Современный центр контроля качества лекарств: каким он должен быть?

Для проверки качества препаратов испытательные центры или центры контроля качества лекарственных средств (ЦККЛС) должны обладать необходимым арсеналом аналитического оборудования. В статье даны рекомендации по выбору аппара­туры, оцениваются сильные и слабые стороны представленных на рынке приборов и лабораторных материалов, представлена основная номенклатура оборудования ЦККЛС.

Вопросы организации микробиологической лаборатории, оборудование для испытания на бактериальные эндотоксины, организация деятельности ЦККЛС, система менеджмента качества будут представлены в следующих публикациях.

Инфракрасная спектроскопия

Инфракрасная (ИК) спектроскопия в средней области (от 4000 до 400 см-1) в настоящее время является методом номер один для установления подлинности фармацевтических субстанций. Он может применяться и в отношении лекарственных препаратов (т. е. дозированных лекарственных средств, готовых к применению), однако современный фармакопейный анализ предполагает в таком случае предварительное извлечение действующего вещества из лекарственной формы. (Есть исследования, которые демонстрируют возможность прямого получения ИК-спектров препаратов при относительно высоком содержа­нии основного вещества в препарате.)

Метод ИК-спектроскопии является фармакопейным.

Современный ИК-спектрометр обычно работает по принципу преобразования Фурье, т. е. использует интерферометр, что выгодно отличает его от дисперсионных приборов.

Также следует отметить, что современный ИК-спектрометр — прибор с большими возможностями, не все из которых требуются при проведении рутинного контроля качества ЛС. Поэтому при приобретении такого прибора для ЦККЛС необходимо выбирать набор приспособлений, приставок и программного обеспечения к основному прибору, который будет реально востребован.

В подавляющем большинстве случае для получения ИК-спектров используют два способа:

* прессование таблеток с бромидом калия (основной вариант);

• получение суспензии в вазелиновом масле.

Для получения таблеток необходимы:

• специальный пресс с пресс-формами и другими приспособлениями;

• спектроскопически чистый бромид калия (KBr для ИК-спектроскопии);

• соответствующие держатели в кюветном отделении прибора.

Для получения суспензии в вазелиновом масле необходимы:

• ступка, не содержащая пор (например, агатовая) с таким же пестиком (поры накапливают влагу, попадания которой в образец необходимо избегать);

• спектроскопически чистое минеральное (вазелиновое) масло (масло для ИК-спектроскопии);

• стекла из бромида калия или другого материала, прозрачного в рабочем диапазоне ИК-спектра (суспензия помещается между стеклами);

• соответствующие держатели в кюветном отделении прибора. При получении ИК-спектров жидких веществ могут подойти стекла из бромида калия, которые используются и для сканирования спектров суспензий.

Естественно, что различные фирмы-производители конструктивно могут реализовывать получение спектров разными способами, о чем необходимо консультироваться, приобретая прибор.

Следует также учесть, что могут оказаться востребованными и другие варианты пробоподготовки, предусмотренные ОФС. Их также следует обсудить с поставщиком при покупке прибора.

Спектроскопия в ближней инфракрасной области (БИК)

БИК-спектроскопия уже вошла в зарубежные фармакопеи. Однако в настоящее время используется данный метод пока еще относительно редко: в Европейской и Британской фармакопеях предусмотрены испытания на содержание воды в препаратах крови. Тем не менее ряд исследований демонстрирует широкие возможности БИК-спектроскопии в отношении установления подлинности фармацевтических субстанций и лекарственных препаратов. Более того, в ряде случаев при соответствующей калибровке методик возможно также и установление происхождения (производителя) ЛС.

Одним из основных преимуществ данного метода является практически отсутствующая пробоподготовка. Более того, в ряде случаев субстанции и препараты можно сканировать через упаковку.

