Įvadas

Farmacijos gamybos procese tirpikliai plačiai naudojami daugelyje API sintezės, ekstrahavimo, gryninimo ir formulavimo procesų. Tačiau jei šie organiniai tirpikliai nėra visiškai pašalinti iš galutinio produkto, susidarys „likutiniai tirpikliai“. Kai kurie tirpikliai yra toksiški, kancerogeniški ar kelia kitokią galimą pavojų sveikatai, todėl griežta likusių tirpiklių kiekio farmacijos produktuose kontrolė yra ne tik pagrindinė grandis, užtikrinanti pacientų vaistų saugumą, bet ir svarbi vaistų kokybės valdymo dalis.

Atliekant galvinės erdvės analizę, mėginys sandariai uždaromas specialiame inde kaitinimui, kad lakieji komponentai būtų išleidžiami į dujų erdvę virš indo, o tada šios dujos įleidžiamos į dujų chromatografą analizei. Šio, atrodytų, paprasto žingsnio patikimumas ir tikslumas labai priklauso nuo pagrindinės medžiagos – viršutinės erdvės buteliukų.

Likučių tirpiklių analizės metodų apžvalga

Įvairūs likutiniai tirpikliai, kurie gali būti farmacijos produktuose ir pasižymi skirtingomis toksikologinėmis savybėmis, turi būti suskirstyti į kategorijas ir valdomi pagal jų galimą pavojų analizės ir kontrolės metu. Tarptautiniai recenzuojami klasifikavimo priminimai likutinius tirpiklius klasifikuoja į šias tris kategorijas:

1. 1 klasė: Draudžiami tirpikliai

Gamybos procese reikėtų vengti naudoti benzeną, metileno chloridą, 1,2-dichloretaną, anglies tetrachloridą ir kt., kurie pasižymi dideliu kancerogeniškumu ir pavojumi aplinkai. Ribinės vertės yra itin griežtai kontroliuojamos ir paprastai apskaičiuojamos ppm arba net mažesnėmis koncentracijomis.

2. 2 klasė: Tirpikliai, kuriems taikoma ribota kontrolė

Įskaitant tolueną, acetonitrilą, DMF, izopropilo alkoholį ir kt. Šių tirpiklių amžius yra priimtinas iki tam tikrų ribų, tačiau jie vis tiek kelia tam tikrą toksikologinę riziką. Ribos nustatomos remiantis leistina paros norma ir paprastai reikalauja griežtos stebėsenos.

3. 3 klasė: Mažai toksiški tirpikliai

Tai etanolis, propanolis, etilo acetatas ir kt., kurie yra mažai toksiški žmonėms ir paprastai laikomi saugiais vaistams, kai paros dozė yra iki 50 mg.

Siekiant tiksliai nustatyti šių likusių tirpiklių tipą ir kiekį, dujų chromatografija (GC) šiuo metu yra labiausiai paplitusi analizės technika, turinti didelių privalumų: didelį jautrumą, didelį atskyrimo efektyvumą ir pritaikomumą lakiesiems junginiams, kurie gali atitikti likusių tirpiklių analizės reikalavimus pėdsakų aptikimui.

Iš įvairių meteorologinės chromatografijos įpurškimo būdų, injekcijos į viršų technologija plačiai naudojama likusių tirpiklių kiekiui farmacijos produktuose aptikti. Ši technologija pagrįsta mėginio, uždaryto viršų erdvės buteliuke, kaitinimo iki atitinkamos temperatūros, metodu, tirpiklio išgaravimu butelio dujų erdvėje, o tada iš šios erdvės tam tikras dujų tūris išskiriamas į dujų chromatografą analizei.

