Současné měření kalibrační křivky a vzorků pomocí UV-Vis spektrofotometru Agilent Cary 3500
Výroba terapeuticky aktivních látek a pomocných látek vyžaduje proces kontroly kvality (QC/QA) během i na konci výroby. Jednou z osvědčených a ustálených metod je UV-Vis spektrofotometrie. Ačkoli se jedná o velmi spolehlivou metodu, jsou zde některé proměnné, které mohou být rizikem pro výslednou kvalitu dat. Tyto proměnné mohou být způsobeny přístrojem, okolním prostředím nebo prací operátora. Kyselina acetylsalicylová (ASA) je aktivní složkou v Aspirinu, což je antirevmatický a protizánětlivý lék proti bolesti. Na této látce si ukážeme jedinečný analytický přístup, který umožňuje spektrofotometr Agilent Cary 3500. Jako mnoho léků, tablety Aspirinu se skládají z neaktivních složek, jako jsou pojiva, barevná činidla či solubilizační činidla, a z aktivních farmaceutických složek (API).
Úvod
Procentuální zastoupení ASA může být určeno pomocí hydrolýzy ASA na její deacetylovanou formu kyseliny salicylové (SA). SA je poté kvantifikována měřením UV-Vis absorbance a jejím porovnáním s kalibrační křivkou. Chyby pocházející z okolního prostředí mohou mít mnoho zdrojů. Jedním zdrojem může být změna signálu absorbance na základě i malé změny teploty či na základě kontaktu s vodou. ASA je při kontaktu s vodou vysoce nestabilní, to znamená hydrolyzaci na SA i při laboratorní teplotě a výsledkem je velmi odlišný absorbační profi l (obr. 1).
Obr. 1: Absorbační spektra (a) ASA, (b) SA, (c) ASA po čtyřech hodinách při 25 °C, jako ukázka průběhu hydrolyzační reakce
Tato nestabilita znamená, že je nutné, aby analýza pomocí konvenčních UV-Vis spektrofotometrů byla velmi rychlá, a musí být provedena za specifických pH podmínek při specifické teplotě. Pro hydrolýzu je výrazným faktorem teplota, jak ukazuje obr. 2. Ukazuje se tedy, že teplota je významným prvkem ve smyslu minimalizace chyb pocházejících z okolního prostředí.
Obr. 2: Konverze ASA na SA při 30, 37, 45 a 50 °C po čtyřech hodinách, ukazuje výrazný vliv teploty na průběh reakce
Pro minimalizaci chyb operátora se často analýza provádí v mnoha opakováních. Další chyby mohou pramenit z procesu přípravy vzorku nebo nehod, které se mohou stát mezi jednotlivými měřeními a mohou vyústit v chyby ve výsledcích. Spektrofotometr Cary 3500 přináší možnost současného měření v osmi pozicích kyvet. Tedy celkově lze měřit sedm standardů či vzorků (jedna pozice pro referenci) a to přesně v tu samou chvíli a za zcela totožných podmínek. Cary 3500 přináší nový způsob, jak dosáhnout integrity dat, a to díky simultánnímu měření vzorků, standardů a kontrol. Tato metoda eliminuje analytické proměnné okolního prostředí a práce operátora, která jsou rizikem pro správnost výsledků.
Rovněž má přístroj Cary 3500 i některé klíčové vlastnosti minimalizující proměnné pocházejí od spektrofotometru. Přístroj nemá žádné pohyblivé části, které by potřebovaly určité správné nastavení. A zamezuje tak například chybám z nesprávně nastavených držáků vzorků. Možnost simultánního měření vzorků a standardů zamezuje chybám pocházejícím ze změn výkonu a kalibrace v čase.
V této aplikaci bylo stanoveno procentuální zastoupení kyseliny acetylsalicylové v Aspirinu. Pro stanovení byla použita metoda hydrolýzy následovaná měřením absorbance při 296 nm. Měřením šesti standardů a jednoho vzorku současně byly minimalizovány chyby pocházející od okolního prostředí, práce operátora a přístroje.
