文摘

这项工作分散拉曼光谱用于评估商用配方中对乙酰氨基酚作为质量控制的分析方法在制药行业。使用近红外拉曼光谱收集分散拉曼光谱仪(830 nm, 50 mW, 20年代的曝光时间)耦合到光纤探针。解决方案对乙酰氨基酚稀释的赋形剂(70 - 120%的商业集中的200毫克/毫升)被用来开发一个基于偏最小二乘(pls)的校准模型应用解决方案和拉曼光谱,随后,获得线性、准确性、精密度(重复性),和敏感的方法使用近红外光谱(NIRS)作为黄金标准的方法。这个模型被用来预测商业样本中对乙酰氨基酚的浓度不同的大量的对乙酰氨基酚配方(200毫克/毫升)PLS-prediction误差约为0.6%。商业药品请浓度预测误差低于2.5%,而检测的误差约3.7%浓度的标签。它已被证实的适用性与光纤拉曼光谱探针在制药行业质量控制商业配方。

1。介绍

对乙酰氨基酚是一个著名的止痛和退热剂已广泛应用,因为副作用低,仍在耐受性良好管理在治疗量。常规测量技术对乙酰氨基酚(高效液相chromatography-HPLC)包括色谱方法,光谱光度测量的方法(紫外/可见光、近红外、红外光谱,包括傅里叶变换近红外光谱(NIRS)和荧光光谱),流动注射光谱、化学发光方法,毛细管电泳方法,和electroanalytical方法(1]。

经典药品的技术评估,如色谱、敏感和非常具体的,但这些技术是耗费时间和高成本,需要样品进行预处理分析之前,这可能最终破坏样品。为解决这一问题,提出了光学方法对活性药物成分的定量测定(api)在药物和药物,其中大部分是基于吸收和反射光谱技术在紫外-可见和红外区域(2,3),与快速等优势API与最低甚至没有样品评估破坏(4]。

振动光谱检测技术和拉曼光谱等有优势,躺在光谱选择性和representativity已经被提议作为一种质量控制工具。NIRS大幅增长的质量控制技术在制药行业,包括分析对乙酰氨基酚(5]。它允许将化学和物理信息样本来自光谱。然而,由于检测数据的本质(依赖分子偶极矩的变化)和高灵敏度的债券,这项技术的低灵敏度限制其主要组件的范围。此外,近红外光谱中表现出很强的重叠(6]。拉曼光谱提供了关于化学结构的信息,也就是说,研究下材料的分子结构,以及它的量化(7,8]。分散拉曼光谱仪,可以快速扫描/成像通过使用一个成像摄谱仪和多通道检测器如CCD(电荷耦合器件)相机(8),较低的固有荧光通过使用近红外激发(785和830 nm波长)8- - - - - -10]。

拉曼光谱已经被用于定量分析API,无创、无损等优点需要少量的样本,几乎没有样品制备,不破坏样品,短时间内执行分析(4]。拉曼光谱可以获得来自不同制药演讲,甚至直接在容器,API的量化目标和其他配方成分较低的错误(6,7,11]。拉曼光谱可以直接在生物组织中,获得定量注射药物原位(4]。

最优化技术,如偏最小二乘(pls)用于分析化学为了预测一个特定的化合物的数量在一个示例使用光谱信息(12]。化学计量学在医药领域具有重要意义,因为它涉及化学分析数据的多元性质,通过多通道探测器收集,信号的强度在不同波长光谱被记录在一个13]。化学计量学应用数学和统计学方法为尽可能多的化学信息提供的分析获得的数据,即使在实验噪声的存在,干扰未知的自然,共线性,非线性,除了它是足够强大,允许不需要输入参数的变化与包含新样本模型(12- - - - - -14]。

过程分析技术(PAT)旨在发展策略的控制生产过程在制药行业15- - - - - -17]。PAT指南需要研究新的尝试和更快的分析方法对药品的质量控制,使用在线和行。光学技术和多元统计等请声称已经有一个一致的、可靠的、快速和低成本的分析化学物种在工业领域的分析仪器(15- - - - - -17),成功地参加了帕特要求。相结合,专家工作组在国际会议上统一技术要求注册药品对人类使用(我)开发的指导方针和设置参数确定,以验证分析技术(18,19),据帕特的方向。