Достаточным диапазоном сканирования БИК-спектрометра можно признать область от 12 000 до 4000 см-1, в которую попадают комбинационные полосы, первые, вторые и третьи обертоны. При этом в рутинном анализе часто ограничиваются диапазоном 10 000-4000 см-1, поскольку область третьих обертонов (более 9500 см-1) проявляется на спектре в виде очень слабых полос или не проявляется вовсе.

Для получения БИК-спектров используют три основных способа, которые необходимо учесть при покупке прибора:

• спектры пропускания, получаемые в кюветном отделении;

• спектры диффузного отражения, получаемые с использованием интегрирующей сферы;

• спектры диффузного отражения, получаемые с использованием оптоволоконного датчика.

Как и любой современный прибор, БИК-спектрометр может быть оснащен большим количеством дополнительных опций, которые, естественно, увеличивают его стоимость.

Спектрофотометрия в ультрафиолетовой (УФ) и видимой областях спектра

Метод применяется во всех областях фармакопейного анализа: подлинность, чистота, количественное определение. Наличие данного прибора в современном ЦККЛС абсолютно не­обходимо.

При его приобретении необходимо учесть текущие потребности контроля качества. В основном это касается покупки тех или иных модулей программного обеспечения (если они продаются раздельно), позволяющих управлять прибором и обрабатывать спектры. Что же касается дополнительных приспособлений, в подавляющем большинстве случаев достаточно наличия пары кварцевых кювет.

Диапазон сканирования спектрофотометров подавляющего большинства производителей покрывает рабочую УФ-область (190-400 нм), видимую область (400-760 нм) и иногда захватывает ближний ИК-диапазон вплоть до 1100 нм, хотя последнее, в общем, является избыточным с точки зрения фармакопейного анализа.

Пробоподготовка при проведении анализа методом УФ-спектрофото-метрии предполагает использование растворителей соответствующего качества: они должны быть прозрачны в выбранном рабочем диапазоне. Производители выпускают специальные растворители качества для УФ-спектрофотометрии. Оборудование для пробоподготовки представлено обычной химической посудой (в т. ч. мерной).

Хроматография

В настоящее время в фармакопейном анализе применяются три основных хроматографических метода:

• высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ);

• газо-жидкостная хроматография (ГЖХ);

• тонкослойная хроматография (ТСХ).

В фармакопеях описаны и другие варианты хроматографирования. Например, бумажная хроматография, которая на практике почти не применяется. Другой вариант — суперкритическая флюидная хроматография, в которой подвижной фазой служит жидкий оксид углерода IV (углекислый газ). Последний вариант имеет некоторые преимущества перед классической жидкостной хроматографией при анализе ряда соединений, однако в настоящее время широкого применения еще не получил, поэтому закупка соответствующего оборудования для регулярного использования в ЦККЛС пока может оказаться экономически нецелесообразной.

В современном фармакопейном анализе ВЭЖХ и ГЖХ применяются по всем трем направлениям — подлинность, чистота, количественное определение. ТСХ, несмотря на возможность использования в количественном анализе (например, денситометрическое сканирование пластин), в настоящее время находит применение только для установления подлинности и анализа чистоты.

При анализе подавляющего большинства ЛС (и субстанций, и препаратов) используется метод жидкостной хроматографии. Поэтому современный ЦККЛС принципиально не может обойтись без жидкостного хроматографа. Далее мы укажем основные моменты, которые необходимо учесть при оснащении такого испытательного центра данным прибором.

Насосы. Большая часть анализов методом ВЭЖХ выполняется в изократическом режиме, в котором для подачи элюента достаточно одного насоса. Подвижная фаза при этом готовится путем предварительного смешивания растворителей с растворенными в них веществами. Однако довольно часто (особенно при анализе сложных смесей, в т. ч. при анализе чистоты) применяется градиентный вариант элюирования. В этом случае состав подвижной фазы меняется во времени по заданной программе. Достичь этого можно только при использовании хроматографа, способного подавать одновременно два и более растворителей. Обычно такая задача решается путем использования, соответственно, двух или более насосов, хотя существуют и другие конструктивные решения. Так или иначе, обязательно необходимо предусмотреть прибор, способный подавать растворители минимум из двух отдельных емкостей.

