Аттестация фармацевтических стандартных образцов предприятия (СОП)

08 Фев 2019

HPLC_column_seletc.png

Содержание

Когда применяются СО предприятия?

Стандартные образцы используются при анализе большинства лекарственных средств

В качестве СО при анализе фарм. субстанций следует использовать фармакопейные стандартные образцы, аттестованные уполномоченным фармакопейным органом

ОФС.1.1.0006.15 “Фармацевтические субстанции”, ГФ XIV

На практике, т.к. отечественных фармакопейных СО пока нет, используются стандартные образцы европейской (EP) и американской (USP) фармакопей.

Для некоторых субстанций стандартных образцов, аттестованных уполномоченным фармакопейным органом, просто не существует. Например, если предприятие выпускает новую или редкую субстанцию.

В этом случае предприятия-производители разрабатывают и аттестуют собственные первичные СО, в форме стандартного образца предприятия (СОП):

При их [CО, аттестованных уполномоченным фармакопейным органом] отсутствии для идентификации и оценки содержания действующего вещества должны использоваться первичные стандартные образцы

ОФС.1.1.0006.15 “Фармацевтические субстанции”

В ГФ XIV вошла новая фармакопейная статья, посвященная разработке и аттестации стандартных образцов: ОФС.1.1.0007.18 "Стандартные образцы".

Подробно о стандартных образцах
первичные и вторичные СО, RM, CRM, ГСО, международные СО, СО предприятия, фармацевтические СО

Предприятия так же могут использовать вторичные СО предприятия в рутинном анализе, для снижения расхода дорогостоящих фармакопейных СО.

СО для качественного анализа

Назначение CО для качественного анализа

СО основного вещества применяются:

  • при подтверждении подлинности фарм. субстанций как образец сравнения (ВЭЖХ, ИК, УФ)
    rm_1.png
  • при определении подлинности действующего вещества в препарате (ВЭЖХ)

СО примесей применяются (ВЭЖХ):

  • для проверки разрешающей способности хроматографической системы (разрешения) при анализе субстанций и препаратов
    rm_1.png
  • для подтверждения селективности методики при валидации
  • для идентификация примесей в субстанции и препарате (по времени удерживания)
    rm_1.png

Установление аттестованного значения для первичных СО

Аттестуемый показатель СО для качественного анализа - подлинность (структура)

Для аттестации подлинности (структуры) первичного (primary) стандартного образца должны применяться первичные аналитические методы: спектроскопия ЯМР и масс-спектрометрия.

Масс-спектрометрия

Для анализа органических соединений применяют масс-спектрометры, работающие совместно с газовым или жидкостным хроматографом. Выбор между газовой и жидкостной хромато-масс-спектрометрией определяется свойствами соединения.

Нелетучие и термически-нестабильные соединения анализируют методом жидкостной хромато-масс-спеткрометрии:

6550.jpgЖидкостной квадруполь-времяпролетный масс-спектрометр Agilent 6550, совмещенный с ВЭЖХ Agilent 1260

Записывают хроматограмму и снимают масс-спектр пика основного вещества:

Масс-спектр пика основного вещества

Ионизация в современных жидкостных масс-спектрометрах чаще всего проводится методом электроспрея (ESI). Это "щадящая" ионизация и обычно самый интенсивный пик на масс-спектре соответствен молекулярному иону. Т.е. по масс-спектру в первую очередь устанавливают молекулярную массу соединения, что позволяет подтвердить брутто-формулу.

Из масс-спектра видно, что молекулярный ион имеет отношение массы к заряду m/z = 199.11904 (M+H)+, что соответствует брутто-формуле соединения С8N4O2H14

Летучие и термически-стабильные соединения анализируют методом газовой хромато-масс-спектрометрии:

6550.jpgГазовый хромато-масс-спектрометр Shimadzu QP-2020

Ионизация в ГХ-МС в основном осуществляется электронным ударом (EI) - образуются положительно заряженные ионы. Т.к. энергия ионизации высокая (обычно 70 eV), то многие органические соединения под действием электронного пучка просто "разваливаются", т.е. на масс-спектре молекулярный ион не всегда самый интенсивный.

Масс-спектр, полученный на ГХ-МС (ионизация электронным ударом)

Идентификация может быть проведена по совпадению масс-спектра с "библиотечным" масс-спектром, содержащихся в базах спектральных данных - Wiley или NIST.

Библиотечный масс-спектр тетраметил-гликолурила (база NITS 14)

ЯМР-спектроскопия

Спектроскопия ЯМР - основной метод подтверждения (установления) структуры соединений. Исследование обычно начинают с 1H-спектров.

1H-ЯМР-спектр тетраметилгликолурила

На спектре наблюдается два синглетных сигнала протонов. Синглет при 2.82 ppm интегральной интенсивностью 12H соответствует 12 эквивалентным протонам четырех -CH3 групп. Синглет при 5.09 ppm интегральной интенсивностью 2H соответствен 2-м эквивалентным протонам "мостиковых" -CH групп.

