Automated moisture analysis in pharmaceutical peptides

Význam tématu

Analýza zbytkové vlhkosti ve lyofilizovaných farmaceutických peptidech je klíčová pro zajištění stability, účinnosti a bezpečnosti konečného produktu. Kontrola vlhkosti ovlivňuje dlouhodobou skladovatelnost a může minimalizovat riziko degradace účinné látky. Rychlá a nedestruktivní metoda navíc zvyšuje efektivitu výrobních a vývojových procesů.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované aplikace bylo ověřit vhodnost blízké infračervené spektroskopie (NIRS) jako alternativy k referenční Karl Fischer titraci pro kvantifikaci vlhkosti ve farmaceutických peptidech. Studie zahrnovala vývoj kalibračního modelu, validaci přesnosti a porovnání s referenční metodou.

Použitá instrumentace

• NIRS XDS Interactance OptiProbe Analyzer (Metrohm, k. č. 2.921.1510) pro měření spekter s reflektanční a vpichovou sondou.
• Robotic USB Sample Processor XL (Metrohm, k. č. 2.815.0010) pro automatizovanou manipulaci až se 62 vzorky.
• Softwarové prostředí Vision Air 2.0 Complete (Metrohm, k. č. 6.6072.208) pro správu dat, vývoj metod a rutinní analýzu.
• tiamo™ 3.0 light USB (Metrohm, k. č. 6.6056.301) pro řízení titrační jednotky a zpracování výsledků Karl Fischer titrace.

Použitá metodika

Bylo měřeno 17 vzorků peptidů s rozdílným obsahem vlhkosti. Spektra byla získána NIRS XDS OptiProbe analyzátorem v kombinaci s robotickým vzorkovačem. Referenční hodnoty vlhkosti určované Karl Fischer titrací byly rozděleny do kalibrační sady (11 vzorků) a validační sady (6 vzorků). Spektrální data byla předzpracována druhou derivací a model PLS (Partial Least Squares) byl validován pomocí nezávislé validační sady. Detekce odlehlých bodů proběhla na základě maximální vzdálenosti ve spektrálním prostoru.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační model dosáhl vysoké shody s referenční metodou (R2 = 0,99). Standardní chyba kalibrace (SEC) byla 0,054 % a standardní chyba ověření (SEV) 0,061 %. Výsledky potvrzují, že NIRS je vysoce citlivá a spolehlivá metoda pro stanovení zbytkové vlhkosti v lyofilizovaných farmaceutických výrobcích. Nedestruktivní přístup umožňuje opakovaná měření téhož vzorku, což zvyšuje datovou robustnost.

Přínosy a praktické využití metody

Non-destruktivní charakter NIRS šetří čas i materiálový zdroj, eliminuje nutnost použití chemikálií a zkracuje dobu analýzy z hodin na minuty. Automatizace vzorkování zvyšuje průchodnost laboratoře a minimalizuje chyby obsluhy. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu jak ve výzkumných, tak ve výrobních prostředích v rámci procesního a stabilitního sledování.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj vícekomponentních kalibrací umožní současné stanovení vlhkosti a dalších parametrů (např. složení, degradace). Integrace do online procesního řízení (PAT) podpoří real-time monitoring lyofilizace. Kombinace NIRS s umělou inteligencí a strojovým učením povede k automatickému odhalování odchylek a predikci kvality produktu.

Závěr

Studie prokázala, že NIRS je rychlá, přesná a nedestruktivní alternativa ke Karl Fischer titraci pro stanovení zbytkové vlhkosti v lyofilizovaných farmaceutických peptidech. Vysoká korelace s referenční metodou a nízké chyby kalibrace podporují implementaci NIRS ve vývoji i výrobě léčiv.

Reference

• Metrohm AG: Application Note AN-NIR-078: Automated moisture analysis in pharmaceutical peptides.