Анализ в фармацевтической промышленности

Обеспечение и контроль качества лекарственных средств (ЛС) является важным аспектом деятельности и развития фармацевтического предприятия. С аналитической точки зрения методы контроля качества должны давать надежный однозначный результат для обеспечения эффективности и безопасности применения ЛС. В настоящее время потенциальный интерес представляют методы, позволяющие провести анализ быстрее, экономичнее, чем метод ВЭЖХ, и с требуемыми показателями точности, например, флуориметрические, спектрофотометрические методы, методы колебательной спектрометрии (ИК-спектрометрии ближней и средней области, рамановская спектроскопия) [1].
Количественное определение методом ВЭЖХ обычно включает экстракцию интересуемого компонента из ЛС, фильтрование, разбавление, контроль значения рН всех приготавливаемых растворов, термостатирование колонки, градиентное элюирование, промывку используемой колонки до и после проведения анализа. Время элюирования действующего вещества составляет от 5–10 минут до нескольких часов. Флуориметрические и спектрофотометрические, потенциометрические методы включают приготовление растворов, экстракцию, фильтрование и разбавление, промывку кювет и подготовку катодов соответственно. Время проведения одного измерения составляет около 1–2 минут.
Растворы стандартных образцов используют обычно в течение часа и не хранят. Метод ИК-спектроскопии (ИКС) позволяет проводить количественное определение без экстракции – записывают спектр готового ЛС. Время одного измерения –1-2 минуты. Кроме того, приготовленные стандартные образцы (смешанные с калия бромидом) можно хранить в эксикаторе в течение нескольких дней или недель.
Опубликовано несколько обзоров по количественному анализу ЛС методом ИКС [1], но в последние несколько лет широкое применение методов математической статистики, включая анализ многомерных данных, предоставляет больше возможностей для обработки полученной информации и расширяет круг исследуемых объектов. Большинство вопросов, поднятых в ранних обзорах, недостаточно проанализировано, поэтому кажется своевременным изучить тему количественного анализа ЛС методом колебательной спектрометрии более подробно.
6.1 Количественное определение
в режиме пропускания
Количественный анализ методом ИКС основан на законе Бера и применении методов хемометрики. ИК-спектры получают методами пропускания или отражения неполяризованного, или поляризованного ИК-излучения. Для обработки полученной информации применяют различные методы математической статистики. В работе [11] детально описаны условия применения, достоинства и недостатки каждого из применяемых методов обработки данных.
Содержание действующего вещества в ЛС определяют по градуировочному графику, построенному по стандартным образцам. Пробоподготовка включает тщательное измельчение и смешивание стандарта и ЛС с матрицей из калия бромида или растворение и разбавление в подходящем растворителе. Для количественного определения обычно выбирают изолированные полосы поглощения, что позволяет далее обрабатывать данные простым методом наименьших квадратов (МНК). К этим полосам часто относятся валентные колебания карбонильных групп, поглощающих примерно около 1720–1800 см-1, поскольку многие вспомогательные вещества не поглощают в данной области. Стоит отметить, что кислоты (стеариновая, альгиновая, лимонная, винная), повидон, метилгликолят, кроскармеллоза, полиэтиленоксид, аспартам и некоторые другие вспомогательные вещества имеют полосу абсорбции при 1720 см-1.
Приемлемые результаты количественного анализа получены в работах [18], в которых антибиотики группы макролидов (рокситромицин, эритромицин, кларитромицин) количественно определяли в режиме пропускания через матрицу из KBr по интенсивности поглощения –С=О групп как изолированных (т.е. вспомогательные вещества не имеют полос поглощения в данном диапазоне длин волн), интенсивных и чувствительных к концентрационным изменениям. Количественный анализ ЛС азитромицина, ибупрофена и диазепама проводили путем растворения стандартных образцов и ЛС и измерения интенсивности поглощения также валентных колебаний карбонильных групп. Калибровочный график при определении азитромицина
строили методом стандартов и методом добавок, при этом наилучшие метрологические характеристики достигнуты при построении калибровки последним методом [11]. На рисунке 10 представлены спектры поглощения ампициллина тригидрата и его ЛС различной концентрации в матрице из KBr:
Рис

. 10 – Спектры поглощения ИК-излучения ампициллина
тригидрата разной концентрации и его ЛС
(второй спектр сверху) в матрице из калия бромида
Еще одной областью, в которой большинство вспомогательных веществ не поглощают ИК-излучение, является 1500–1600 см-1, относящейся к скелетным колебаниям ароматического кольца, деформационным колебаниям амино- и амидогрупп, к валентным колебаниям карбоксилат-ионов. Например, цефуроксим натрия в порошке для инъекций определяли по интенсивности полосы поглощения гетероароматического кольца [18].
