Análise quantitativa de formas farmacêuticas por espetroscopia NIR

A gama espetral de 900 nm a 1700 nm oferece o melhor compromisso entre versatilidade, maturidade e a capacidade da tecnologia para trabalhar com formas sólidas, em pó e especialmente líquidas. Ao contrário de outros dispositivos analógicos que funcionam na gama de 1600 nm a 2500 nm, a gama espetral do Visum Palm™ apresenta níveis mais baixos de absorção de água, melhor penetração da luz e, consequentemente, um sinal mais claro e informativo com menos ruído.

_{Analisador Visum Palm™ portátil ou de bancada (laboratório)}

A tecnologia NIR é ideal para complementar ou substituir os métodos analíticos tradicionais, como a cromatografia líquida de alta resolução (HPLC), a espetrofotometria UV/Vis, a cromatografia gasosa ou os métodos de titulação química.

Um caso muito difundido na indústria é a substituição do método de Karl-Fischer pelo NIRS para a determinação da perda por secagem (LOD) em formas farmacêuticas. Apesar das vantagens óbvias oferecidas pela técnica NIRS (pouca ou nenhuma preparação de amostras, sem necessidade de reagentes, resultados imediatos e possibilidade de corrigir os parâmetros do processo), vale a pena mencionar que não tem a mesma sensibilidade para quantificar ingredientes activos (API) ou excipientes em concentrações tipicamente abaixo da gama de 0,1% a 1% em peso, sendo este o limite de quantificação (LOQ) na maioria dos casos e aplicações de quantificação.

O analisador Visum Palm™ e o respetivo software foram concebidos para cumprir todas as recomendações da Farmacopeia Americana (USP, 1119), da Farmacopeia Europeia (Ph. Eu., secção 2.2.40), do regulamento 21 CFR Part 11 da FDA e das Orientações da Agência Europeia de Medicamentos (EMA): “Guideline on the use of near infrared spectroscopy by the pharmaceutical industry and the data requirements for new submissions and variations ‘ (2014), Adenda ’Defining the Scope of an NIRS Procedure ‘ (2023), bem como a recente ’ICH Q14 Guideline on analytical procedure development ” de dezembro de 2023.

• Conformidade com o CFR e rastreabilidade de todas as informações de utilização do dispositivo. Pista de auditoria.
• Verificação do comprimento de onda fotométrico, ruído e linearidade. Assistente guiado a partir do analisador. Relatório automatizado do estado do dispositivo.
• Auto-diagnóstico.
• Capacidade de desenvolver, atualizar e editar métodos de identificação, classificação e quantificação sem conhecimentos especializados.
• Relatórios automatizados com informações técnicas dos métodos NIRS desenvolvidos ou editados como informação para detetar necessidades de melhoria, plano de manutenção ou para o dossier de validação.
• Possibilidade de validação de métodos NIRS com amostras externas offline.
• Personalização de relatórios de utilização para análise de identificação ou quantificação.
• Gestão de utilizadores e permissões. “Analista”, “Supervisor”, Utilizador Administrador”.

_{Analisador portátil Visum Palm™}

• Rapidez de análise

A espetroscopia NIR oferece tempos de análise significativamente mais curtos em comparação com os métodos tradicionais. A análise NIR pode ser realizada numa questão de segundos, permitindo um controlo de qualidade em tempo real durante a produção.

• Análise não destrutiva

Ao contrário da maioria dos métodos tradicionais, que requerem a destruição da amostra, a espetroscopia NIR pode ser realizada diretamente em comprimidos, pós ou soluções sem os perturbar, permitindo um maior rendimento da amostra para análise futura. Mesmo diretamente através de sacos translúcidos.

• Pouca ou nenhuma preparação de amostras

A técnica NIR permite a análise direta da formulação, eliminando as laboriosas etapas de preparação da amostra, como a dissolução, filtração ou diluição, reduzindo assim o risco de erros e manuseamento excessivo.

• Redução de custos

Ao eliminar a necessidade de solventes, reagentes e outros consumíveis, a técnica NIR pode reduzir significativamente os custos associados à análise de rotina. Além disso, a sua facilidade de automatização diminui o tempo de trabalho manual necessário, reduzindo significativamente os tempos de ciclo e o tempo de execução.

• Multiparamétrica

A espetroscopia NIR permite a quantificação simultânea de múltiplos parâmetros numa amostra ou formulação. Com um método devidamente calibrado, a concentração de diferentes APIs, excipientes e mesmo outras propriedades pode ser determinada numa única análise.

• Integração nos processos de fabrico

A técnica NIR é facilmente integrada em sistemas de monitorização de processos (PAT), permitindo o controlo em linha ou em tempo real das propriedades da formulação durante o fabrico, melhorando assim a eficiência do processo.

Abaixo mostramos um caso de utilização do analisador Visum Palm™ para quantificação (teste de uniformidade de conteúdo) numa formulação farmacêutica em que o ingrediente ativo “X ” tem uma concentração alvo de 80% p/p.

Para este efeito, foi disponibilizado um conjunto de 20 amostras de calibração com variabilidade suficiente em termos de concentrações de API entre 72% e 96%, respetivamente, para o desenvolvimento do modelo preditivo.

O Model Builder Visum Master™ , conforme apresentado abaixo, gera uma divisão automática 80/20 do conjunto de amostras de calibração e validação interna.

_{Curva de regressão API ‘X’. Amostras de calibração ou modelação (cinzento) e amostras de validação interna (azul).}

Outra funcionalidade automática importante é a execução de uma rotina de qualidade automática para a deteção de valores anómalos, que são espectros que não se encontram no espaço do modelo.

O software Visum Master™ traça, identifica, elimina e quantifica os valores anómalos espectrais encontrados no conjunto de modelos. Neste caso, menos de 0,5%, o que constitui um bom indicador da qualidade da informação espetral introduzida.

De qualquer modo, não se recomenda a utilização de um modelo com mais de 10% de anomalias detectadas e, consequentemente, o processo de preparação da amostra e de aquisição do espetro deve ser revisto.

_{Anómalos detectados e removidos do conjunto de amostras de modelização}

Para determinar o risco de sobreajuste, ou seja, que os pré-tratamentos e o pré-processamento aplicados resultem num modelo aparentemente bom que não funciona necessariamente com amostras novas e futuras, o software Visum Master™ executa o teste de permutação Fisher-Pitman para garantir a sua qualidade para trabalhar com amostras futuras.

O modelo preditivo resultante para a determinação quantitativa do API “X” produziu um coeficiente de correlação (R²) de 0,99 e um erro quadrático médio de previsão (RMSEP) de ± 0,1