本研究的目的是评估的定量评价的可行性对乙酰氨基酚(商业下降的演讲)基于色散拉曼光谱使用光纤探针和多元统计请(RS /请定量模型)和验证选择性、线性、范围、精度和准确性,以检查拉曼光谱的能力,请使用作为参加行业需求和分析技术与检测技术已经用于此。发达模型被用来预测中对乙酰氨基酚的浓度样品的商业药物包含这个API 200毫克/毫升(下降),针对其使用的分析技术选择。结果得到的NIRS相比,由制造商指定的药物。

2。材料和方法

2.1。解决方案准备

解决方案的九个不同浓度对乙酰氨基酚的实验室准备的领先制造商,代表浓度范围从130%到70的商用中发现药物,在同一商业中使用的赋形剂稀释药物(表1)。同时,样本赋形剂(安慰剂)和聚乙二醇的API稀释(赋形剂的主要成分)。安慰剂基本上是由聚乙二醇,环己基氨基磺酸钠,糖精钠,苯甲酸钠,焦亚硫酸钠、氢氧化钠、柠檬酸、黄色染料,口味和去离子水。每个赋形剂组件的数量不能显示,因为它是受版权保护的。解决方案准备在6复制(一个用于开发预测模型和剩余的),和每个解决方案的名义对乙酰氨基酚的浓度是由制造商确认使用技术。260毫克/毫升的稀释是撤回由于低溶解API的赋形剂。也获得了六个烧瓶商业药物含有200毫克/毫升的对乙酰氨基酚(下降)在当地药店从不同的很多。

表1
对乙酰氨基酚的解决方案,各自的名义浓度和溶剂稀释使用。
2.2。拉曼光谱

解决方案提交样品和商业药品使用拉曼光谱仪的近红外分散拉曼光谱技术详细的其他地方(21),连接到光纤探头,如图1。它是由一个830纳米二极管激光器(微激光系统公司,模型L4830S, CA,美国),耦合组成的拉曼探针low-OH熔融石英光纤与“6收藏约1激励”配置,所述其他地方(20.),用 = 2 5 mm镜头。测量的力量激发纤维小费约50 mW。解决方案和药物被放置在一个石英试管的拉曼测量4毫升。光纤远端励磁/收集结束沉浸1毫米内的解决方案,在大约20年代和拉曼信号收集。收集到的信号发出样品和通过光缆是耦合的入口狭缝摄谱仪(美国Chromex,型号250 MA),它有一个陷波滤波器在830 nm的入口(光谱Iridian技术、模型PN-ZX 000080,加拿大)拒绝来自激光的散射光。摄谱仪狭缝设置为150μ米,提供一个拉曼光谱分辨率约10厘米−1(22]。摄谱仪是检测到的信号分散液态氮冷却CCD相机和控制器(普林斯顿大学仪器、模型LN / CCD - 1024 ehr1 ST130,新泽西,美国)连接到一台电脑对光谱的采集和存储。每个样本扫描在同一天和实验条件。


图1
色散的原理图拉曼光谱仪用于实验。光纤电缆有一个“六个一”中描述的配置•德利马et al。20.]。激光功率测量纤维提示:50 mW,波长:830海里,光谱仪分辨率:10厘米−1。

光谱校准程序,荧光背景减法,宇宙射线切除,规范化进行了使用软件OriginPro 7.5(美国马OriginLab Corp .)。拉曼转变校准是通过收集萘的光谱和相关谱带位置(像素),已知的乐队(cm的转变−1)3 rd-order多项式拟合。把荧光背景,进行基线校正,直线安装在光谱的山谷和总频谱相减时,剩余的高频拉曼乐队。光谱被规范化使用聚乙二醇的乐队(赋形剂的主要成分)1450厘米−1和策划的光谱范围600到1800厘米−1。