Система ввода образца. При не­большом количестве анализов достаточно ручного ввода проб с использованием инжектора. Набор петель для инжектора должен включать в себя стандартную петлю 20 мкл, а также 10 мкл, 50 мкл, 100 мкл и 200 мкл. Можно использовать также и петли большего объема — 500 мкл и 1000 мкл, но в фармакопейном анализе применяются они крайне редко.

Если в ЦККЛС предполагается проводить массовый рутинный анализ, необходимо оснастить жидкостный хроматограф автосэмплером. Система ввода образца в данном случае должна предусматривать возможность дозирования проб объемами от 10 до 200 мкл.

Детектор. Жидкостный хроматограф стандартно должен быть оснащен спектрофотометрическим детектором, работающим в УФ- и видимой областях спектра. Наличие такого детектора обеспечит возможность проведения подавляющего числа анализов ЛС. Можно предусмотреть использование его более «продвинутого» аналога — диодно-матричного детектора (ДМД), позволяющего проводить детектирование при нескольких длинах волн одновременно или даже получать УФ-спектр без остановки потока. В настоящее время использование ДМД пока еще не требуется имеющейся нормативной документацией (НД) на ЛС, однако при наличии соответствующих финансовых возможностей можно оснастить жидкостный хроматограф таким детектором. Это же относится и к принципиально другим вариантам детектирования: рефрактометрическому, флуориметрическому, электрохимическому и масс-спектрометрическому. Последний способ детектирования является особенно дорогостоящим и в настоящее время не используется для рутинного фармакопейного анализа.

Термостат. В жидкостном хроматографе обязательно должен иметься модуль термостатирования колонок, способный поддерживать температуру от 20 до 80 °С. В НД на лекарственные средства довольно часто указаны условия хроматографирования при повышенной температуре (чаще в пределах от 30 до 70 °С), поскольку при этом увеличивается эффективность хроматографического процесса.

Хроматографические колонки. При планировании оснащения жидкостного хроматографа обязательно следует предусмотреть наличие коллекции хроматографических колонок. Конечно, можно воспользоваться, например, имеющимся весьма обширным списком из Фармакопеи США, однако такой подход может оказаться весьма дорогостоящим. Поэтому первоначально можно приобрести минимальный набор колонок, который будет обеспечивать проведение большинства анализов. При этом можно руководствоваться следующими принципами.

Колонки должны содержать следующий минимальный набор сорбентов:

• октадецилсилан (C18) (наиболее широко применяемый сорбент)*;

• силикагель;

• октилсилан (C8);

• модифицированный силикагель с фенильными группами (C6H5);

• модифицированный силикагель с нитрильными группами (CN);

• модифицированный силикагель с аминогруппами (NH2).

При этом желательно, чтобы обращенно-фазовые сорбенты были «эндкэппированными», т. е. с блокированными остаточными силанольными группами.

Колонки (в идеале с каждым сорбентом) должны быть следующих размеров (длина и внутренний диаметр в мм):

• 250 х 4,6;

• 150 х 4,6;

• 250 х 4,0;

• 150 х 4,0;

• 250 х 3,0;

• 150 х 3,0.

Размер частиц сорбента — 3; 5 и 10 мкм.

Что касается марки сорбента (производителя колонки), то обычно в НД допускается использовать любую аналогичную колонку. И если методика должным образом валидирована, то это действительно возможно. Если же нет, то для выполнения определенных испытаний отдельно придется приобретать (или брать в аренду) колонку конкретного наименования.

Для защиты аналитической колонки следует предусмотреть использование предколонок, которые могут являться укороченными версиями основных колонок или представлять собой систему сменных картриджей (более или менее универсальных).

