Farmasötik Numunelerin USP <232>/<233>’e Uygun Olarak Hazırlanması

Farmasötik numunelere yönelik eser metal analizi için Tek Reaksiyon Odası (SRC) Teknolojisinin kullanılması.

Giriş

Artık daha sıkı endüstri düzenlemeleri mevcut olduğundan, daha düşük tespit seviyelerinde eser metal analizine olan talep tüm zamanların en yüksek seviyesine ulaştı. Bir zamanlar farmasötik metal analizi için standart olan ICP’nin yerini hızla ICP-MS alıyor ve numune hazırlama metodolojilerine daha fazla önem veriliyor. Kapalı kapta mikrodalga parçalama, hızlı, tam parçalama, temiz bir ortam ve uçucu bileşiklerin etkili bir şekilde geri kazanılmasını sağlayan etkili bir teknik olduğu kanıtlanmıştır. Tek dezavantajı, sindirimin birkaç matris tipi üzerinde aynı anda yürütülememesidir. Milestone’un Tek Reaksiyon Odalı (SRC) mikrodalga parçalaması, kapalı kap mikrodalga parçalamanın tüm faydalarını yeni kolaylık ve etkinlik düzeyleriyle birleştiren devrim niteliğinde yeni bir yaklaşımdır.

Milestone ultraWAVE 3, çok yüksek basınç ve sıcaklıklarda çalışan, büyük, farklı ve zor numuneleri hızlı ve kolay bir şekilde, toplu işlem yapmadan parçalayabilen tezgâh üstü bir cihazdır. Bu teknik notta gösterilen veriler, ultraWAVE 3’teki numunelerin parçalanmasının, eşit derecede yüksek analitik veri kalitesiyle sonuçlandığını ve bu durumun, onu farmasötik numunelerde eser metallerin tespiti için ideal çözüm hâline getirdiğini göstermektedir.

Bu sektör raporu, ilaç endüstrisinden çeşitli numunelerin Milestone’un ultraWAVE 3’ü kullanılarak aynı anda nasıl parçalandığını ve bunun önceki ultraWAVE neslinde numuneden numuneye çapraz kontaminasyon olmadan kopyalanabileceğini açıklamaktadır.

Deney

Parçalamanın metodolojisinin (vial türü, parçalama matrisi ve sıcaklık programı) optimizasyonunun ardından, besin takviyeleri parçalandı ve “dört büyük” toksik element açısından analiz edildi. İyi kalite kontrol verileri, SRC mikrodalga parçalamanın bu uygulama için uygunluğunu göstermektedir. Farmasötik numunelerdeki inorganik kirletici maddelerin ölçümü için yeni USP bölümleri <232> ve <233> uygulamaya konuldu. Sulu ve organik solventlerde çözünebilen numuneler direkt olarak analiz edilebilse de numunelerin büyük bir kısmı parçalanma gerektirecektir ve aslında numune organik solventte çözünür olsa bile ICP-MS analizi için parçalama tercih edilebilir. Kapalı kapta parçalama USP tarafından şart koşulmaktadır ve mikrodalga parçalamanın kullanılan baskın sindirim tekniği olması beklenmektedir: örneğin sıcak plakalı açık kap parçalamadan daha fazla parçalama gücü sunan yüksek basınç ve sıcaklık kapasitesi.

SRC mikrodalga parçalama, geleneksel kapalı kap parçalamadan önemli ölçüde farklı olan nispeten yeni bir kapalı kap parçalama teknolojisidir. Ticarî olarak temin edilebilen bir tezgâh üstü SRC parçalama sistemi, yüksek sıcaklık ve basınçta aynı anda 15’e kadar numuneyi parçalayabilir. Bu yüksek sıcaklık ve basınç kapasitesi, hemen hemen her farmasötik numune tipinin tamamen parçalanmasını sağlar ve ICP-MS analizi için faydalı olan çok düşük toplam organik karbon (TOC) içeriğine sahip parçalama çözümleri üretir. Tipik bitmiş ilaç ürünleri olan sarı kantaron ve balık yağı olmak üzere iki numune türü, bir SRC parçalama sistemi kullanılarak parçalandı ve bu uygulama için SRC parçalamanın etkinliğini değerlendirmek üzere çarpışma hücresi ICP-MS kullanılarak dört toksik USP elementi açısından analiz edildi. Tüm numuneler SRC ile birlikte tek bir haznede parçalandığından, uçucu elementlerin tutulduğunu ve çapraz kontaminasyonun olmadığını doğrulamak için kopyalar ve spike geri kazanımları gerçekleştirildi.