2.3。请定量模型

请使用标称浓度信息获得因素或潜在的变量,这是相关的主成分向量,计算了PCA(主成分分析)方法(13,23]。第一个因素描述的方向最大方差(第一主成分),在大多数的情况下,相关API的浓度(13,23,24]。多元校正模型使用光谱数据集的请开发API稀释的浓度范围140 - 240毫克/毫升。然后,这个模型验证使用一个数据集组成的样本随机选择从复制稀释在同一范围内,计算和验证的标准误差。

请模型中,拉曼光谱和名义浓度被认为是独立的(纵坐标)和依赖(横轴)变量,分别,在Matlab 4.2和1.5请工具箱,使用命令 ( , , , , , , 年代 年代 问 ] = p l 年代 ( , , l v , 1 ) 构建模型, =光谱, =浓度,和lv =数量的因素(潜变量)。请输出是 =加载独立变量, =加载因变量, =独立变量的重要性, =大量的独立变量, =因变量的重要性, 请内部系数=向量, 年代 年代 问 d 我 f =之间的差异 和 请获得的。因为只有几个变量负责药物的光谱(对乙酰氨基酚和赋形剂),一个期望,只有少数lv需要构建模型。

为了定义lv模型中使用的数量和预测浓度的稀释和药物样品最少的预测误差,建立了交叉验证过程,利用拉曼光谱(独立变量)复制数据集,lv的数量从1到5,通过功能 p r e d = p l 年代 p r e d ( , , , , , l v ) 。标称浓度对结果的估计的PLS模型 ( p r e d ) 策划,预测标准误为每个lv(9)计算。9月的目的是确定错误时请模型应用于一个不同的数据集(在我们的例子中复制)在相同的范围。9月可以计算如下(使用Excel函数STEYX): 年代 E P ( % ⎷ ) = 1 ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩ ( − 2 ) = 1 − 2 − ∑ = 1 − − 2 ∑ = 1 − 2 ⎫ ⎪ ⎬ ⎪ ⎭ , ( 2 。 1 ) 在哪里 API的标称浓度, 由请浓度预测模型, 是样品的数量。图2显示了9月值取决于lv交叉验证中使用的数量。发现9月是1.19毫克/毫升lv = 1,增加对lv = 2和减少高等lv的价值观。


图2
标准预测误差(9月)请模型的lv = 1到5的函数计算使用复制数据集。

稀释的光谱和商业药物被用于请模型作为新的独立变量使用lv = 1的数量和浓度预测计算。

2.4。定量评价:数据的价值

预测浓度的复制样品被用来估计的参数(18,19]:范围、线性、选择性、精度和准确性的RS /请法。

范围
在这项研究中,它被定义的范围70%到120%(140到240毫克/毫升),由于溶解度API的130%的问题。

选择性
的能力方法来衡量一个复合的其他组件,如佐剂。为这个参数,它被认为是一个解决方案的对乙酰氨基酚200毫克/毫升纯赋形剂和聚乙二醇(6复制的)。

线性
的能力方法证明是否有预测之间的比例和名义浓度API的示例中,一个特定的范围内。这个参数是由构造一条曲线的解决方案五个浓度:160,180,200,220和240毫克/毫升。我们计算曲线的斜率(米)确定的比例分析函数,线性系数(h),相关系数(r)。验收的标准 = 0 。 9 9 。

精度(重复性)
结果之间的协议是指在短时间内用相同的分析师和相同的仪器。它是通过使用至少九决定在该方法的线性范围,也就是说,三个浓度(低、中间或100%,、高)和三个复制。在这项研究中,使用浓度160,200和240 mg·毫升−1一式三份,共计9个解决方案。精度是表示为相对标准偏差(RSD),根据公式 R 年代 D = 年代 D D 一个 C × 1 0 0 , ( 2 。 2 ) 在SD标准差和DAC平均浓度决定。方法的最大相对标准偏差不应超过5%。

精度
亲密的方法获得的研究结果与真值(名义上的)。它是通过添加已知数量的药物赋形剂的组件。是决定从9范围决定的过程,也就是说,浓度的160,200和240毫克/毫升一式三份。用来计算方程的准确性(AC) 一个 C = D 一个 C V 一个 × 1 0 0 , ( 2 。 3 ) 弗吉尼亚州的附加值。