Šėrimo per galvinę erdvę privalumai:

• Sumažintas mėginio išankstinis apdorojimas: nereikia jokių sudėtingų tirpiklio ekstrakcijos ar skiedimo operacijų, o mėginius galima tiesiogiai šildyti sandarioje kameroje;
• Pagerintas atkuriamumas ir stabilumastiksliai kontroliuojant kaitinimo temperatūrą ir laiką, mėginio lakumas yra pastovesnis, todėl sumažėja veikimo paklaidos;
• Užteršimo ar kolonėlės pažeidimo vengimasĮ chromatografijos sistemą įleidžiama tik dujų dalis, todėl žymiai sumažėja nelakiųjų komponentų sąveika su kolonėle ir detektoriumi.
• Tinka automatizuotai analizeiĮpurškimo sistema galvinėje erdvėje gali būti sklandžiai prijungta prie automatinio mėginių ėmiklio, todėl tinka didelio našumo aptikimo poreikiams.

Tačiau stabili ir patikima mėginio talpykla, „headspace“ buteliukai, yra būtini efektyviai ir tiksliai „headspace“ analizei, kuri ne tik lemia mėginio lakumo elgseną ir sandarinimo efektą, bet ir tiesiogiai veikia galutinius analizės rezultatus.

Galvos erdvės buteliukų apibrėžimas ir poveikis

Taikant mėginio ėmimo metodą, mėginio kaitinimas ir garinimas, bei dujų erdvės gavimo procesas vyksta ir mėginio erdvės buteliukuose, tokiuose kaip sandarūs indai. Nors tai atrodo paprasta, mėginio erdvės buteliukų konstrukcija ir veikimas daro lemiamą įtaką viso analitinio proceso patikimumui.
Viršutinės erdvės buteliukai yra mėginio tūriai, skirti injekcijai į viršų dujų chromatografijoje. Jų tipinę konstrukciją sudaro šios dalys:

ButelisPaprastai gaminamas iš didelio borosilikatinio stiklo, pasižyminčio geru atsparumu aukštai temperatūrai ir cheminiu inertiškumu, dažniausiai tiekiamas 10 ml, 20 ml ar didesniais kiekiais;

Butelio anga/sriegisdažniausiai standartinis 20 mm anga, tinka aliuminio dangteliams ir automatinio mėginių ėmimo sistemoms;

Dangtelis: paprastai presuojamas iš suderinamos medžiagos, kad būtų užtikrintas butelio sandarumas;

TarpiklisPTFE ir silikono kompozicinės medžiagos sudėtis, pasižyminti geru atsparumu aukštai temperatūrai ir cheminiu inertiškumu, gali atlaikyti daugkartinį pradūrimą be nuotėkio.

Pagrindinis butelio virš erdvės vaidmuo yra sudaryti uždarą, inertišką ir kontroliuojamą aplinką, kai lakieji tirpikliai mėginyje kaitinimo sąlygomis yra toks metodas, kai butelis virš dujų erdvės sukuria dujų pusiausvyrą, reprezentuojančią tirpiklio koncentraciją pradiniame mėginyje.

Konkrečiai, jo vaidmuo atsispindi šiuose aspektuose:

Sandarinimo garantijageras sandarumas, siekiant užtikrinti, kad kaitinimo ar ramybės proceso metu mėginys niekada neištekėtų ir neprarastų tirpiklio;

Inertinių medžiagų apsaugaAukštos kokybės stiklas ir tarpinės medžiagos apsaugo nuo reakcijos su mėginiu ar tirpikliu, taip išvengiant klaidingai teigiamų rezultatų ar signalo trukdžių;

Pastovaus tūrio sąlygosStandartizuoti buteliai prisideda prie erdvės virš skysčio stabilumo ir atkuriamumo, palengvindami analitinių rezultatų kiekybinį įvertinimą ir palyginimą.

Automatiniam „headspace“ mėginių ėmimui naudojamas „headspace“ mėgintuvėlis, kurio metu pesimistinis antipatijos efektas parodomas. Darbo eiga paprastai yra tokia:

1. Mėginio tirpalas įpilamas į buteliuką su viršutine erdve ir užsandarinamas;
2. Automatinis mėginių ėmiklis tiekia buteliuko turinį į termostatinį šildymo modulį;
3. Mėginys buteliuke kaitinamas iki nustatytos temperatūros, o lakieji komponentai migruoja į viršutinę erdvę;
4. Injekcinė adata praduria tarpinę ir iš viršutinės erdvės ištraukia tam tikrą kiekį dujų;
5. Dujos tiekiamos į dujų chromatografą signalizacijai atskirti ir aptikti.