Однако в данной области поглощают такие вспомогательные вещества, как стеараты кальция и магния. С другой стороны, в составе твердых ЛС их должно быть не более 1%, и, учитывая разбавления ЛС для проведения анализа, концентрация смазывающих веществ оказывается ниже предела обнаружения. Тем не менее, для подтверждения правильности полученных данных необходимо провести эксперимент по определению интерференции со вспомогательными веществами, абсорбированной бромидом калия водой. Для этого применяют метод добавок и рассчитывают коэффициент извлечения. В другом случае, прибегают к многокомпонентной калибровке и обработке данных соответствующими методами математической статистики.
Методом ИК-Фурье спектрометрии можно определять одновременно несколько действующих веществ. Например, количественное определение парацетамола и ибупрофена в ЛС проводили в режиме пропускания в таблетке из калия бромида. Для калибровки использовали смесь стандартов и измеряли интенсивность поглощения в тех диапазонах длин волн, где не наблюдалось перекрывание полос поглощения парацетамола и ибупрофена.
Более точная калибровка получена для ибупрофена, когда в качестве выходной величины брали интенсивность поглощения валентных колебаний –C=O групп карбоксильной группы, чем для парацетамола, где калибровку строили по интенсивностям поглощения полос в области валентных колебаний С - С ароматического кольца и деформационными колебаниями N-H амидной группы (1500–1600 см-1) [18].
Одновременное определение ацетилсалициловой кислоты (аспирина) и кофеина в ЛС проводили измерением высоты пика при 1770 и 1661 см-1 соответственно (проточно-инжекционный анализ). Предварительно таблетки растворяли в метиленхлориде, фильтровали и 300 мкл раствора вводили в поток. При определении кофеина в присутствии аспирина может возникать как положительная (+10%), так и отрицательная (–5%) интерференция. Причиной положительной интерференции является наличие близко расположенных полос поглощения аспирина к аналитической полосе кофеина 1661 см-1, относительно большее содержание и соответственно более сильное поглощение при 1703 см-1 (более 20 мг/мл аспирина при концентрации кофеина 1 мг/мл). Отрицательная интерференция возникает по причине относительно меньшего содержания аспирина (менее 8 мг/мл аспирина при концентрации кофеина 1 мг/мл) из-за коррекции базовой линии, что приводит к уменьшению высоты пика. Поэтому авторы советуют придерживаться при подготовке стандартных растворов концентраций, схожих с анализируемыми образцами [11].
Для количественного определения применяют и другие области поглощения ИК-излучения. Диметикон экстрагировали из ЛС хлороформом, а количественный анализ проводили по интенсивности поглощения симметричных валентных колебаний метильных групп, соединенных с атомом кремния, и симметричных и антисимметричных валентных колебаний Si-O-Si [11]. Фуросемид в твердых лекарственных формах определяли по второй производной спектра, полученного после экстракции N, N-диметилформамидом действующего вещества, в области симметричных валентных колебаний группы –SO2. Такое преобразование позволяет уменьшить влияние смещения базовой линии и интерференции между широкими полосами поглощения, усилить спектральные различия. Количественный анализ проводили по второй производной [18].
Наличие полос поглощения вспомогательных веществ, которые перекрываются с полосами поглощения анализируемого компонента, является одной из причин экстракции действующего вещества или применения методов многомерного анализа: метода частичных (дробных) наименьших квадратов (далее по тексту PLS – partial least square) или метода регрессии на главные компоненты (далее по тексту PCR – principal component regression). Методы
основаны на многомерной калибровке, при построении которой теряется меньше информации, что обеспечивает более точные результаты.
Буциламин в лекарственном средстве «Риматил» определяли в режиме пропускания, предварительно получая таблетки из калия бромида с известным содержанием стандарта и ЛС