3所示。结果与讨论

的拉曼光谱对乙酰氨基酚的解决方案的范围600到1800厘米−1,从140到240毫克/毫升浓度和规范化的乐队在1450厘米−1,如图3。这些光谱是由山峰在某种程度上对乙酰氨基酚和赋形剂,主要是乙二醇。图4显示了对乙酰氨基酚的拉曼光谱:图4(一)是间接地通过减去溶液获得的光谱G赋形剂(200毫克/毫升)从溶液J(只有赋形剂);图4 (b)是对乙酰氨基酚的拉曼光谱,获得Sigma-Aldrich web页面和乐队的位置作为参考。参考光谱可以看出,乐队的位置接近间接获得的光谱,尽管有一些特定频带的分辨率和强度的差异。因此,对乙酰氨基酚的主要乐队,根据文献,酰胺我在1667厘米(C = O)−1在1622厘米- h−1酰胺二世(碳氮拉伸,弯曲- h) 1556厘米−1碳氢键,1329厘米−1在799厘米和苯基环−1(25- - - - - -27]。


图3
规范化的拉曼光谱的解决方案对乙酰氨基酚稀释的赋形剂(安慰剂)从140到240毫克/毫升,用于校准数据集。
(一)
(一)
(b)
(b)
图4
(a)对乙酰氨基酚间接获得的拉曼光谱减法解决G赋形剂(200毫克/毫升)从溶液J(只有赋形剂)和(b)的拉曼光谱对乙酰氨基酚改编自Sigma-Aldrich主页(http://www.sigmaaldrich.com/、对乙酰氨基酚00370号purum≥98.0%,丙烯酰胺)。

通过应用PLS模型复制样品的拉曼光谱(交叉验证),选择数量的lv,可以计算出预测浓度和模型受到的9月。图5显示了真正的交叉验证与预测浓度。可以看出一个很好的协议的数据点零点误差对角线,揭示一个优秀的模型。验证过程中获得的9月(使用1 lv)是1.19毫克/毫升,增长0.6%。


图5
实际与预测浓度的RS /请方法使用复制数据集和lv = 1。9月= 1.19毫克/毫升(0.6%)。实线代表零点误差曲线。

的结果参数通过RS /请如下。

选择性
对乙酰氨基酚的更高的相对误差在标准的赋形剂相比,对乙酰氨基酚在纯挂钩为2.4%,表明该技术可以检测样品的主要成分在不同的赋形剂(表2)。

表2
预测不同辅料对乙酰氨基酚的浓度和相对误差使用200毫克/毫升溶液(G和挂钩)。

线性
5浓度是确定的解决方案(160、180、200、220和240毫克/毫升)并与名义值浓度。从曲线 = 1 。 0 2 5 和 ℎ = − 6 。 2 0 4 。获得的线性回归系数 = 0 。 9 9 ,表明足够的相关性预测浓度和稀释的数据有效地执行。

精度(重复性)
它使用三个浓度有六个复制的样品浓度:160年,200和240毫克/毫升。这是计算RSD为每个浓度的RS /请名义稀释相比(表3)。验收标准建立了相对标准偏差≤5%。解决方案和中间浓度较低,获得的rsd为被发现是低于指定的最大限度。高的浓度,结果相对标准偏差被发现6.0%,这可能是由于一个异类。此异常时撤回(表3),误差最小化,是一个相对标准偏差值与和中间浓度越低。