Система сбора и обработки данных. Естественно, как и практически любой современный прибор, жидкостный хроматограф оснащается соответствующим программным обеспечением. Вариант его поставки должен соответствовать требованиям фармакопейного анализа.

ГЖХ

Растворители. Желательно, чтобы используемые растворители имели маркировку «для жидкостной хроматографии». В ряде случаев могут быть дополнительные указания (например, «для градиентного элюирования»). В принципе это касается и воды, хотя последнюю можно получать и методами бидистилляции или ионного обмена. Для фильтрования растворителей и растворов используют соответствующие устройства (колбы и насосы) с фильтрами с размером пор 0,45 мкм (обычно).

Система ввода образца. Следует предусмотреть наличие ввода жидких образцов (вручную или с использованием автосэмплера) в испаритель, а также парофазный пробоотборник с возможностью работы в режиме автосэмплера.

Делитель потока. Современный газовый хроматограф снабжается делителем потока для возможности ввода малых количеств образца в основной поток. Обычно предусматривается как настройка деления потока, так и его полное отключение.

Колонка. Производители оборудования обычно предлагают набор капиллярных колонок, позволяющих проводить анализы летучих лекарственных веществ и остаточных органических растворителей. Насадочные колонки в настоящее время используют реже.

Детектор. Подавляющее большинство анализов лекарственных средств проводят с использованием пламенно-ионизационного детектора. Для его функционирования необходим водород, в котором происходит сгорание пробы. Поэтому прибор оснащают также генератором чистого водорода.

Приобретать другие детекторы (например, по теплопроводности -катарометр) стоит только по мере необходимости.

Газ-носитель. Обычно предусматривают использование азота в качестве газа-носителя. Для этой цели могут применяться газовые баллоны или генераторы азота, вырабатывающие его из воздуха.

Регистрация и обработка хроматограмм, так же, как и в случае с жидкостным хроматографом, проводятся с использованием соответствующего программного обеспечения.

ТСХ

Хроматографическая камера

150 х 120 х 80 мм используется для пластин 10 х 10 см, камера 190 х 195 х х 65 мм может использоваться как для пластин 10 х 10 см, так и 10 х 15 см.

Хроматографические пластины.

В настоящее время в имеющейся НД на лекарственные средства можно встретить ссылки на пластины зарубежного производства (Merck) и на отечественные пластины («Сорбфил»). В лаборатории должен быть предусмотрен набор и тех и других.

В основном используют хроматографирование на силикагеле. Обращено-фазовые сорбенты используются существенно реже. Также довольно часто требуется проводить детектирование пятен анализируемых соединений в УФ-свете. Для этого необходимо использовать пластины с люминоформным содержимым.

Если говорить о пластинах «Сорбфил» (ТУ 26-11-17-89, ЗАО «Сорбполимер», г. Краснодар), то они выпускаются как с УФ-индикатором (ПТСХ-АФ-В-УФ (высокоэффективные с подложкой из алюминиевой фольги) или ПТСХ-П-В-УФ (высокоэффективные с полимерной подложкой) размером 10 х 10 см или 10 х 15 см), так и без УФ-индикатора (ПТСХ-АФ-В и ПТСХ-П-В).

УФ-детектор. Для детектирования пятен в УФ-свете используют соответствующие УФ-облучатели или УФ-камеры. Необходимо предусмотреть возможность работы таких детекторов при двух длинах волн: 254 нм (основная) и 365 нм (дополнительная).

Дополнительное оснащение может включать в себя устройства для нанесения проб (микрошприц, автосэмплер), устройство для сушки пластин, устройства для обработки пластин реагентами и др.

Атомно-эмиссионная и атомно-абсорбционная спектрометрия

Уже сейчас в Европейской фармакопее можно встретить соответствующие методики. Например, метод атомной эмиссии применяется для определения примесей металлов: бария в кальция лактате, калия в натрия хлориде, бария и серебра в карбоплатине и др. Метод атомной абсорбции также используется для определения примесей металлов, например: серебро в цисплатине, магний в кальция ацетате, железо и медь в аскорбиновой кислоте и др.

