CURSURI ANALIZA MEDICAMENTULUI
CURS 1 07.10.2013
Calitatea medicamentuluiStructura organizatorica
ANMDepartamentul de materii prime si produse finite Analize
fizico-chimice medicamente, forme farmaceutice si substante;
Laborator de toxicologie; Laborator de imunogenitate si anatomie
patologica; Laborator de microbiologie; Unitate nucleara;
Biobaza.
Departamentul de inspectie farmaceutica Se ocupa cu inspectia in
industria medicamentului; Servicii de inspectie privind regulile de
buna practica de fabricatie; Servicii de inspectie privind regulile
de buna practica de studii clinice; Probleme de farmacovigilenta;
Serviciul de primire a probelor si de certificare a acestora;
Serviciul de supraveghere a medicamentului si de alertare;
Serviciul de inspectie in unitatile de distributie en-gros;
Unitatile teritoriale de inspectie (UTI) UTI fac inspectia in
farmacie si preleveaza probe pe care le trimit ulterior la ANM
Bucuresti pt analiza.
ANM infiintata in 1998, functioneaza ca insitutie de sine
statatoare incepand din 1 ianurie 1999; Este subordonata MS si
constituie domeniul politicii statului in privinta controlului
medicamentului si a altor produse de tip uman; Productia, importul,
distributia si utilizarea medicamentelor in Romania sunt admise
numai dupa ce au fost autorizate si inregistrate de ANM;
Autorizarea = eliberarea certificatelor de autorizare (APP)
autorizatia de punere pe piata; Elaboreaza FR si o armonizeaza la
cea europeana (RO a aderat la conventia privind EP, ceea ce o
inseamna ca prevederile EP privind standardele de calitate sunt
olbigatorii pt toate medicamentele de uz uman sau veterinar, de
import de fabricatie...
Analiza medicamentului se face si la nivel de industrie (de
producator); Analiza materiei prime, a produsului finit si a
produsilor intermediari la nivel de industrie;Analiza si controlul
medicamentului se face si la nivelul unor laboratoare autorizate de
ANM (la nivel de universitati sau laboratoare private autorizate de
ANM);
Analiza de buna practica de laborator se face in conformitate
cu: Monografii din FRX sau EP (identificare, dozare, puritate);
Specificatii tehnice; Stassuri.
Specificatii tehnice:Generalitati carui tip de forma
farmaceutica apartine calea de administrat, grupa terapeutica,
compozitia unui comprimat;Conditii tehnice proprietati
fizico-chimice (aspect, diametru, culoare, gust, uniformitatea
masei, testul de dizolvare, dozare etc.)
Reguli pt verificarea calitatii (cf FRX) Metode de analiza
control organoleptic; Ambalare, depozitare, transport; Garantii
termen de valabilitate.
Etape in analiza medicamentului Prelevarea probelor (pentru
determinari cantitative si calitative) Serie = totalitatea
unitatilor de produs care au fost obtinute in conditii identice
intr-un singur ciclu de operatii; Lot = cantitatea de materie prima
presupusa a fi unitara din care se obtin unul sau mai multe serii
de produs; Proba trebuie sa reprezinte sub toate aspectele
caracteristice produsului prelevat din lot sau seria respective;
Unitatile de produs se introduc in ambalaje primare sau
secundare.
Prelevarea probelor dintr-un lot1. Produsele lichide se
omogenizeaza, in prealabil, prin agitare dupa care se face o
prelevare. Daca lotul este repartizat in mai multe recipiente, se
face prelevarea (analiza) din fiecare recipient.
2. Produsele solide (moi, vascoase) se preleveaza o proba din
stratul inferior, mijlociu, superior. Aceste 3 probe prelevate se
amesteca intre ele si reprezinta proba medie pe recipient; Din
aceasta proba medie pe recipient se retine o cantitate de 4 ori mai
mare decat cantitatea necesara efectuarii tuturor analizelor
(identificare, puritate, dozare, analiza formei farmaceutice conf
FRX); Aceasta cantitate se imparte in 2: este destinata efectuarii
analizelor mentionate si reprezinta contraproba (se pastreaza pe
toata perioada de valabilitate a produsului respectiv; In procesul
de prelevare a probelor se evita interactiunea intre produsul
analizat si ustensilele necesare analizei; Probele si contraprobele
se introduc in flacoane (perfect uscate, etanse si daca este cazul
pentru cele fotosensibile in flacoane inchise la culoare).
3. Produsele vegetale se introduc in pungi sau cutii captusite
cu hartie pergaminata; Probele si contraprobele se sigileaza si pe
eticheta se specifica: Denumirea produsului; Nr lotului;
Provenienta; Calitatea prelevata; Nr. Procesului verba prin care
s-a facut prelevarea; Data la care s-a facut prelevarea; Persoana
care a facut prelevarea; Semnatura.
Prelevarea probelor dintr-o serie Se face din recipienti a.i.
proba respectiva sa fie reprezentativa pt intreaga serie;
Conditiile sunt stabilite de producator conform legislatiei in
vigoare din aceste probe prelevate se retine o cantitate de 3 ori
mai mare decat cea necesara efectuarii analizelor conform FRX; 2/3
din aceasta cantitate reprezinta proba si 1/3 contraproba care se
pastreaza pe toata durata de valabilitate a produsului
respectiv.
Prelevarea de probe din farmacii/depozite Se preleveaza o
cantitate de substanta de analizat proces verbal de scadere din
gestiune; Reactiile de identificare la masa de analizat reactii
calitative; Masa de analiza este totata cu reactivi necesari
analizelor calitative conform prevederilor FRX.
