藥包材相容性研究與醫(yī)療器械化學(xué)表征中的未知物解析

通常，核磁共振波譜（NMR）技術(shù)是最準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)鑒定方法，然而在藥包材與醫(yī)療器械領(lǐng)域，由于材料和制造過(guò)程的復(fù)雜，產(chǎn)生的可提取物與可瀝濾物種類繁雜，且這些化合物通常在提取液與浸出液中的含量較低， NMR技術(shù)需要大量高純度的樣品，難以高效地解析此類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。因此，質(zhì)譜技術(shù)，尤其色譜串聯(lián)質(zhì)譜法，成為了結(jié)構(gòu)鑒定的有力工具，能夠有效應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

如何應(yīng)用質(zhì)譜結(jié)構(gòu)解析可靠準(zhǔn)確地鑒定未知化合物的結(jié)構(gòu)？SGS根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)制定了一套解析流程：

某一聚醚砜材料醫(yī)療器械的浸提液使用LC-HRMS在負(fù)模式檢測(cè)出三個(gè)未知物，其質(zhì)譜圖見下圖一。

圖一  1.化合物1 m/z = 654.9949;  2.化合物2 m/z = 887.0150;  3.化合物3 m/z = 1119.0350

（1）分析質(zhì)譜圖，推測(cè)分子式

通過(guò)質(zhì)譜圖可以得到這些化合物的精確分子量，再通過(guò)得到的精確分子量，質(zhì)量虧損、同位素豐度比和不飽和度等規(guī)則可以推測(cè)出元素組成和化學(xué)式，計(jì)算得到該化合物的化學(xué)式分別為：C30H21O9ClS3、C42H29O12ClS4、C54H37O15ClS5，同時(shí)也進(jìn)一步得知這三個(gè)化合物屬于同一類型。

（2）分析醫(yī)療器械制造材料的單體與合成工藝

聚醚砜材料通常由雙酚S和4,4-二氯二苯砜為單體聚合而成。雙酚S作為親核試劑，與4,4'-二氯二苯砜發(fā)生反應(yīng)。雙酚S的羥基（-OH）攻擊4,4'-二氯二苯砜的氯原子，形成新的C-O鍵，同時(shí)釋放出氯離子，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，雙酚S的兩個(gè)羥基與4,4'-二氯二苯砜的兩個(gè)氯原子分別反應(yīng)，形成醚鍵（-O-），從而構(gòu)建起聚醚砜的重復(fù)單元，合成路線圖見下圖二。

圖二  聚醚砜材料合成路線圖

（3）通過(guò)質(zhì)譜信息，推測(cè)化合物的結(jié)構(gòu)

從圖一中的三個(gè)化合物的準(zhǔn)分子離子可以看出m/z=655、m/z=887、m/z=1119之間均相差232，中性丟失為C12H8O3S，可以歸屬為4-(苯磺酰基)苯酚相關(guān)的碎片，推測(cè)化合物為聚醚砜的寡聚物。

（4）綜合信息驗(yàn)證解析結(jié)果

綜合上述信息，這類化合物為聚醚砜材料的寡聚物，鑒定為PES Linear Oligomer，IUPAC名稱與結(jié)構(gòu)描述見下圖三。

圖三  聚醚砜材料醫(yī)療器械中三個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)式與IUPAC名稱

質(zhì)譜結(jié)構(gòu)解析是一項(xiàng)高度專業(yè)化的工作，需要由專業(yè)人士來(lái)執(zhí)行，SGS Extractables and Leachables（E&L）實(shí)驗(yàn)室擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的質(zhì)譜解析專家團(tuán)隊(duì)，能夠從海量的數(shù)據(jù)中篩選出關(guān)鍵信息，并依賴豐富的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)的分析和判斷，同時(shí)也配備Wiley Registry/NIST GC-MS質(zhì)譜庫(kù)具有1,180,000張質(zhì)譜圖，自建E&L相關(guān)LC-MS/MS質(zhì)譜庫(kù)具有490,000張質(zhì)譜圖，為未知物鑒定提供強(qiáng)有力的支持。