Поэтому наличие данных приборов в ЦККЛС в ближайшее время может стать обязательным.

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР)

Соответствующее оборудование является достаточно дорогостоящим, однако уже сейчас в Европейской фармакопее описано применение данного метода для установления подлинности ряда лекарственных веществ: тобрамицин, бузерелин, гозерелин, низкомолекулярный гепарин и др.

В настоящее время не стоит признавать наличие ЯМР спектрометра обязательным в ЦККЛС, но в будущем ситуация наверняка изменится.

Капиллярный электрофорез

Данный метод также нечасто встречается в НД на лекарственные средства. В Европейской фармакопее он используется, например, для анализа глутатиона и левокабастина гидрохлорида на посторонние примеси, соматотропина (подлинность). Учитывая то, что капиллярный электрофорез активно развивается, можно предположить его широкое распространение в будущем в области фармакопейного анализа. Однако в настоящее время наличие соответствующего оборудования в ЦККЛС необязательно.

Тест «Растворение»

Данное испытание описано в ОФС

Для контроля высвобождения действующего вещества из твердых дозированных лекарственных форм в ЦККЛС обычно предусматривают прибор, который позволяет проводить испытания с использованием лопастной мешалки и вращающейся корзинки. В большинстве случаев его достаточно. Однако в ряде НД может быть предусмотрено использование других типов приборов (например, проточной ячейки). В этом случае потребуется приобретение дополнительного оборудования.

Другое оборудование


Естественно, что потребуются и другие материалы и оборудование.

Ниже приведен список всего самого необходимого для современного ЦККЛС.

1. Аналитические весы (обязательно до четвертого, желательно — до пятого знака).

2. pH-метр, позволяющий проводить измерения с точностью ± 0,01 единицы pH и контролировать при этом температуру раствора.

3. Титраторы с потенциометрическим определением конечной точки титрования (общего назначения и для определения воды по Карлу Фишеру).

4. Вискозиметр.

5. Прибор для определения температуры плавления и кипения.

6. Пикнометры и ареометры.

7. Осмометр.

8. Поляриметр.

9. Рефрактометр.

10. Флуориметр (опционально).

11. Иономер с ионселективными электродами.

12. Аппарат Кьельдаля.

13. Тестер времени полной деформации суппозиториев.

14. Тестер определения температуры плавления суппозиториев.

15. Тестер прочности суппозиториев (опционально).

16. Оборудование для ситового анализа (встряхиватель с комплектом сит).

17. Микроскоп с микрометром.

18. Счетчик частиц в инфузионных и инъекционных растворах (испытание на механические включения).

19. Прибор для определения распадаемости таблеток («качающаяся корзинка»).

20. Муфельная печь.

21. Вакуум-сушильный шкаф.

22. Роторный испаритель.

23. Песчаная и водяная бани.

24. Плита нагревательная.

25. Различные устройства для перемешивания проб.

26. Дистиллятор.

27. Бидистиллятор.

28. Фармацевтический холодильник с морозильником.

29. Ультразвуковая баня.

30. Лабораторная центрифуга.

31. Устройство для получения деионизованной воды.

32. Эксикаторы.

33. Лабораторная посуда.

34. Химические реактивы.

35. Лабораторная мебель.

Безусловно, очень важными вопросами являются планирование закупки оборудования, его установка и поверка. И в любом случае функционирование ЦККЛС возможно только при наличии квалифицированного персонала.

Об авторе Зубарь Руслан

Здравствуйте! Я родился и живу в Украине, Харьков. Увлекаюсь экстремальными видами спорта, пилотированием самолётов Bristell.
Запись опубликована в рубрике Лабораторное оборудование. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s