Šiame procese struktūrinis stabilumas, tarpiklių pradūrimo atsparumas ir „headspace“ buteliukų sandarumas yra tiesiogiai susiję su mėginių ėmimo nuoseklumu ir modelio tikslumu. Visų pirma, standartizuotų, patikimų „headspace“ buteliukų naudojimas automatizuotose operacijose yra labai svarbus siekiant užtikrinti sklandų analitinį procesą ir sumažinti gedimų skaičių.

Kodėl „Headspace“ buteliukai yra būtini?

Nors dujų chromatografas ir detektorius yra pagrindinė likusių tirpiklių analizės įranga, ne mažiau svarbus yra ir viršutinės erdvės buteliuko vaidmuo. Kaip analitų nešėjas nuo mėginio išankstinio apdorojimo iki injekcijos, jo veikimas yra tiesiogiai susijęs su visos analitinės sistemos stabilumu ir duomenų patikimumu.

1. Mėginio vientisumas ir kintamumo kontrolė

Likę tirpikliai dažniausiai yra žemos virimo temperatūros organiniai lakieji junginiai, kurie yra labai jautrūs nuostolių trūkumui veikiant, kaitinant ar laikant. Jei viršutinės erdvės buteliukai nėra sandariai uždaryti viso analizės ciklo metu, tirpiklio kiekis gali pasikeisti ir gauti šališkus rezultatus.

Aukštos kokybės buteliukai su viršutine erdve sandariai uždarytoje būsenoje gali būti kaitinami daugiau nei 100–150 °C temperatūroje, užtikrinant, kad lakieji komponentai būtų išskiriami ir analizuojami tik nustatytomis sąlygomis;

Tikslus mėginio valdymas, siekiant pasiekti dujų ir skysčio pusiausvyrą esant pastoviai temperatūrai ir tūriui, maksimaliai padidina rezultatų tikslumą ir atkuriamumą.

2. Sandarinimo savybių įtaka analitiniams rezultatams

„Headspace“ buteliuko sandarinimo sistema paprastai susideda iš trijų dalių: dangtelio, tarpinės ir kandiklio. Blogas sandarumas bet kurioje vietoje gali sukelti mėginio nuotėkį, padidėjusį foninį triukšmą ar net mėginio kryžminį užteršimą.

Aukštos kokybės PTFE/silikono tarpinės yra ne tik atsparios aukštai temperatūrai ir cheminėms medžiagoms, bet ir gali atlaikyti daugkartinius pradūrimus bei išlaikyti gerą sandarumą;

Dėl prastos kokybės tarpinės arba atsilaisvinusios liaukos tirpiklis gali nutekėti prieš analizę arba kaitinimo metu, o tai tiesiogiai veikia smailės plotą ir sumažina kiekybinį tikslumą.

3. Suderinamumas su automatinio mėginių ėmimo sistemomis

Automatiniai „headspace“ injektoriai dažnai naudojami šiuolaikinėse laboratorijose, siekiant pagerinti efektyvumą ir rezultatų nuoseklumą, o standartizuota „Headspace“ buteliuko konstrukcija leidžia jį tiesiogiai pritaikyti prie pagrindinių prekių ženklų injekcinių sistemų.

Standartizuoti matmenys užtikrina, kad butelius būtų galima automatiškai atpažinti, tiksliai išdėstyti ir pradurti injektoriuje;

Rankinių klaidų sumažinimas pagerina mėginių apdorojimo efektyvumą ir duomenų nuoseklumą, todėl „Headspace“ buteliukas idealiai tinka didelio našumo bandymų scenarijams.

4. Medžiagų cheminis inertiškumas

Analizuojant tirpiklių pėdsakus, taip pat nereikėtų pamiršti butelių ir sandarinimo medžiagų cheminės sudėties. Prastos kokybės medžiagos gali adsorbuotis arba reaguoti su tirpiklio molekulėmis, todėl rezultatai gali būti netikslūs.

