek.
Hmotnostní spektra je možno získat i s pomocí přístrojů kombinujících kvadrupolové filtry s magnetickými analyzátory nebo elektrostatickými sektory. Tyto přístroje označujeme jako hybridní hmotnostní spektrometry.
Iontová past - je funkční obdobou kvadrupolových filtrů s vytvářeným uzavřeným elektrostatickým polem. Iontová past umožňuje získat trojrozměrná spektra iontových produktů přes několik generací dceřinných iontů (MSⁿ).
Ion-cyklotronová rezonance (ICR) - ionty vystavené homogennímu magnetickému poli o dostatečně velké intenzitě, se pohybují po uzavřených kruhových drahách. Jejich úhlovým rychlostem je možno s využitím algoritmu Fourierovy transformace přiřadit příslušné hodnoty m/z. Tento jev se nazývá ioncyklotronová rezonance. Analyzátory tohoto druhu tvořené supravodivými magnety dosahují extrémně vysoké rozlišovací schopnosti (do 1 000 000 a výše) a umožňují provádět experimenty (MSⁿ). Zásadním požadavkem funkce ICR analyzátorů je velmi nízké vakuum řádu 10^-7 Pa.
Průletové analyzátory (TOF) - ionty produkované v iontovém zdroji jsou akcelerovány napětím V v rozsahu 10 kV až 20 kV. Pak procházejí analyzátorem tvořeným tzv. letovou trubicí o délce 25 cm až 150 cm bez vlivu elektrického a magnetického pole. Doba průletu t iontu letovou trubicí k detektoru je přímo úměrná odmocnině z poměru m/z. Teoreticky je hmotnostní rozsah TOF analyzátoru neomezený, praktické limitace jsou dány typem použitého iontového zdroje (metodou ionizace nebo desorpce). TOF analyzátory jsou využívány zejména při analýze makromolekulárních látek do hmotnosti až několika set kDa. Hmotnostní spektrometry využívající TOF analyzátory jsou velmi citlivé (pro analýzu jsou postačující množství řádově jednotek pikomolů). Přesnost měření a dosažitelné rozlišení je možno výrazně zvýšit použitím elektrostatického zrcadla (reflektronu).
Sběr dat
V zásadě existují tři způsoby získávání dat.
Mód kompletního spektra - je zaznamenáván veškerý signál získaný ve zvoleném rozsahu hodnot m/z. Hmotnostní spektrum zobrazuje relativní intenzity různých druhů iontů jako funkci m/z. Získané výsledky jsou v zásadě kvalitativní. Pro rychlou identifikaci struktury reprezentované získaným hmotnostním spektrem je možno využít počítačového porovnání s referenčními knihovnami spekter.
Fragmentometrický mód [monitorování vybraného iontu - SIM (single-ion monitoring), monitorování více vybraných iontů - MIM (multiple-ion monitoring)] - je zpracován pouze signál příslušející iontu o vybraném m/z, popřípadě několika vybraným iontům charakteristickým pro zkoušenou látku. S využitím tohoto způsobu sběru dat, využívaného často pro účely kvantitativní analýzy, je možno podstatně snížit detekční limit metody. Kvantitativní nebo semikvantitativní stanovení je možno provádět s použitím interních a externích standardů (např. deuterovaných standardů). Tento typ měření není možno provádět s TOF analyzátory.
Fragmentometrický MS-MS mód (multiple reaction monitoring-MRM) - je možno specificky sledovat unimolekulární nebo bimolekulární rozpad iontů vybraného prekurzorového iontu charakteristického pro analyzovanou látku. Díky vysoké selektivitě, specifičnosti a citlivosti je tento mód mimořádně vhodný pro kvantitativní studie s použitím vhodných vnitřních standardů (např. deuterovaných standardů). Tento druh analýz je možno provádět pouze na tandemových hmotnostních spektrometrech, přístrojích s iontovou pastí nebo ICR analyzátorem.
Kalibrace
Kalibrace umožňuje přiřadit detegovanému signálu správnou hodnotu m/z. Obecně se kalibrace provádí s pomocí vhodné porovnávací látky. Je možno provádět kalibraci externí (odděleně od vlastního měření) nebo interní (kdy je porovnávací látka přidána přímo do analyzovaného vzorku. Počet iontů nebo bodů nutných pro spolehlivou kalibraci závisí na druhu použitého analyzátoru a na požadované přesnosti měření. Např. v případě magnetických analyzátorů, kdy hodnota m/z závisí exponenciálně na magnetické indukci, je nutno kalibrovat na maximální počet bodů.
Detekce signálu a zpracování výsledků
Ionty separované v analyzátoru, fokusované na detektor typu fotonásobiče a nebo elektronásobiče, poskytují elektrický signál úměrný jejich dopadajícímu počtu. Signál je dále zesílen, digitalizován a zpracován v počítači. S pomocí vhodného programového vybavení jsou kromě sběru dat zajištěny další nezbytné funkce, jako je kalibrace, rekonstrukce spekter, automatická kvantifikace, archivování a strojové vyhodnocení spekter. Počítač kontroluje i důležité parametry související s chodem a nastavením hmotnostního spektrometru.
