БИК-спектрометрия в фармацевтическом анализе

В число современных методов оценки качества лекарственного сырья и готовых препаратов входит спектрометрия в ближней инфракрасной области. Метод обладает рядом существенных преимуществ, среди которых:

Компактный и предельно простой в эксплуатации БИК-спектрометр PT IM100 позволяет получить полную информацию об образце в течение 15 минут

Простота пробоподготовки или полное отсутствие ее необходимости. Исключение этого этапа позволяет сэкономить до 80% времени, затрачиваемого на исследование образца. Высокая скорость анализа. При использовании анализаторов последнего поколения, таких как, например, БИК-спектрометр PT IM100, весь процесс занимает всего 15 минут. Возможность исследования препарата без вскрытия упаковки. Эта особенность БИК-спектрометрии особенно ценна при анализе дорогостоящих лекарств, токсичных веществ (например, химиотерапевтических препаратов) и др. Исследовать без вскрытия можно препараты в прозрачных упаковках из пластмассы или стекла.

• Единовременный анализ различных компонентов сложных смесей, включая информацию об их концентрации. Так, например, с помощью данного метода можно проанализировать процентное содержание воды, органических растворителей и иных составляющих в микрогетерогенных системах, таких как эмульсии типа «масло в воде» или «вода в масле».
• Возможность организации дистанционного контроля образцов в режиме реального времени непосредственно в технологическом потоке (дистанционный контроль). Для этих целей используются стационарные или переносные спектрометры. Стационарные приборы устанавливаются в производственных помещениях фармацевтических предприятиях, где их интегрируют непосредственно в технологические линии, монтируя датчики над лентами транспортеров, в химических ректорах, смесительных камерах. Это позволяет получать информацию в режиме онлайн и использовать полученные данные в АСУ. Переносными БИК-спектрометрами на аккумуляторах чаще всего оснащаются передвижные лаборатории контроля качества ЛС.

Способы получения спектров в БИК-области

В ближней инфракрасной области спектры получают с помощью пропускания или диффузного отражения.

Метод пропускания может быть использован для анализа как жидких, так и твердых веществ. При этом жидкости помещаются в кюветы или другие специализированные емкости, которыми комплектуется прибор. Такие измерительные сосуды могут выполняться из обычного или кварцевого стекла. Для исследования методом пропускания твердых образцов может применяться щуп или сфера.

Пеллеты с неровной поверхностью

Диффузное отражение в фармацевтике чаще всего используется для исследования паст, порошков, пеллет с неровной поверхностью. При решении базовых задач для получения спектра этим методом обычно пользуются интегрирующей сферой. В этих целях также могут применяться оптоволоконные зонды, однако в потоковом анализе они неудобны, так как для обеспечения достаточной воспроизводимости результатов необходима длительная предварительная подготовка и строгое соблюдение условий опыта, прежде всего – достижение полной стабильности пространственного положения щупа.

Однако анализ по методу диффузного отражения с помощью зонда имеет ряд существенных преимуществ, так как дает возможность получить более детальный спектр и более точные результаты. Обеспечивается это за счет того, что наклонная плоскость наконечника оптоволоконного зонда сводит к минимуму зеркальный эффект, позволяя рассеивать большее количество света. Кроме того, в оптоволоконную оптику можно интегрировать модуль для считывания штрих-кодов с упаковки образца. Также необходимо отметить, что только с помощью щупа возможна идентификация проб, дистанционированных от самого прибора.

Для тестирования образцов с низкой рассеивающей и отражающей способностью используется комбинированный метод «пропускания-отражения». Для этого необходимы кюветы и датчики специальной конструкции, благодаря которым поток лучей проходит через анализируемый образец дважды.

Кроме того, в ближней инфракрасной области можно получить спектры «взаимодействия».

Проблемы БИК-спектрометрии и способы их устранения

К основным проблемам данного аналитического метода в фармацевтической отрасли в течение длительного времени относилась сложность анализа спектра, отличающегося менее интенсивными и относительно более широкими полосами поглощения по сравнению с фундаментальными полосами в средней части инфракрасной области.

Объединение математических методов обработки данных (хемометрии) с результатами инструментального анализа позволило нивелировать данный недостаток. Для этих целей современные анализаторы оснащаются специальными пакетами программ, основанных на кластерном или дискриминантном способе обработки результатов.

Для того чтобы в хемометрическом анализе можно было учитывать различные возможные источники изменения спектра, на фармацевтических предприятиях создаются специальные библиотеки спектров с учетом производителя сырья, технологического процесса его изготовления, однородности материала из различных серий, температуры, режима получения спектра и иных факторов.

Согласно европейским нормативным требованиям, для составления библиотек необходимо исследование не менее 3-х образцов лекарственной субстанции с получением 3-х и более спектров.

Еще одна возможная проблема – вероятность изменения спектра вследствие конструктивных особенностей БИК-спектрометра – решается с помощью квалификации прибора в соответствии с фармакопейными требованиями.

О чем необходимо помнить при проведении исследования

Получение эмульсии в пилотном лабораторном гомогенизаторе HMG нередко происходит под нагревом

При БИК-спектроскопии жидких и иных термически лабильных образцов характер спектра зависит от степени его нагрева. Разница всего в несколько градусов способна существенно менять спектр. Этот момент необходимо учитывать при разработке рецептуры и отработке технологии. Например, при создании нового лекарственного препарата или косметического средства с использованием пилотного лабораторного гомогенизатора нередко требуется нагрев гомогенизируемой смеси. Образец полученноц таким способом эмульсии перед исследованием в БИК-спектрометре необходимо охладить.

В вакуумном сушильном шкафу марки Memmert серии VO можно подготовить для анализа методом БИК-спектрометрии образцы, чувствительные к избыточному нагреву

При исследовании порошкового сырья наличие остаточных количеств растворителей (воды и др.) способно оказать влияние на результаты анализа. Поэтому в фармакопейных статях указывается необходимость и технология высушивания таких образцов. На результаты спектроскопии в области ближнего инфракрасного излучения влияет толщина слоя порошка, от которой напрямую зависит степень пропускания. Чем толще слой, тем выше поглощение. Поэтому если задача тестирования – сравнить различные образцы с помощью метода пропускания, то необходимо подготовить пробы с одинаковой толщиной слоя или учитывать этот показатель при сравнении полученных результатов. Если же анализируется степень отражения, то толщина слоя может быть любой (но не менее глубины проникновения луча). Чтобы проанализировать с помощью метода диффузного отражения навеску порошка, толщина слоя которой меньше глубины проникновения луча, образец необходимо экранировать. Кроме того, характеристики спектра зависят от оптических свойств, плотности, полиморфизма исследуемых материалов.

Вернуться к списку