Количественный анализ активных медицинских компонентов в смесях и таблетках с помощью рамановской спектроскопии

СЕН242015

Медикаменты состоят из активных фармацевтических компонентов (API) с наполнителями, включая связующие и смазывающие вещества. При производстве медикаментов смешивание – это процесс, при котором API и различные добавки смешиваются вместе до получения гомогенной смеси. Контролирование данного процесса смешивания является очень важной задачей и напрямую влияет на качество получаемого лекарства.

Также контролирование данного процесса может быть очень сложным, когда приходится обнаруживать изменения сырья и определять окончательную однородность смеси. Руководство FDA США по контролю производственного процесса установило, что каждая партия, входящая в состав смеси, должна удовлетворять требованиям чистоты при использовании API. Также проверка метода смешивания должна показывать однородность смешиваемых API.

Эксперимент

В данной статье рассматривается использование рамановской спектроскопии вместе с хемометрическими методами для создания аналитического метода количественной оценки API налтрексона (C₂₀H₂₃NO₄) HCl в смешанных порошковых смесях, а также в таблетках по 3 мг.

Таблица 1. Образцы.

Для проведения эксперимента использовался рамановский спектрометр i-Raman Plus с длиной волны возбуждения 785 нм и волоконным зондом. Для стабильности сбора данных использовался держатель зонда. Это очень важно для получения высокой точности хемометрической модели. Спектры были получены от трех разных точек каждого образца через пластиковые пакеты. Все эксперименты проводились при 100% мощности лазера (≈300 мВт) и временем интегрирования 6 с. Для хемометрического анализа использовалось BWIQ программное обеспечение.

Хемометрический анализ

На рисунке 1 представлены рамановские спектры исследуемых образцов с различными концентрациями API вплоть до 100%. Отличающийся рамановский спектр налтрексона HCl использовался для построения хемометрической модели.

Рис. 1. Сравнение рамановских спектров образцов с различной концентрацией налтрексона HCl с чистым налтрексоном HCl

Получая несколько спектров образца в различных точках, учитывалась однородность смешивания API, а также в хемометрическую модель было встроено более полное описание смесей. Для уменьшения влияния флуоресценции была произведена коррекция данных базовой линией с помощью airPLS алгоритма в BWIQ.

На рисунке 2 отображено уменьшение шумов для одного спектра.

Рис. 2. Рамановский спектр с вычитанием шума с помощью airPLS алгоритма.

По концентрациям налтрексона HCl, установленным по отклику, была построена регрессионная модель с использованием метода PLS. Так как рамановский спектр налтрексона HCl занимает диапазон 800 – 3000 см^-1, то и регрессионная PLS модель строилась для такого же диапазона. Данная модель дает хорошую линейную аппроксимацию данных: R² = 0.9922, СКО = 0.01384 (см. рис. 3)

Рис. 3. PLS модель

Некоторые спектры были сохранены для проведения перекрестной проверки. Модель дает линейную аппроксимацию к данным проверки: R² = 0.76866, СКО =0.05287 Предсказанный результат по двум таблеткам представлен в таблице 2. Для каждого образца было получено два спектра.

Таблица 2. Предсказанные результаты.

Заключение

Рамановская спектроскопия вместе с хемометрическими методами может использоваться для разработки количественных методов для измерения концентрации API, таких как налтрексон HCl в смешиваемых смесях и конечных таблетках. Метод гарантирует быстрое предсказание концентрации API в смешиваемых смесях, позволяя контролировать процесс смешивания в реальном времени. Высокая чувствительность, высокое разрешение и стабильность спектрометра i-Raman Plus соответствуют требованиям по разработке надежных количественных методов анализа с помощью рамановской спектроскопии. Физическая неравномерность в образце (порошок или таблетка) может оказать прямое влияние на точность получаемой модели.

Требуется производить несколько измерений в различных точках образца для создания калибровочного спектра. Оценка образца API также может быть произведена и когда известны концентрации предсказываемых образцов. Как показывает практика, требуется стандартный образец с известными концентрациями API, чтобы подтверждать стабильность метода, а также работоспособность оборудования на регулярной основе.

Подробные характеристики рамановскогоспектрометра i-Raman Plus