ИК-Фурье спектроскопия традиционно использовалась в соответствии с надлежащей производственной практикой (GMP) в качестве инструмента для идентификации компенсируемых химических веществ и для подтверждения химической структуры в заявках на исследование нового лекарственного средства. ИК-Фурье спектроскопия также может использоваться для множества других установленных действий соответствия GMP. К ним относятся идентификация фармацевтического сырья (например, активных фармацевтических ингредиентов, эксципиентов и растворителей), лекарственных препаратов и упаковки (например, бутылок, крышек и вкладышей крышек), подтверждение химической структуры и идентификация посторонних или твердых частиц. В рамках лабораторных исследований ИК-Фурье спектроскопия может не только легко идентифицировать образец чистого компонента, но и химический состав жидких и твердых смесей.

Виды идентификаций

Существует пять особенно важных применений ИК-Фурье спектроскопии для соответствия деятельности. К ним относятся:

  • Идентификация сырья;
  • Идентификация подозрительных поддельных образцов;
  • Идентификация посторонних веществ;
  • Подтверждение химической структуры;
  • Идентификация активных фармацевтических ингредиентов (АФИ) в лекарственных препаратах.

Идентификация сырья

С точки зрения соответствия, наиболее распространенное использование ИК-Фурье спектроскопии в фармацевтической промышленности – это идентификация сырья. Это приложение полезно для химических веществ и других материалов, таких как упаковочные компоненты (см. Рисунок 1).

Одним из самых сильных его атрибутов является его химическая и физическая специфика – способность различать не только химически различное сырье, но и один и тот же химикат в различных твердотельных формах. На Рисунке 2 представлены ИК спектры ангидрида глюкозы и моногидрата глюкозы в спектральной области 4000 и 675 см-1, которые четко различают ангидрид глюкозы и моногидрат глюкозы.

Следовательно, ИК-Фурье спектроскопия может даже использоваться для идентификации различных кристаллических форм одного и того же химического объекта.

Рисунок 1. ИК спектры компонентов упаковки (крышка бутылки – синий и бутылка -темно синий) и соответствующие эталонные спектры (полипропилен – красный и полиэтилен – фиолетовый).

Идентификация подозрительных поддельных образцов

Другим применением ИК-Фурье спектроскопии в соответствии с требованиями является ее использование для выявления подозрительных поддельных образцов. В этой заявке спектры подозреваемых поддельных образцов собираются и ищутся по электронным спектральным библиотекам. Эти спектральные библиотеки могут быть либо коммерчески доступными, либо проприетарными спектральными библиотеками, разработанными испытательной лабораторией. Коммерческие спектральные библиотеки содержат эталонные спектры для большого количества различных соединений. Эти библиотеки являются очень полезным ресурсом для быстрого определения поддельных образцов, а также для определения неизвестных материалов, таких как посторонние вещества. В последнее время наблюдается наличие контрафактных ингредиентов в потребительских товарах. Было обнаружено, что гораздо менее дорогой диэтиленгликоль (или этиленгликоль) используется вместо глицерина в определенных зубных пастах и сиропах от кашля.

Этиленгликоль и диэтиленгликоль токсичны для людей и животных и могут вызвать фатальную почечную недостаточность. Учитывая его токсичность, диэтиленгликоль не разрешен в пищевых продуктах и лекарственных препаратах.

ИК-Фурье спектроскопия может быть использована для того, чтобы легко отличить глицерин от диэтиленгликоля. На рисунке 3 показаны ИК спектры глицерина, диэтиленгликоля и этиленгликоля. В спектральной области между 4000 и 675 см-1 четко различают глицерин, диэтиленгликоль и этиленгликоль.

Идентификация посторонних веществ

Идентификация посторонних веществ в исследованиях АФИ, наполнителей или готовых лекарственных препаратов, является очень важным соответствием и нормативный аспект фармацевтической промышленности. Исследование требуется, когда качество продукта может быть понижается в результате наличия посторонних веществ. Любое постороннее вещество, которое не может быть визуально идентифицировано, отправляется для лабораторного анализа и идентификации. Потенциальные источники органических посторонних веществ могут включать латекс, гофрирование, пластик, эластомеры, включая резину, смазочные материалы и синтетические или натуральные волокна.