Borosilikatinis stiklas yra chemiškai inertiškas ir termiškai stabilus, todėl neleidžia tirpikliams adsorbuotis ar terminiam skaidymuisi;

Kai kurioms specialioms tirpiklių sistemoms reikalingi iš specialių medžiagų pagaminti tarpikliai, siekiant užtikrinti aptikimo jautrumą ir mėginio stabilumą.

„Headspace“ buteliukas yra daugiau nei paprasta mėginių talpykla – tai pagrindinis komponentas, užtikrinantis, kad likusių tirpiklių analizės rezultatai būtų teisingi, nuoseklūs ir atkuriami. Jis atlieka keletą svarbių funkcijų visoje analitinėje grandinėje, pavyzdžiui, sandarumo apsaugą, lakumo kontrolę, sistemos atitikimą, cheminio inertiškumo garantiją ir kt. Tai viena iš nepakeičiamų medžiagų, reikalingų aukštos kokybės vaistų tyrimams atlikti.

Pagrindiniai veiksniai renkantis tinkamą „Headspace“ buteliuką

Atliekant liekamųjų tirpiklių analizę, tinkamo viršutinio paviršiaus buteliuko parinkimas yra būtina sąlyga siekiant užtikrinti duomenų tikslumą ir metodo nuoseklumą. Skirtingi eksperimentiniai poreikiai, mėginių tipai ir prietaisų platformos turi skirtingus viršutinio paviršiaus buteliuko medžiagos, struktūros ir veikimo reikalavimus. Renkantis viršutinio paviršiaus buteliuką, reikėtų atsižvelgti į šiuos pagrindinius veiksnius:

1. Medžiaga: stiklo tipas ir skaidrumas

• I klasės borosilikatinis stiklas: pageidaujama butelių medžiaga likusių tirpiklių analizei. Puikus atsparumas karščiui ir cheminėms medžiagoms bei labai maža nusodintų jonų koncentracija apsaugo nuo cheminių reakcijų tarp tirpiklio ir butelio, taip išvengiant klaidingai teigiamų rezultatų ar signalo trukdžių.
• Didelis butelio skaidrumasleidžia greitai stebėti mėginio būseną įmaišymo, apžiūros ar kokybės tikrinimo metu, pvz., ar yra nuosėdų, tikslus skysčio kiekis ir kt., taip pat lengvai identifikuoti automatizuotomis sistemomis.

2. Tūrio pasirinkimas: dažniausiai naudojamos specifikacijos 10 ml, 20 ml

„Headspace“ buteliuko talpos pasirinkimas turėtų būti pagrįstas šių veiksnių deriniu:

• Mėginio tūrisPaprastai mėginio tūris yra apie 50 % butelio tūrio, kad būtų užtikrintas pakankamas laisvas paviršius (dujų plotas) lakiųjų medžiagų pusiausvyrai pasiekti;
• Analitinio metodo reikalavimaiPavyzdžiui, USP <467> liekamųjų tirpiklių metodas rekomenduoja naudoti 20 ml talpos buteliuką su viršutine erdve;
• Automatinio mėginių ėmiklio suderinamumas: patvirtinkite, kad pasirinktas butelis tinka naudojamam instrumento modeliui, ypač buteliui virš angos.

3. Dangtelio tarpinės tipas: sandarumas ir cheminis tinkamumas

Tarpiklio medžiagaDažniausiai naudojama PTFE kompozicinė tarpinė, kurios dvigubo sluoksnio struktūra sujungia PTFE cheminę inerciją su silikono sandarinimo elastingumu, gali atlaikyti pradūrimą aukštoje temperatūroje ir išlaikyti gerą sandarumą; esant stiprioms koroziją sukeliančioms ar agresyvioms tirpikliams, galite pasirinkti didelio grynumo PTFE sluoksniu sustiprintą tarpinę.