2.2.44 Celkový obsah organického uhlíku ve vodě pro farmaceutické použití ¹⁾
Stanovení celkového obsahu organického uhlíku je nepřímým měřítkem organických sloučenin obsažených ve vodě pro farmaceutické použití. Stanovení celkového obsahu organického uhlíku může být použito také pro kontrolu provádění různých operací při přípravě léčivých přípravků.
Pro stanovení celkového obsahu organického uhlíku je dostupná řada vhodných metod. Tato obecná stať nepředpisuje danou metodu, která má být použita, ale popisuje postupy používané pro kvalifikaci zvolené metody a interpretaci výsledků u limitních zkoušek. Porovnávací roztok je analyzován ve vhodných intervalech v závislosti na četnosti měření; pro přípravu tohoto roztoku je použita látka, u níž se předpokládá, že je snadno oxidovatelná (např. sacharosa) při koncentraci nastavené tak, aby odezva přístroje odpovídala limitu celkového obsahu organického uhlíku, který má být měřen. Pro stanovení způsobilosti systému je analyzován roztok látky, u níž se předpokládá, že je obtížně oxidovatelná (např. 1,4-benzochinon).
Společné pro různé typy přístrojů, které jsou používány pro měření celkového obsahu organického uhlíku ve vodě pro farmaceutické použití, je to, že se v nich dosahuje úplné oxidace organických molekul ve vzorku vody za vzniku oxidu uhličitého, jehož množství je následně změřeno a výsledek je použit pro výpočet koncentrace uhlíku ve vodě.
Použitý přístroj musí rozlišit organický uhlík a anorganický uhlík později přítomný jako uhličitan. Tohoto rozlišení může být dosaženo buď změřením anorganického uhlíku a odečtením od celkového uhlíku, nebo odstraněním anorganického uhlíku ze vzorku před oxidací. Při odstraňování anorganického uhlíku mohou být strženy i organické molekuly, ale takovýto organický uhlík je ve vodě pro farmaceutické použití přítomen v zanedbatelném množství.
Přístroj. Použije se kalibrovaný přístroj instalovaný buď v přímém spojení, nebo odděleně. Ověří se způsobilost systému ve vhodných intervalech, jak je popsáno dále. Přístroj musí mít mez detekce udávanou výrobcem nejméně 0,05 mg uhlíku v litru.
COU voda (voda pro stanovení celkového obsahu organického uhlíku). Použije se vysoce čištěná voda splňující následující požadavky:
- vodivost: nejvýše 1,0 μS.cm^-1 při 25 °C,
- celkový organický uhlík: nejvýše 0,1 mg/l.
Podle typu použitých přístrojů, obsah těžkých kovů a mědi může být kritický. Je proto třeba dodržovat pokyny výrobce přístroje.
Příprava skleněného nádobí. Použije se skleněné nádobí, z něhož byly velice pečlivě odstraněny organické látky. Pro konečné opláchnutí se použije COU voda.
Porovnávací roztok. Sacharosa R se suší 3 h při 105 °C a pak se rozpustí v COU vodě tak, aby získaný roztok obsahoval 1,19 mg sacharosy v litru (0,50 mg uhlíku v litru).
Zkoušený roztok. Voda, která má být zkoušena, se při řádném dodržování opatření zabraňujících znečištění shromáždí ve vzduchotěsně nádobě, přičemž zbývající prázdný prostor v nádobě musí být co nejmenší. Zkouška se provede co nejdříve, aby se snížilo znečištění vody z nádoby a z uzávěru na minimum.
Roztok pro způsobilost systému. 1,4-benzochinon R se rozpustí v COU vodě tak, aby získaný roztok obsahoval 0,75 mg 1,4-benzochinonu v litru (0,50 mg uhlíku v litru).
COU voda pro kontrolu. Použije se COU voda získaná současně s vodou použitou pro přípravu porovnávacího roztoku a roztoku pro způsobilost systému.
Kontrolní roztoky. Kromě COU vody pro kontrolu, se připraví vhodné kontrolní roztoky pro nulování přístroje nebo další roztoky potřebné pro stanovení základní linie nebo pro nastavení kalibrace podle pokynů výrobce; provede se slepá zkouška pro nastavení nulové polohy přístroje.
Způsobilost systému. Provede se měření s následujícími roztoky a zaznamenají se odezvy. Vypočítá se účinnost odezvy v procentech za použití výrazu:
$\frac{r_{ss}-r_w}{r_s-r_w}.100,$
v němž značí:
r_w - COU voda,
r_s - porovnávací roztok,
r_ss - roztok pro způsobilost systému.
Systém je způsobilý, jestliže účinnost odezvy je 85 % až 115 % teoretické odezvy.
Pracovní postup. Provede se měření se zkoušeným roztokem a zaznamená se odezva (r_u). Zkoušený roztok vyhovuje zkoušce, jestliže r_u není větší než r_s - r_w.
Tato metoda může být použita také u přímo spojeného přístrojového systému, který byl patřičně kalibrován a u něhož byla ověřena způsobilost systému. Umístění přístroje musí být zvoleno tak, aby bylo zajištěno, že odezvy jsou charakteristické pro použitou vodu.
¹⁾ Pharmeuropa 11, 1, 49 (1999). Závazné od 1. 7. 1999
“