Cihazlar

• Milestone’un ultraWAVE 3’ü
• 15 mL’lik cam vialler içeren 20’li rotor
• Analitik denge
• ICP-MS

Milestone tarafından geliştirilen ve patenti alınan ultraWAVE 3, SRC teknolojisi için ileriye doğru atılan önemli bir adımı temsil ediyor ve Milestone’un 20 yılı aşkın deneyimini temsil ediyor. Yüksek saflıkta PTFE-TFM astarlı ve kapaklı paslanmaz çelik reaktör, numune türü ve asit karışımından bağımsız olarak daha yüksek basınç ve sıcaklıkların elde edilmesini sağlar. Parçalama prosesi, doğrudan reaksiyon odasının sıcaklığını ölçen gelişmiş temassız bir sensör olan easyTEMP tarafından sürekli olarak kontrol edilir. Basitleştirilmiş rotor yapısı, kapların montajı ve sökülmesi için gereken süreyi ortadan kaldırır. Aynı derecede önemli olan, farklı numunelerin tek kullanımlık cam, kuvars veya PTFE-TFM şişeleri kullanılarak aynı anda işlenebilmesi, böylece zaman ve paradan tasarruf sağlanmasıdır. ultraWAVE 3, performans, zaman, iş akışı ve sahip olma maliyetiyle ilgili tüm numune hazırlama zorluklarını giderdi.

Prosedür ve Metot Optimizasyonu

SRC enstrümantasyonunda kullanılan numune şişeleri tipik olarak kuvars, TFM (yüksek sıcaklık polimeri) ve borosilikat camdan mevcuttur. Camın avantajı çok düşük maliyetli olmasıdır, bu da onları tek kullanımlık kılar ve flakon temizleme prosedürlerini ortadan kaldırır. Camın dezavantajı bazı elementler (B, Na, Mg, Al, K ve Ca) için yüksek arka planlardır (ppb seviyesi). Ancak bu unsurlar USP <232>’de belirtilmediğinden cam şişeler kullanılabilir. Şekil 3, USP elemanları için cam, kuvars ve TFM parçalama şişelerinden elde edilen parçalama boşluklarını göstermektedir. Bu verilerde Ru, Os ve Pt grubu elementleri ölçülmedi. Ancak bu elementlerin flakon katkısının son derece düşük olduğu varsayılabilir.

Şekil 1 – Seçilen USP’lerden 2 farklı flakon materyalinden elde edilen parçalama boşlukları

SRC sistemi çok yüksek basınç kapasitesine sahip olduğundan, tam jel kapaklar da dahil olmak üzere yüksek organik içerikli numunelerin daha yüksek ağırlıkları parçalanabilir ve bu da farmasötik numune analizi için bir avantajdır. Ayrıca, daha yüksek basınç kapasitesi daha yüksek bir sıcaklığın elde edilmesini sağlar, bu da daha eksiksiz bir parçalama sağlar. Yağlar gibi yüksek organik içerikli numunelerde bile, neredeyse tüm organik karbon CO2’ye ayrışarak numune parçalama ve çok düşük TOC içeriği elde edilir. Bu, ICP-MS analizi için bir avantajdır çünkü numunedeki karbonun varlığı, zayıf iyonize olmuş elementlerin hassasiyetini arttırır, böylece tekrarlanabilirliği ve güvenilirliği arttırır.

Numuneler

İki farklı cihazla analiz için iki numune seti hazırlandı: ICP-OES ve ICP-MS. ICP-OES tarafından analiz edilen ilk numune seti balık yağı kapsüllerini, magnezyum stearatı ve bir besin takviyesini içermektedir (Tablo 1). St. John’s Wort, laboratuarda güçlendirilmiş bir boşlukla birlikte ICP-MS (Tablo 2) tarafından analiz edilmiştir.

