Analiza ilościowa postaci farmaceutycznych z wykorzystaniem spektroskopii NIR

Zakres spektralny od 900 nm do 1700 nm oferuje najlepszy kompromis między wszechstronnością, dojrzałością i zdolnością technologii do pracy z formami stałymi, proszkowymi, a zwłaszcza ciekłymi. W przeciwieństwie do innych urządzeń analogowych działających w zakresie od 1600 nm do 2500 nm, zakres spektralny Visum Palm™ charakteryzuje się niższym poziomem absorpcji wody, lepszą penetracją światła, a w konsekwencji wyraźniejszym, bardziej informatywnym sygnałem o niższym poziomie szumów.

_{Analizator ręczny Visum Palm™ lub stacjonarny (laboratoryjny)}

Technologia NIR idealnie nadaje się do uzupełnienia lub zastąpienia tradycyjnych metod analitycznych, takich jak wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC), spektrofotometria UV/Vis, chromatografia gazowa lub metody miareczkowania chemicznego.

Bardzo rozpowszechnionym przypadkiem w przemyśle jest zastąpienie przez NIRS metody Karla-Fischera do określania straty przy suszeniu (LOD) w postaciach farmaceutycznych. Pomimo oczywistych zalet oferowanych przez technikę NIRS (niewielkie lub żadne przygotowanie próbki, brak wymaganych odczynników, natychmiastowe wyniki i możliwość korygowania parametrów procesu), warto wspomnieć, że nie ma ona takiej samej czułości do ilościowego oznaczania składników aktywnych (API) lub substancji pomocniczych w stężeniach zwykle poniżej zakresu od 0,1% do 1% wagowo, co stanowi granicę oznaczalności (LOQ) w większości przypadków i zastosowań ilościowych.

Analizator Visum Palm™ i jego oprogramowanie zostały zaprojektowane tak, aby spełniały wszystkie zalecenia Farmakopei Amerykańskiej (USP, 1119), Farmakopei Europejskiej (Ph. Eu., sekcja 2.2.40), przepisów FDA 21 CFR część 11 oraz wytycznych Europejskiej Agencji Leków (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), a także najnowsze «ICH Q14 Guideline on analytical procedure development ” z grudnia 2023 r.

• Zgodność z CFR i identyfikowalność wszystkich informacji o użytkowaniu urządzenia. Ścieżka audytu.
• Weryfikacja fotometrycznej długości fali, szumu i liniowości. Kreator z przewodnikiem z analizatora. Automatyczne raportowanie stanu urządzenia.
• Autodiagnostyka.
• Możliwość opracowywania, aktualizowania i edytowania metod identyfikacji, klasyfikacji i kwantyfikacji bez wiedzy eksperckiej.
• Zautomatyzowane raporty z informacjami technicznymi opracowanych lub edytowanych metod NIRS jako informacje do wykrywania potrzeb w zakresie ulepszeń, planu konserwacji lub dokumentacji walidacyjnej.
• Możliwość walidacji metod NIRS z próbkami zewnętrznymi w trybie offline.
• Dostosowanie raportów użytkowania do analizy identyfikacji lub kwantyfikacji.
• Zarządzanie użytkownikami i uprawnieniami. „Analityk”, „Nadzorca”, Administrator użytkownika”.

_{Analizator ręczny Visum Palm™ | Analiza Ilościowa Postaci Farmaceutycznych}

• Szybkość analizy

Spektroskopia NIR oferuje znacznie krótszy czas analizy w porównaniu do tradycyjnych metod. Analizę NIR można przeprowadzić w ciągu kilku sekund, umożliwiając kontrolę jakości w czasie rzeczywistym podczas produkcji.

• Analiza nieniszcząca

W przeciwieństwie do większości tradycyjnych metod, które wymagają zniszczenia próbki, spektroskopię NIR można przeprowadzić bezpośrednio na tabletkach, proszkach lub roztworach bez ich naruszania, co pozwala na większą przepustowość próbek do przyszłej analizy. Nawet bezpośrednio przez półprzezroczyste torebki.

• Niewielkie przygotowanie próbki lub jego brak

Technika NIR umożliwia bezpośrednią analizę preparatu, eliminując pracochłonne etapy przygotowania próbki, takie jak rozpuszczanie, filtracja lub rozcieńczanie, zmniejszając w ten sposób ryzyko błędów i nadmiernej obsługi.

• Redukcja kosztów

Eliminując potrzebę stosowania rozpuszczalników, odczynników i innych materiałów eksploatacyjnych, technika NIR może znacznie obniżyć koszty związane z rutynową analizą. Ponadto łatwość automatyzacji zmniejsza wymagany czas pracy ręcznej, znacznie skracając czas cyklu i czas realizacji.

• Wieloparametryczna

Spektroskopia NIR umożliwia jednoczesną kwantyfikację wielu parametrów w próbce lub preparacie. Dzięki odpowiednio skalibrowanej metodzie, stężenie różnych API, substancji pomocniczych, a nawet innych właściwości można określić w jednej analizie.

• Integracja z procesami produkcyjnymi

Technikę NIR można łatwo zintegrować z systemami monitorowania procesu (PAT), umożliwiając kontrolę właściwości formulacji na linii produkcyjnej lub w czasie rzeczywistym podczas produkcji, poprawiając w ten sposób wydajność procesu.

Poniżej przedstawiamy przypadek zastosowania analizatora Visum Palm™ do kwantyfikacji (test jednorodności zawartości) w preparacie farmaceutycznym, w którym składnik aktywny „X ” ma docelowe stężenie 80% w/w.

W tym celu do opracowania modelu predykcyjnego udostępniono zestaw 20 próbek kalibracyjnych o wystarczającej zmienności pod względem stężeń API odpowiednio od 72% do 96%.

Narzędzie do tworzenia modeli Visum Master™ , jak pokazano poniżej, generuje automatyczny podział 80/20 zestawu próbek kalibracyjnych i próbek do walidacji wewnętrznej.

_{Krzywa regresji API „X”. Próbki kalibracyjne lub modelowe (szare) i wewnętrzne próbki walidacyjne (niebieskie).}

Inną ważną funkcją automatyczną jest wykonanie automatycznej procedury jakościowej w celu wykrycia wartości odstających, czyli widm, które nie zostały znalezione w przestrzeni modelu.

Oprogramowanie Visum Master™ wykreśla, identyfikuje, eliminuje i kwantyfikuje widmowe wartości odstające znalezione w zestawie modelowania. W tym przypadku mniej niż 0,5%, co jest dobrym wskaźnikiem jakości wprowadzonych informacji spektralnych.

W każdym razie nie zaleca się korzystania z modelu, w którym wykryto więcej niż 10% wartości odstających, w związku z czym należy zweryfikować proces przygotowania próbki i pozyskiwania widma.

_{Wartości odstające wykryte i usunięte z zestawu próbek do modelowania | Analiza ilościowa postaci farmaceutycznych}

Aby określić ryzyko nadmiernego dopasowania, tj. że zastosowane obróbki wstępne i wstępne przetwarzanie skutkują pozornie dobrym modelem, który niekoniecznie działa z nowymi i przyszłymi próbkami, oprogramowanie Visum Master™ uruchamia test permutacji Fishera-Pitmana , aby zapewnić jego jakość do pracy z przyszłymi próbkami.

Wynikowy model predykcyjny do ilościowego oznaczania API „X” dał współczynnik korelacji (R²) wynoszący 0,99 i średni kwadratowy błąd predykcji (RMSEP) wynoszący ± 0,1