表3
不同浓度的解决方案(160、200和240毫克/毫升)用于计算精度(RSD)和准确性(AC)。

精度
这是计算通过使用预测浓度的160年,200年和240毫克/毫升,一式三份,由相对标准偏差和恢复手段,如表所示3。验收标准建立了相对偏差≤2%,是发现在98年和102%满意的恢复值。中间的解决方案和高浓度显示相对偏差的1.5%和1.0,分别被接受的范围内,与低浓度的解决方案,它没有提供一个令人满意的水平。相同的发生与恢复值,97.1%的低浓度的解决方案显示一个值而不是中层和上层的解决方案显示值99和98.5%,分别。
在这部作品中,RS /请评估了参数线性、准确度和精确度Orkoula等人以同样的方式和Rossignoli et al。28,29日]。它已经表明,RS /请显示良好的线性 = 0 。 9 9 精度高,DPR低至1.7%。确凿的方法验证Orkoula et al。28),商业参考样本含有200毫克/毫升的对乙酰氨基酚药物也被用于验证模型。这些样本显示非常低的错误,不超过2.5%,这表明分散拉曼光谱使用光学探针可以检测API将在商业样品的数量。
绍斯塔克的研究和Mazurek (2002) (27),这里的拉曼模型使用请被用来量化商业样品含有对乙酰氨基酚,通过应用PLS模型的六个样品商业药物。表4显示的结果RS /请预测浓度和NIRS浓度和商业的错误。预测浓度是高度相关的浓度药物的标签;所有药物低于极限误差±2.5%,表明优秀的结果确定API的浓度。也是完成了NIRS值,发现的最大误差为3.7%。本研究使用光纤探针通过low-OH熔融石英纤维,与意图的再现性的激发/托收几何体积采样(20.]。
为了达到最佳产量和产品质量,全球制药行业正在寻找更好的方法来追踪药物在整个生产过程中,由于大多数目前使用的高性能技术需要使用溶剂、样品制备是破坏性和费时,大多需要昂贵的输入(7,30.,31日]。最近的文献表明,分散拉曼光谱,结合最优化方法请(RS /请),将满足预期的可靠的定量测定活性成分的药品(7,32,33]。
在复杂的系统,比如API药品和配方中,经典的单变量回归方法可能变得不可靠,因为可能的交互和叠加。请方法适合定量测量在化学分析应用于光谱数据(13),计算的API在准备解决方案或直接在商业药物(14),量化nimesulide的赋形剂和商业样品(26,定量测定阿司匹林和对乙酰氨基酚片(27]。请模型显示较低的预测误差使用lv = 1时,表明只有一个样品光谱变异被发现,与对乙酰氨基酚浓度的变化,因为大多数药品由几个api和大量的添加剂(27]。自拉曼带的强度与分子的极化率的变化相关联的示例中,这在调查相关结果制药材料因为api通常含有芳香共轭体系显示出强劲的拉曼转换,相比之下,辅料一般较弱的拉曼散射由于缺乏在大多数公式[C债券27]。
根据PAT指南,提高过程质量,安全,和/或效率可以改变取决于产品和这些变化来自预防排斥等因素,处理,和再加工的产品;进行实时分析的可能性减少或没有样品制备(17,34),从而减少人为错误,提高操作员的安全,没有对环境风险(5,18,19]。RS /请模型能够解决这些因素,因为每个样品辐照迅速和直接使用光学探针检查,事先准备,在实时,导致人为错误最小化。

表4
RS /请和NIRS值用于计算对乙酰氨基酚的浓度在六个商业药物和每个方法的错误。

4所示。结论

这项研究表明近红外的有效性色散与光纤拉曼光谱探针定量法,线性度高、选择性< 2.5%,精密度< 5%,准确度< 3%,回收率值< 5%和9月1.19毫克/毫升(0.6%)的量化赋形剂的对乙酰氨基酚稀释。API在商业的量化公式,模型显示浓度值近200毫克/毫升,用不到2.5%的错误标记浓度相比,同时,通过检测方法,发现3.7%的错误。这些结果表明,RS /请与光纤探针可以替代产品的质量控制检测方法在研究中,在保持安全性和有效性。

确认

诉关系时g·博里奥斗篷/ PROSUP感谢主奖学金。l .对峙jr .)和r·a·尼克洛谢谢CNPq生产力奖学金(过程没有。分别305610/2008-2和314455/2009-4)。h . p . m . de Oliveira谢谢FAPESP(2006/56701-3)和必须占州政府CNPq(479655/2008-1)财政支持。