Метод ИК-Фурье спектроскопии для идентификации органических посторонних веществ включает сравнение спектра образца с эталонным спектром (подлинного материала или спектра из коммерческой библиотеки или собственных спектральных библиотек, разработанных испытательной лабораторией).

Подтверждение химической структуры

Один из важных шагов в структурном выяснении АФИ, которые включены в нормативные документы, включает использование ИК-Фурье спектроскопии для определения соответствия химической функциональности предлагаемой структуры. Эта заявка определяет, соответствует ли предложенная химическая структура ИК спектру образца.

Этот процесс, однако, отличается от классической интерпретации ИК спектров для идентификации образца с неизвестной химической структурой. В эпоследнем случае ИК спектр образца используется в качестве отправной точки, и его исследуют, чтобы получить подсказки относительно функциональной группы, присутствующей в химической структуре образца.

Следующие шаги необходимы для подтверждения химической структуры с помощью ИК-Фурье спектроскопии:

  • Определить все уникальные химические функциональные группы в предлагаемой химической структуре
  • Получить качественный ИК спектр вещества с высоким разрешением
  • Перечислите ожидаемые области поглощения и тип ИК поглощения уникальных функциональных групп, перечисленных в шаге 1, используя соответствующие таблицы корреляции из справочников или ИК спектры модельных (химически родственные) соединений
  • Перечислите предложенные функциональные группы и назначенные функциональные группы в предложенной химической структуре. Все назначенные функциональные группы из ИК спектра должны соответствовать функциональным группам предлагаемой структуры.

Идентификация АФИ в лекарственных препаратах

Одним из важных мероприятий по соблюдению GMP в фармацевтической промышленности является идентификация лекарственных препаратов. Для этого в аналитических лабораториях проводится тестирование для определения наличия или отсутствия АФИ в лекарственных препаратах или плацебо на различных этапах клинических испытаний и поступающих в продажу продуктов. Кроме того, идентификация лекарственных препаратов выполняется регулярно после получения или отправки материалов между фармацевтическими предприятиями в рамках тестирования соответствия GMP.

Быстрый метод аналитической химической идентификации лекарственных препаратов становится важным для фармацевтической промышленности. Аналитические методы, наиболее часто используемые для идентификации АФИ в лекарственных продуктах, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография и тонкослойная хроматография по времени анализа АФИ значительно уступают ИК-Фурье спектроскопии.

В ИК-Фурье спектроскопии идентификация выполняется путем выявления наличия уникальных полос (пиков) АФИ в спектре лекарственного препарата, который демонстрирует специфичность и является процедурой для идентификации АФИ в лекарственном препарате. Минимум один уникальный пик АФИ, без какого-либо вмешательства со стороны матрицы эксципиента, необходим для целей идентификации. Аналитические процедуры идентификации разрабатываются для идентификации АФИ в лекарственных препаратах путем установления «специфичности» в соответствии с регламентными документами. Специфичность является единственным параметром, который должен оцениваться для валидации процедур идентификации.

На Рисунке 4 показаны ИК спектры лекарственного продукта, плацебо, разностный спектр лекарственного продукта и плацебо и АФИ. Характерные пики АФИ легко идентифицировать с помощью соответствующих ИК спектров.

Резюме

ИК-Фурье спектроскопия является очень полезным инструментом для ряда приложений в  соответствии с GMP. Некоторые из них недавно стали особенно актуальными, такие как обнаружение контрафактных или загрязненных материалов и идентификация неизвестных посторонних веществ. Специалисты должны знать о различных применениях ИК-Фурье спектроскопии и правильном использовании этой методологии.

Рисунок 2. ИК спектры ангидрида глюкозы (красный) и моногидрата глюкозы (синий).

Рисунок 3. ИК спектры глицерина (красный), диэтиленгликоля (зеленый) и этиленгликоля (синий).

Рисунок 4. ИК спектры лекарственного препарата (синий), плацебо (голубой), лекарственного препарата минус плацебо (зеленый) и АФИ (красный).

По вопросам приобретения ИК спектрометров – обращайтесь к официальному представителю Брукер Оптикс в Украине – компании Текса!