Numune Hazırlama

Özet matrisi numune türüne ve ağırlığına bağlıdır. Her bir farmasötik numuneden 0,5 g’lık bir miktar, 15 mL’lik bir cam şişe içinde tartıldı ve 4 mL %65 HNO3 + 1 mL %37 HC1, 50 ppb’lik çok elementli bir çözelti ile birlikte ilave edildi. Balık yağı jel kapakları için jel kapağının tamamı (1 g), 9 mL HNO3 + 1 mL HC1 ile parçalandı.

Kullanılan flakon boyutu 15 mL olup, 15 numunenin aynı anda parçalanmasına olanak sağlamıştır. Tüm numuneler aynı basınç ve sıcaklık kontrolü altında birlikte parçalandığından, farklı numune ağırlıkları ve asit kimyaları aynı anda parçalanabilir. Tek gereklilik, seçilen parçalama sıcaklığının partideki en zor numuneyi parçalamaya yeterli olmasıdır.

20 cam şişenin bulunduğu rack, önceden 120 mL H2O ve 5 mL HNO3 ile doldurulmuş olan reaksiyon odasının içindeki SRC TFM astarının içine yerleştirildi. SRC sistemi, cam şişeleri kapatmak için Azot gazıyla 40 bar’a kadar basınçlandırıldı. Aşağıdaki mikrodalga ısıtma programı uygulandı:

Tablo 1 – Mikrodalga Programı

Şekil 2 –Birden fazla farmasötik numunenin eşzamanlı parçalanmasından elde edilen mikrodalga programı.

ICP-OES ve ICP-MS Sonuçları

İki farklı cihazla analiz için iki numune seti hazırlandı: ICP-OES ve ICP-MS. ICP-OES tarafından analiz edilen ilk numune seti balık yağı kapsüllerini, magnezyum stearatı ve bir besin takviyesini içermektedir (Tablo 1). St. John’s Wort, laboratuvarda güçlendirilmiş bir boşlukla birlikte ICP-MS (Tablo 2) tarafından analiz edilmiştir.

Tablo 1: ultraWAVE 3’te parçalamasına takiben balık yağları, magnezyum stearat ve diyet takviyesi üzerindeki “Dört Büyük” USP analitlerinin ICP-OES analizi. Numunelere sindirim öncesinde 50 ppb çok elementli bir çözelti eklenmiştir.

Tablo 2: UltraWAVE 3’te parçalamayı takiben St. John’s Wort ve balık yağı jel kapaklarındaki “Dört Büyük” USP analitlerinin ICP-MS analizi. Tablo, St. John’s Wort ve laboratuvarda güçlendirilmiş bir boş üzerinde geri kazanım çalışmasını göstermektedir.

Sonuç

Milestone’un Tek Reaksiyon Odası teknolojisi, eser metal analizi için numune hazırlama konusunda geleneksel mikrodalga parçalama sistemlerine göre çok sayıda avantaj sunar. Daha yüksek numune kapasitesi, tek kullanımlık şişelerin kullanımı ve daha hızlı soğuma süresi nedeniyle numune işleme verimi, geleneksel kapalı rotor parçalama sistemlerine göre 2 ila 3 kat daha yüksektir. Daha yüksek sıcaklıklarda (ve basınçta) elde edilen üstün parçalama kalitesi, ICP-OES ve ICP-MS ile yapılan analizleri daha doğru hâle getirir.

Bu teknik notta gösterilen veriler, numunelerin bir SRC’de, gevşek kapaklı şişelerde parçalamada tam iyileşme ve tam parçalama sağladığını göstermektedir. Ayrıca, farklı numune türlerini bir arada parçalama yeteneği ve minimum asit hacmiyle (numune başına 1-4 mL) daha büyük numune ağırlıkları, eser metal analizi için farmasötik numune hazırlamanın gerçekleştirilmesini en uygun teknik hâline getirir.

Referans: Milestone SRL