Evaluating Repeatability and Sensitivity of Transmission Raman Spectroscopy

Význam tématu

Transmission Ramanová spektroskopie představuje neinvazivní a rychlou metodu umožňující hmotnostní stanovení aktivních farmaceutických látek (API) přímo v celých peletách nebo tabletkách. Bulk analýza zajišťuje reprezentativní vzorek celého pevného nosiče, což je výhodné při kontrole uniformity obsahu (UCA) ve farmaceutické výrobě a QA/QC procesech.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je zhodnotit opakovatelnost a citlivost Agilent TRS100 systému při kvantitativní analýze tablet obsahujících 17 % hmotnostních API. Studie porovnává výsledky TRS s referenční metodou HPLC a sleduje schopnost metody přesně předpovídat koncentraci API v rozsahu ±15 % vůči deklarované hodnotě (label claim).

Použitá instrumentace

• Agilent TRS100 spektrometr s 830 nm laserem, max. výkon 650 mW.
• Průměr laserového svazku 4 mm, střední kolekční čočka.
• Dynamický rozsah detektoru do 40 000 čítání; akumulace: 20 opakování.
• Vzorkovací zásobník s kapacitou 20 tablet na stanovenou koncentraci API.

Použitá metodika

• Příprava gravimetricky definovaných kalibračních standardů (85–115 % label claim, 20 replikátů každá).
• Měření TRS spekter v rozsahu 200–1800 cm–1.
• Spektra: ořezání na 200–1800 cm–1, baseline korekce Whittaker filtrem (asymetrie 0,001; hladící faktor 100), normalizace na plochu a vycentrování.
• PLS regrese s jednou latentní proměnnou, validace křížovou metodou (Venetian blinds, 10 dělení, 1 vzorek/blind).

Hlavní výsledky a diskuse

• Kvalita modelu: R² (kalibrace i křížová validace) = 0,967; RMSEcal = 1,697; RMSEcv = 1,717.
• Opakovatelnost: 96,6 % predikcí v rámci ±4 % relativní chyby (průmyslově akceptovaný limit ±5 %).
• Citlivost: LOD = 0,850 % w/w; LOQ = 2,805 % w/w (3× σ/s a 3,3× LOD).

Přínosy a praktické využití metody

TRS100 nabízí rychlé a neinvazivní stanovení API v plných dávkách bez nutnosti destruktivní přípravy vzorku. Metoda umožňuje zkrácení doby analýzy a snížení provozních nákladů při zachování srovnatelné přesnosti s HPLC. Vhodná pro kontrolu uniformity a online monitoring výrobního procesu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace TRS do linkových kontrolních systémů pro online UCA.
• Rozšíření na stanovení polymorfních forem a vícesložkových formulací.
• Pokročilé chemometrické techniky pro lepší rozlišení složek a robustnější predikční modely.
• Miniaturizace spektrálních zařízení pro aplikace v terénu a inspekci obalů.

Závěr

Agilent TRS100 prokázal dostatečnou opakovatelnost a citlivost pro přímou kvantitativní analýzu API v pevných dávkových formách, srovnatelnou s HPLC. Tento neinvazivní a rychlý přístup je perspektivní pro rutinní QA/QC kontrolu i rozšířenou průmyslovou aplikaci.

Reference

1. Griffen JA, Owen AW, Matousek P. Quantifying Low Levels (<0.5% w/w) of Warfarin Sodium Salts in Oral Solid Dose Forms Using Transmission Raman Spectroscopy. J Pharm Biomed Anal. 2018;155:276–283.
2. Steinbach D et al. Calibration Transfer of a Quantitative Transmission Raman PLS Model: Direct Transfer vs. Global Modeling. J Pharm Innov. 2017;12(4):347–356.
3. Aina A et al. Transmission Raman Spectroscopy as a Tool for Quantifying Polymorphic Content of Pharmaceutical Formulations. Analyst. 2010;135(9):2328–2333.
4. Eilers PHC. A Perfect Smoother. Anal Chem. 2003;75(14):3631–3636.
5. SOLO (Eigenvector). 2022.
6. Skoog D, Holler F, Crouch S. Principles of Instrumental Analysis. 6th ed. Thomson; 1983.
7. Adams M. Chemometrics in Analytical Spectroscopy. 2nd ed. RSC Publishing; 2004.