Butelių kamštelių tipaiAliuminio dangteliai tinka daugumai prietaisų, nes yra sandarūs ir puikiai sandarūs; magnetiniai dangteliai tinka automatinio mėginių ėmimo sistemoms su magnetiniu identifikavimu, kuris padeda pagerinti tiekimo efektyvumą ir padėties nustatymo tikslumą; srieginiai dangteliai, nors ir patogūs rankiniam valdymui, gali neužsandarinti taip gerai, kaip ir liaukų tipai, todėl labiau tinka vystymosi etapams arba scenarijams, kai našumas nėra didelis.

4. Pakartotinio naudojimo ir sąnaudų aspektai

Daugkartinio naudojimo stikliniai buteliukai (kuriuos reikia valyti ir sterilizuoti aukštoje temperatūroje) tinka kai kuriems nefarmakologiniams metodams arba plėtros tyrimams ir gali sumažinti ilgalaikes išlaidas;

Tačiau GMP gamybos arba oficialiose kokybės kontrolės laboratorijose vienkartinio naudojimo buteliukai yra geresni siekiant užtikrinti švarą ir išvengti kryžminio užteršimo;

Perkant partijomis, taip pat svarbu įvertinti prekės ženklo kokybę, partijų nuoseklumą ir kainą, kad pasirinktumėte tiekėją, kuris siūlo našumo ir kainos pusiausvyrą.

Racionalus „headspace“ buteliuko pasirinkimas yra ne tik pagrindinė operacija, bet ir kokybės kontrolės sąmoningumo išraiška. Kiekvienas, atrodytų, mažas parametro pasirinkimas vaidina svarbų vaidmenį rezultatų tikslumui, sistemos stabilumui ir laboratorijos efektyvumui. Todėl išsamus šių pagrindinių veiksnių supratimas yra esminis profesinis įgūdis kiekvienam farmacijos analizės specialistui.

Dažnai užduodami klausimai ir pastabos

Nors viršutinio slėgio mėgintuvėliai plačiai naudojami tirpiklių likučių analizėje, praktikoje vis tiek gali kilti nemažai problemų dėl netinkamo naudojimo ar netinkamo eksploatacinių medžiagų pasirinkimo. Toliau pateikiamos dažniausios problemos ir rekomendacijos, kaip jų išvengti:

1. Kaip išvengti mėginio kryžminės taršos

Kryžminė tarša ne tik turi įtakos analitinių rezultatų tikslumui, bet ir gali sukelti ilgalaikius paslėptus trukdžius aptikimo sistemai, ypač esant didesnei rizikai analizuojant mažus kiekius. Šios priemonės gali veiksmingai išspręsti šią problemą:

• Pirmenybę teikite vienkartinių buteliukų ir dangtelių pagalvėlių naudojimui: tai yra tiesiausias ir veiksmingiausias būdas, ypač atliekant vaistų kokybės kontrolę ir reguliavimo tyrimus;
• Pakeiskite arba kruopščiai išvalykite pakartotinai naudotus buteliukusJei reikia pakartotinai naudoti, užtikrinkite, kad jie būtų kruopščiai išvalyti naudojant tokius metodus kaip dejonizuotas vanduo, organiniai tirpikliai ir džiovinimas aukštoje temperatūroje;
• Griežta išdavimo praktikanaudokite specializuotus pipetės įrankius, kad mėginys nelašėtų ant buteliuko ar aplink jį;
• Švarūs įrankių stalviršiai ir pirštinėsDirbant su lakiaisiais tirpikliais, pirštines reikia reguliariai keisti, kad būtų išvengta užteršimo.

2. Dangtelio nuotėkis kaitinimo metu

Atliekant viršutinio slėgio analizę, mėginys turi būti kaitinamas iki 80–120 °C ar net aukštesnės temperatūros. Jei dangteliai ar tarpinės nėra tinkamai užsandarintos, kaitinimo proceso metu gali išsiskirti tirpikliai, todėl duomenys gali būti svyruojantys arba gauti žemi rezultatai.