13С-ЯМР-спектр тетраметилгликолурила

На 13С спектре наблюдается три сигнала. Сигнал при 29.79 ppm соответствует атомам углерода CH3-групп. Сигнал с большим хим. сдвигом - 72.77 ppm соответствует третичным атомам углерода мостиковых CH-групп. Сигнал в области 160 ppm соответствует атомам углерода, связанными с кислородом.

Для сложных соединений не всегда удается полностью "расшифровать" ЯМР-спектр. Однако, связка "ЯМР + масс-спектрометрия" считается золотым стандартом для установления структуры органических соединений.

Дополнительные показатели

Аттестовать образцы для качественного анализа (идентификации) по показателю "массовая доля основного вещества" не требуется. Однако, в качестве дополнительных показателей часто приводят:

  • хроматографическую чистоту
  • потерю массы при высушивании (влажность)

Дополнительным подтверждением брутто-формулы может служить элементный анализ (массовая доля C,H,N,S), однако на практике (при наличии ЯМР и масс-спектрометрии), по нашему мнению большого смысла делать CHNS-анализ не имеет.

Пример спецификации

Установление аттестованного значения для вторичных СО

Подтверждение структуры вторичного (secondary) СО для качественного анализа проводят:

  • по совпадению ИК-спектра с ИК-спектром первичного СО
  • по совпадению времени удерживания на хроматограмме с временем удерживания первичного СО

Пример спецификации

СО основного вещества для количественного анализа

СО основного вещества для количественного анализа применяется:

  • для приготовления раствора сравнения при количественном определении действующего вещества в препарате
    rm_1.png
  • для оценки правильности и линейности при валидации методики
  • при контроле качества результатов анализа

Установление аттестованного значения для первичных СО

Аттестованных характеристики две - массовая доля основного вещества (МДОВ) и подлинность (структура).

Для первичных СО оба показателя должны устанавливаться первичными методам. Установление подлинности обсуждали в разделе про СО для качественно анализа.

К определению МДОВ в "СО для количественного определения" предъявляются особые требования. Считается необходимым подтвердить значение МДОВ как минимум двумя независимыми методами:

  • Прямым титриметрическим методом (анализ должен проводиться по валидированной методике)
  • Методом "баланса масс"

Для определения МДОВ методом "баланса масс":

  1. Проводят количественное определение примесей
    Подразумевается, что определяют на просто "хроматографичесую частоту" на первой попавшейся ВЭЖХ-колонке, а проводят именно количественное определение примесей по методике, валидированной для данной субстанции (если требуется, с учетом относительных коэффициентов чувствительности)
  2. Определяют потерю массы при высушивании (вода и органические растворители)
    Если вещество нельзя нагревать - то определяют воду по Фишеру и остаточные методом ГХ. Остаточные растворители так же определяют отдельно и включают в расчет, если они не удаляются при 105оС или их содержание велико.
  3. Оценивают содержание неорганических примесей (как правило, в виде сульфатной золы)
    В расчетах это значение как правило не учитывают.
  4. Рассчитывают содержание основного вещества
    100% - сумма примесей - потеря массы при высушивании

Значение МДОВ, полученное прямым титриметрическим методом должно быть близко к значению, полученному методом "баланса масс".

Пример спецификации

Дополнительное подтверждение чистоты

В качестве дополнительного подтверждения чистоты используют элементный (CHNS)-анализ, дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК) и косвенно ЯМР.

CHNS-анализ
Существуют подход к расчету чистоту органических соединения по данным элементного анализа [Ревельский И.А. и др. Определение основного компонента в высокочистых химических веществах состояние вопроса и перспективы, Журн. аналит. хим., 2009, т. 64, № 9]. Однако, этот подход применим для высокочистых веществ, не содержащих примесей с теми же элементами, что и основное вещество. Для органических соединений и фарм. субстанций элементный анализ является скорее косвенным подтверждением структуры.

Дифференциальная сканирующая калориметрия
Если соединение и его примеси плавиться без разложения, описан подход к определению мольной доли примесей по ДСК-пику плавления [ASTM E928, USP <891>, ОФС 1.2.1.0027.18 "Термический анализ"]. Метод применим для ограниченного класса соединений.

Оценка наличия примесей по 1H-ЯМР спектру
При достаточно высоком содержании примесей (~ от 1 до 10%) они могут проявляться на 1H-ЯМР спектре в виде дополнительных пиков, не свойственных основному веществу.

Результаты оценки чистоты методом CHNS-анализа, ДСК и ЯМР являются дополнительным косвенным подтверждением, и не используются в расчетах.

СО примесей

Для проверки разрешающей способности хроматографической системы достаточно использовать СО примеси для качественного анализа (без установления массовой доли основного вещества).