Experimentální část
Příprava vzorku
Kalibrační křivka SA byla připravena rozpuštěním 0,2 gramu čisté SA ve fosfátovém pufru připraveném z filtrované Mili-Q vody s výsledným pH 7,5. Kalibrační křivka byla připravena v koncentracích tak, aby pokryla rozmezí absorbance od 0 do 2, jak uvádí tab. 1.
Tab. 1: Koncentrace připravených standardů
Hydrolýza Aspirinu
Byly zakoupeny komerčně dostupné tablety Aspirinu. Váha tablet byla 163,7 mg. Tablety byly rozpuštěny ve filtrované Mili-Q vodě o teplotě 75 °C. pH bylo nastaveno na přibližně 12 díky 1 M hydroxidu sodnému. Podmínky byly udržovány po dobu jedné hodiny, aby tak došlo ke kompletní hydrolýze ASA na SA. Byl připraven jeden litr vzorku a potom naředěn na kalibrační řadu nastavením pH na 7,5.
Instrumentace
Byl použit spektrofotometr Cary 3500 umožňující simultánní měření v osmi kyvetách, zajišťujících měření v osmi kyvetách ve stejný čas za stejných podmínek. Měřeno bylo 2,5 ml ve 3,5 ml křemenných kyvetách s použitím Mili-Q vody jako reference. V softwaru Cary UV Workstation byla použita aplikace koncentrace a zvoleno měření všech osm pozic zároveň. Nastavené parametry jsou uvedeny v tab. 2.
Tab. 2: Parametry nastavení spektrofotometru
Byly zadány koncentrace připravených standardů (obr. 3). Celkem šest standardů bylo vybráno pro vytvoření kalibrační křivky. Byla zaznamenána baseline pro každou pozici kyvety. Poté byly standardy a vzorek změřeny během jediného simultánního měření.
Obr. 3: Náhled softwaru Cary UV Workstation s nastavenou sekvencí měření, kde lze vidět výběr baseline, počet standardů a vzorků spolu s nastavením koncentračních jednotek a koncentrace standardů
Výsledky a diskuse
Byl proveden sken vlnových délek v rozmezí od 400 do 250 nm, aby tak bylo možné provést jak kvantitativní, tak kvalitativní analýzu SA. Absorpční maximum bylo určeno na 296 nm. Měření proběhlo ve stejný čas a za stejných podmínek díky Cary 3500. Skeny vlnových délek a hodnota absorbance při 296 nm byly provedeny pro všech šest kalibračních vzorků a jeden vzorek. Ze získaných dat byla vytvořena kalibrační křivka a byla stanovena koncentrace vzorku z tablety. Stanovená koncentrace odpovídala 7,755 mg/l (77,55 mg/l se zohledněním ředění). Koncentrace odpovídala 101,15 mg/l ASA v tabletě (obr. 4).
Obr. 4: Náhled softwaru cary UV Workstation ukazující kalibrační křivku a pod ní příslušné skeny standardů a vzorku
Ze známé hmotnosti tablety lze určit procentuální zastoupení ASA v tabletě. Hmotnost tablety byla 163,7 mg, hmotnost ASA v tabletě 101,5 mg, což tedy odpovídá 61,7 % tablety.
Závěr
Byla zakoupena komerčně dostupná tableta Aspirinu, která byla podrobena hydrolýze a následnému spektrofotometrickému stanovení koncentrace SA, aby tak bylo stanoveno procentuální zastoupení ASA v tabletě. Byla připravena kalibrační křivka a všechny standardy a vzorek byly změřeny najednou v jednom čase za stejných podmínek. Tento přístup minimalizuje chyby, které mohou pramenit z okolního prostředí, práce operátora či přístroje. Hmotnost ASA byla stanovena na 101,15 mg, což činilo 61,7 % hmotnosti tablety.
Spektrofotometr Cary 3500 poskytuje nové možnosti, jak docílit integrity dat díky simultánnímu měření standardů a vzorků a minimalizuje tak riziko chyb, které by mohly ovlivnit správnost dat.
Pro další informace neváhejte kontaktovat produktového specialistu Martina Háková, martina.hakova@hpst.cz
Publikováno Chemagazín 5/2020