• Pasirinkite aukštos kokybės tarpiklius: jie turėtų būti atsparūs karščiui ir elastingi pradūrimui, kad sandariklis neatsilaisvintų;
• Teisinga užspaudimo jėgaRankinis arba automatinis užsegimas turi būti vidutinio sunkumo, per laisvas užsegimas gali sukelti pratekėjimą, per stiprus užsegimas gali sugadinti tarpinę arba sukelti butelio plyšimą;
• Reguliarus tiekimo sistemos adatos patikrinimas: susidėvėjusi arba deformuota adata gali neleisti tarpinei užsandarintis, todėl gali atsirasti nuotėkis;
• Protingas temperatūros nustatymasNeturėtų viršyti viršutinės tarpinės arba dangtelio atsparumo temperatūrai ribos, paprastai kontroliuojama 110–130 ℃ diapazone, kad būtų saugesnė.

3. Buteliuko valymo ir laikymo rekomendacijos

Pakartotinai naudojant buteliukus, kurie gali būti susiję su sąnaudų kontrole arba metodo kūrimo etapu, reikia atkreipti ypatingą dėmesį į valymo ir laikymo praktiką, kad būtų išvengta priemaišų ar tirpiklių likučių:

• Siūlomi valymo žingsniaiKelis kartus skalaukite dejonizuotu vandeniu; skalaukite tinkamais organiniais tirpikliais; valykite ultragarsu, priklausomai nuo užterštumo laipsnio; džiovinkite aukštoje temperatūroje 105–120 °C temperatūroje, kad neliktų drėgmės ar tirpiklio.
• Laikymo rekomendacijosLaikyti švarioje, sausoje ir sandarioje vietoje, kad būtų išvengta dulkių ir lakiųjų medžiagų pakartotinio užteršimo; prieš naudojimą, jei sandėliuojama per ilgai, rekomenduojama dar kartą patikrinti ir išvalyti; vengti ilgalaikio saulės spindulių ar aukštos temperatūros poveikio, kad stiklas ar tarpinė nesugestų ir nesudiltų.

Įvaldę šias pagrindines eksploatavimo detales, galite ne tik pagerinti bandymo tikslumą ir pakartojamumą, bet ir efektyviai pailginti įrangos tarnavimo laiką bei sumažinti gedimų skaičių. Analitiniams elementams, tokiems kaip tirpiklių likučiai, kurie yra labai jautrūs pėdsakų pokyčiams, nereikėtų pamiršti detalaus kiekvienos eksploatavimo grandies valdymo.

Išvada

Griežtai reglamentuotoje ir tikslioje tirpiklių analizės srityje, atliekant farmacijos likučių analizę, „headspace“ buteliukas, nors ir mažas, atlieka nepakeičiamą ir labai svarbų vaidmenį. Nuo mėginio laikymo, sandarinimo ir kaitinimo iki koordinavimo su automatinio mėginių ėmimo sistema – tai pirmoji gynybos linija visoje analitinėje grandinėje, užtikrinanti duomenų validumą.

Kokybiški buteliukai su „headspace“ ne tik apsaugo mėginio vientisumą, apsaugo nuo lakiųjų medžiagų nuostolių ir pagerina injekcijos konsistenciją, bet ir yra būtinas pagrindas labai atkuriamam ir jautriam aptikimui automatizuotoje analizėje. Ypač atliekant farmakopėjos standartų reikalaujamą kiekybinę analizę su nedideliu kiekiu, net ir nedidelis dangtelio defektas, netinkama medžiaga ar net nepagrįsta mėginio užpildymo operacija turės nemažą įtaką analizės rezultatams.

Kadangi vaistų kūrimo ir kokybės kontrolės procesai nuolat didina automatizavimo laipsnį ir aptikimo našumą, keliami ir „headspace“ tipo buteliukų kokybės standartai. Nuo medžiagos grynumo ir pavadinimo nuoseklumo iki sistemos suderinamumo – ateities „headspace“ tipo buteliukai turėtų būti ne tik stabilūs ir patikimi, bet ir atlikti „standartizuotos sąsajos“ vaidmenį planavimo laboratorijoje, padedant duomenų atsekamumui, metodų atkūrimui ir tolesniam kokybės kontrolės tobulinimui.