Если примесь не может быть получена в достаточном количестве, возможны следующие варианты:
- подготовка стандартного образца, содержащего смесь основного соединения(ий) и примеси или примесей;
- подготовка стандартного образца, содержащего смесь указанных примесей.

ОФС.1.1.0007.18 “Стандартные образцы”, ГФ XIV

Для СО примесей для количественного анализа определяют структуру (подлинность) и массовую долю основного вещества (МДОВ). Требования к чистоте СО примесей ниже, чем для основного вещества:

При количественном содержании основного вещества от 95 % и выше его принимают за 100 %. При содержании основного вещества менее 95 % в расчетах необходимо учитывать значение фактического содержания.

ОФС.1.1.0007.18 “Стандартные образцы”, ГФ XIV

Оценивание неопределенности аттестованного значения

Результаты определения аттестованного значения массовой доли основного вещества желательно представлять в виде:

(X ± U)%, где U - расширенная неопределенность результата измерений

Пример паспорта стандартного образца (CRM): массовая доля основного вещества (99,2±0,2)%

Существует два подхода к оценке неопределенности:

  • На основе показателей прецизионности и правильности
    согласно ИСО 21748 "Руководство по использованию оценок повторяемости, воспроизводимости и правильности при оценке неопределенности измерений"
  • Оценка неопределенности по составляющим
    согласно руководству ЕВРАХИМ-СИТАК Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement

Подробно об оценке неопределнности
Руководства, нормативные документы

Фармокопейный центр Украины и статья 5.12 ГФУ "Стандартные образцы" предьявляет особые требования к значению неопределенности СО:

Аттестация СО предприятия коренным образом отличается от обычного анализа субстанции на соответствие НД. Требования к неопределенности результатов для аттестации СО в 3 раза более жесткие (!), чем для анализа субстанции. В связи с этим при аттестации используются специальные приемы работы (поскольку фактически требования к результатам анализа близки к предельным возможностям метода анализа).

Аттестация, оценка однородности и стабильности, упаковка, маркировка и хранение

Аттестация СО предполагает проведение испытаний по исследованию однородности, стабильности, определению аттестованного значения и границ его погрешности или неопределенности, определению оптимальных условий хранения и транспортировки.

ОФС.1.1.0007.18 “Стандартные образцы”, ГФ XIV

По итогам аттестации составляется отчет, содержащий следующие разделы:

  • обоснование необходимости разработки и назначение СО
  • описание технологии получения СО
  • методика аттестации
  • результаты аттестации
  • оценка неопределенности аттестованного значения
  • исследование стабильности СО
  • исследование однородности СО
  • копии свидетельств о поверке средств измерений
  • сведения о валидации используемых методов
  • проект паспорта на СО
  • макет этикетки на СО
  • инструкция по безопасному обращению с СО

Примеры оценки однородности и стабильности СО можно посмотреть в публикациях:

  • Создание стандартного образца состава глицина (СГ СО УНИИМ) / М.П. Крашенинина [и др.] // Стандартные образцы. 2015. № 1. С. 23–33
  • Разработка государственного вторичного эталона и стандартных образцов состава на основе жидкостной и газовой хроматографии / О.С. Шохина [и др.] // Стандартные образцы. 2017. Т. 13. № 1. С. 9–26. DOI 10.20915/2077-1177-2017-13-1-9-26

Где взять материал для изготовления СО предприятия?

СО основного вещества

  • доочистить из субстанции

СО примеси

Где организовать аттестацию СО?

Для определения массовой доли основного вещества требуется валидированная титриметрическая методика, и валидированная методика количественного определения примесей (для "баланса масс").

Поэтому самым логичным решением является аттестация СО по показателю "массовая доля основного вещества" в заводской лаборатории предприятия, т.к. в ней уже внедрены валидированные методики анализа субстанции, из которой планируется делать СО.

Установление структуры СО первичными методами - спектроскопией ЯМР и масс-спектрометрией обычно заказывают в организации, имеющей соответствующее оборудование. Для аттестации потребуются актуальные свидетельства о поверке (т.к. они должны быть включены в отчет об аттестации).

Подтвердить структуру стандартного образца на поверенном оборудовании можно в нашей лаборатории.

Бесплатная консультация по аттестации СО предприятия

Есть вопросы по аттестации фармацевтических СО предприятия? Сможем бесплатно проконсультировать по скайпу.

Литература

  • ОФС.1.1.0007.18 "Стандартные образцы", ГФ XIV
  • Глава “Reference standards”, Handbook of isolation and characterization of impurities in pharmaceuticals, Academic Press, 2003
  • Глава "Использование и аттестация стандартных образцов при контроле качества лекарственных средств", Валидация методик для производителей лекарств, пер. с нем. под. ред. В.В. Береговых, Москва, Литтера, 2008
  • Кузьмина Н.Е. Возможности использования метода ЯМР при аттестации стандартных образцов, Стандартные образцы № 2, 2014
  • Д.А. Леонтьев, Система вторичных стандартных образцов в лабораториях контроля качества лекарственных средств