Analyse quantitative des formes pharmaceutiques par spectroscopie NIR

La gamme spectrale de 900 nm à 1700 nm offre le meilleur compromis entre la polyvalence, la maturité et la capacité de la technologie à travailler avec des formes solides, en poudre et surtout liquides. Contrairement à d’autres appareils analogiques fonctionnant dans la gamme de 1600 nm à 2500 nm, la gamme spectrale du Visum Palm™ se caractérise par des niveaux d’absorption de l’eau plus faibles, une meilleure pénétration de la lumière et, par conséquent, un signal plus clair et plus informatif avec un bruit plus faible.

_{Analyseur Visum Palm™ de poche ou de table (laboratoire)}

La technologie NIR est parfaitement adaptée pour compléter ou remplacer les méthodes analytiques traditionnelles telles que la chromatographie liquide à haute performance (HPLC), la spectrophotométrie UV/Vis, la chromatographie en phase gazeuse ou les méthodes de titrage chimique.

Un cas très répandu dans l’industrie est le remplacement par la NIRS de la méthode Karl-Fischer pour la détermination de la perte au séchage (LOD) dans les formes pharmaceutiques. Malgré les avantages évidents offerts par la technique NIRS (peu ou pas de préparation d’échantillons, pas de réactifs nécessaires, résultats immédiats et possibilité de corriger les paramètres du processus), il convient de mentionner qu’elle n’a pas la même sensibilité pour quantifier les ingrédients actifs (API) ou les excipients à des concentrations typiquement inférieures à la plage de 0,1 % à 1 % en poids, ce qui constitue la limite de quantification (LOQ) dans la plupart des cas et des applications de quantification.

L’analyseur Visum Palm™ et son logiciel ont été conçus pour respecter toutes les recommandations de la pharmacopée américaine (USP, 1119), de la pharmacopée européenne (Ph. Eu., section 2.2.40), de la réglementation de la FDA 21 CFR Part 11 et des lignes directrices de l ‘Agence européenne des médicaments (EMA) : Guideline on the use of near infrared spectroscopy by the pharmaceutical industry and the data requirements for new submissions and variations (2014), Addendum ‘Defining the Scope of an NIRS Procedure ‘ (2023), ainsi que la récente ‘ICH Q14 Guideline on analytical procedure development ‘ de décembre 2023.

• Conformité au CFR et traçabilité de toutes les informations relatives à l’utilisation de l’appareil. Piste d’audit.
• Vérification de la longueur d’onde photométrique, du bruit et de la linéarité. Assistant guidé à partir de l’analyseur. Rapport automatisé sur l’état de l’appareil.
• Autodiagnostic.
• Capacité à développer, mettre à jour et éditer des méthodes d’identification, de classification et de quantification sans connaissances spécialisées.
• Rapports automatisés contenant des informations techniques sur les méthodes NIRS développées ou éditées, afin de détecter les besoins d’amélioration, le plan de maintenance ou le dossier de validation.
• Possibilité de valider les méthodes NIRS avec des échantillons externes hors ligne.
• Personnalisation des rapports d’utilisation pour l’analyse d’identification ou de quantification.
• Gestion des utilisateurs et des autorisations. « Analyste », « Superviseur », Administrateur utilisateur ».

_{Analyseur portable Visum Palm™}

• Rapidité d’analyse

La spectroscopie NIR offre des temps d’analyse nettement plus courts que les méthodes traditionnelles. L’analyse NIR peut être réalisée en quelques secondes, ce qui permet un contrôle de qualité en temps réel pendant la production.

• Analyse non destructive

Contrairement à la plupart des méthodes traditionnelles, qui nécessitent la destruction de l’échantillon, la spectroscopie NIR peut être effectuée directement sur les comprimés, les poudres ou les solutions sans les perturber, ce qui permet d’augmenter le débit d’échantillons en vue d’analyses ultérieures. Même à travers des sacs translucides.

• Peu ou pas de préparation des échantillons

La technique NIR permet une analyse directe de la formulation, éliminant les étapes laborieuses de préparation des échantillons telles que la dissolution, la filtration ou la dilution, réduisant ainsi le risque d’erreurs et de manipulations excessives.

• Réduction des coûts

En éliminant le besoin de solvants, de réactifs et d’autres consommables, la technique NIR peut réduire de manière significative les coûts associés à l’analyse de routine. En outre, sa facilité d’automatisation diminue le temps de travail manuel nécessaire, ce qui réduit considérablement les durées de cycle et les délais d’exécution.

• Multiparamétrique

La spectroscopie NIR permet la quantification simultanée de plusieurs paramètres dans un échantillon ou une formulation. Avec une méthode correctement calibrée, la concentration de différents API, excipients et même d’autres propriétés peut être déterminée en une seule analyse.

• Intégration dans les processus de fabrication

La technique NIR est facilement intégrée dans les systèmes de surveillance des processus (PAT), ce qui permet un contrôle en ligne ou en temps réel des propriétés de la formulation au cours de la fabrication, améliorant ainsi l’efficacité du processus.

Nous présentons ci-dessous un cas d’utilisation de l’analyseur Visum Palm™ pour la quantification (test d’uniformité du contenu) dans une formulation pharmaceutique où l’ingrédient actif ‘X ‘ a une concentration cible de 80% w/w.

À cette fin, un ensemble de 20 échantillons de software présentant une variabilité suffisante en termes de concentrations d’API entre 72 % et 96 % respectivement était disponible pour le développement du modèle prédictif.

Le Model Builder Visum Master™ , comme indiqué ci-dessous, génère une division automatique 80/20 de l’ensemble d’échantillons de software et de validation interne.

_{Courbe de régression « X » de l’API. Échantillons de software ou de modélisation (gris) et échantillons de validation interne (bleu).}

Une autre fonction automatique importante est l’exécution d’une routine de qualité automatique pour la détection des valeurs aberrantes, qui sont des spectres qui ne se trouvent pas dans l’espace du modèle.

Le software Visum Master™ trace, identifie, élimine et quantifie les valeurs spectrales aberrantes trouvées dans l’ensemble de modélisation. En l’occurrence, moins de 0,5 %, ce qui est un bon indicateur de la qualité des informations spectrales saisies.

Dans tous les cas, il n’est pas recommandé d’utiliser un modèle avec plus de 10 % de valeurs aberrantes détectées et, par conséquent, le processus de préparation des échantillons et d’acquisition des spectres doit être revu.

_{Détection et suppression des valeurs aberrantes dans l’échantillon de modélisation}

Pour déterminer le risque d’overfitting, c’est-à-dire que les prétraitements appliqués donnent lieu à un modèle apparemment bon mais qui ne fonctionne pas nécessairement avec les nouveaux et futurs échantillons, le software Visum Master™ exécute le test de permutation de Fisher-Pitman pour s’assurer de sa qualité pour travailler avec les futurs échantillons.

Le modèle prédictif obtenu pour la détermination quantitative de l’IPA « X » a donné un coefficient de corrélation (R²) de 0,99 et une erreur quadratique moyenne de prédiction (RMSEP) de ± 0,1.