Identification of a pharmaceutical tablet’s origin using FT Near-IR and Principal Component Analysis

Význam tématu

Identifikace původu farmaceutických tablet je klíčová pro ověřování kvality a ochranu spotřebitele před padělky. Spektroskopie v oblasti středního a blízkého infračerveného záření umožňuje rychlou a neinvazivní analýzu chemického složení, což je nezbytné pro kontrolu bioekvivalence a konzistence generických přípravků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo prokázat možnost rozlišení originálních tablet Zyrtec od jejich generických verzí pomocí FTIR spektroskopie v mid-IR i NIR oblasti a následné multivariační analýzy (PCA). Klíčové kroky zahrnovaly sběr spekter z tablet od šesti různých distributorů, zpracování dat a vytvoření klasifikačního modelu.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala v třech krocích:

• Sbírání mid-IR spekter pomocí Agilent Cary 660 FTIR se zdroji glowbar a wolframovou halogenovou lampou, KBr a quartzovými děliči svazku, detektory DLaTGS a InGaAs a ATR přístupem (Pike Diamond/ZnSe).
• Sbírání NIR spekter metodou difuzního odrazu s integrovanou koulí (Pike Integrating Sphere) bez potřeby přípravy vzorku.
• Mikro-ATR zobrazování (FPA detektor 64×64) pro zmapování mikroheterogenity povrchu tablety.

Vzorky tvořilo šest distributorů cetirizinu, z každého byly vybrány náhodně pět tablet a pro každou provedena trojitá spektrometrie otáčením a převracením tablety.

Zpracování dat:

• Mid-IR a NIR spektra se upravila v softwaru Resolutions Pro.
• Multivariační analýzu (PCA) v Bio-Rad KnowItAll AnalyzeIt MVP (Pareto, druhá derivace, tři hlavní komponenty).

Hlavní výsledky a diskuse

Mid-IR spektra poskytla charakteristické „otisky“ vazebných skupin API i excipientů, avšak drobné rozdíly byly patrné až ve druhé derivaci. NIR spektra prezentovala vyšší robustnost a rychlost sběru. PCA analýza NIR dat odhalila zřetelné shluky podle jednotlivých výrobců, včetně rozlišení tablet se stejným API od odlišných dodavatelů, což naznačuje rozdílné formulace excipientů. Mikro-ATR zobrazení ukázalo, že povrch tablety není chemicky homogenní na mikroměřítku, což může vysvětlovat variabilitu v ATR spektrálních datech.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou kontrolu identity a původu tablet bez destrukce vzorku.
• Možnost vysokopropustné analýzy v NIR oblasti přímo přes obaly.
• Detailní povrchovou charakterizaci mikrospektroskopií pro odhalení nerovnoměrné distribuce složek.
• Využití chemometrie (PCA) pro automatizovanou klasifikaci a predikci původu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se nárůst integrace hyperspektrálního zobrazování a pokročilých chemometrických přístupů (supervised learning) pro ještě přesnější rozlišení generických verzí. Důležitý je rozvoj bezkontaktních inline systémů pro on-line monitorování výrobních linek. Kombinace NIR a mid-IR dat s dalšími spektroskopickými technikami (Raman) může dále zvýšit spolehlivost vyšetření.

Závěr

Studie prokázala, že fúze mid-IR, NIR spektroskopie a multivariační analýzy představuje efektivní nástroj pro identifikaci původu farmaceutických tablet. Tento přístup přináší rychlé, neinvazivní a reprodukovatelné výsledky vhodné pro kontrolu kvality a odhalování padělků.

Reference

• Smith A., 2007. Big Pharma Teaches Old Drugs New Tricks. CNNMoney.
• Whitemore E., 2004. Development of FDA-Regulated Medical Products: Prescription Drugs, Biologics, and Medical Devices.
• Pisano D.J., Mantus D., 2004. FDA Regulatory Affairs: A Guide for Prescription Drugs, Medical Devices, and Biologics.
• Bio-Rad. AnalyzeIt MVP software. 2009.
• Pfizer, 2006. Zyrtec® USPI.
• Pike Technologies. Integrating Spheres for IR Spectroscopy.
• Agilent Technologies, 2011. FTIR Imaging and Spectroscopy Application Note.
• Beebe K.R., Pell R.J., Seasholtz M.B., 1998. Chemometrics: A Practical Guide.
• Burns D.A., Ciurczak E.W., 2008. Handbook of Near-Infrared Analysis.
• Griffiths P.R., deHaseth J.A., 2007. Fourier Transform Infrared Spectrometry.