Prelevari de probe din laborator Se preleveaza o cantitate de 3
ori mai mare decat cantitatea necesara efectuarii tuturor
analizelor; 2/3 sunt destinate analizei si 1/3 reprezinta
contraproba care se pastreaza pe toata durata de valabilitate a
produsului repspectiv.
Prelevari de probe in industria medicamentuli Se preleveaza o
cantiate de 3 ori mai mare decat cantitatea necesara efectuarii
tuturor analizelor; 2/3 reprezinta proba de analizat si 1/3
contraproba care se pastreaza pe toata durata de valabilitate a
produsului respectiv; Probele se eticheteaza, se sigileaza si pe
eticheta se scrie: denumirea substantei, data, cantitatea
prelevata, procesul verbal si semnatura.
Medicamentul Orice substanta sau combinatie de substanta
prezentata ca avand proprietati pentru tratarea bolilor la om;
Orice substanta sau combinatie de substante folosita sau
administrate la om pentru corectarea, restabilirea sau modificarea
functiilor fiziologice sau pentru stabilirea unui diagnostic
medical.
Substanta orice materie indiferent de origine (umana, animala,
vegetala, chimica) si care este utilizata in vederea obtinerii de
medicamente.Substante de uz farmaceutic (de origine organica sau
anorganica) Definite in suplimentele FRX sa sau excipienti folosite
in scopul obtinerii de medicamente de uz uman sau veterinar; Se
obtin prin sinteza, extractie, fermentatie sau natural.
Substante de uz farmaceutic de calitate speciala Obtinerea de
forme farmaceutice prevazute in FRX, cu exceptia cazurilor in care
se mentioneaza ca nu se pot utiliza; Medimente imunologice:
vaccinuri.
Reguli de buna practica de lab (BPL) Au fost stabilite prin 2
hotarari nr 63/24.01.2002 ulterior completata cu hotararea nr
266/22.02.2006 Principiile se bazeaza pe reglementari
internationale si anume Organizarea pt cooperare si dezvoltare
economica (OCDE) Au stabilite reguli de BPL Regulile privind
etichetarea, ambalarea sunt aplicate tuturor substantelor;
Sunt definite : Preparatele chmice; Modul in care se efectueaza
testele clinice sau nonclinice etc In Romania autoritatea e ANM
1. Principii care stau la baza bunei practici de lab;2.
Organizarea si personalul instalatiei de testare;3. Programul de
asigurare a calitatii;4. Instalatiile de laborator;5. Aparatele.
Materialele. Reactivii;6. Sisteme de testare (chimice,
biologice);7. Substante chimice testate (SCT)/referinta (SCR);8.
Metode standard de studii in laborator;9. Planul de studiu in
laborator;10. Cum se introduce raportul in laborator;11. Stocarea
si pastrarea materiei si arhivei.
CURS 2 14.10.2013
Stabilitatea medicamentului
Principii generale Niciodata nu a existat ceva facut de mana
omului, care sa fie atat de bine elaborat sau atat de bine stabilit
incat sa fie nedegradabil odata cu trecerea timpului... Thomas
Cranmer Tot ce este facut de mainile omului de la sublimul
Parthenon la uzualul milkshake este supus degradarii. Produsele
farmaceutice nu fac exceptie de la aceasta afirmatie generala. Daca
exista un atribut relevant al calitatii unui produs medicamentos
care sufera modificari odata cu timpul, evaluarea acestei
modificari face obiectul oamenilor de stiinta si a celor ce impun
normele in industria medicamentului, cuantificand stabilitatea.
Timpul in care produsele medicamentoase se degradeaza variaza
puternic. Unele produse farmaceutice radioactive trebuie folosite
in interval de 1-2 zile. Alte produse farmaceutice, pe de alta
parte, daca sunt depozitate si conditionate corespunzator isi
mentin stabilitatea pentru un deceniu sau chiar mai mult, desi, in
multe state, durata maxima de viata pe care o va aproba o agentie
de reglementare a normelor este de 5 ani. (Aceasta restrictie nu
cauzeaza in general probleme, avand in vedere ca si pentru
produsele cu durata de viata de 5 ani este probabil ca peste 95%
din produs sa fie vandut si folost in treizeci de luni de la
fabricatie, cu conditia ca toti cei implicati sa asculte prima
regula a depozitarii: primul intrat, primul iesit). De vreme ce
evaluarea stabilitatii unui produs medicamentos este foarte
elaborata, nu se pune accentul pe testarea organoleptica a
produsului de catre pacient. Astfel, guvernele din mai multe parti
ale lumii in special din Vestul Europei, America de Nord si Japonia
au decis ca este necesara instituirea obligatorie a testarii
stabilitatii datorita grijilor ridicate de siguranta, eficacitatea
si calitatea produsului medicamentos. Totusi, trebuie sa luam in
considerare ca diverse companii reputabile acordau atentie
stabilitatii medicamentelor si luau masurile care se cuveneau
inainte de implicarea activa a guvernului.
Inactivarea substantei medicamentoase Evident, pierderea s.m.
este de o importanta majora in studiile de stabilitate ale multor
produse farmaceutice. Din pacate, avem impresia ca unii oameni iau
in considerare acest lucru doar cand se gandesc la efectele adverse
ale stabilitatii produsului medicamentos. Acest lucru este in mod
evident neadevarat, iar pentru unele produse inactivarea nu este
factorul determinant al perioadei de valabilitate. Totusi, este
adevarat ca pentru multe produse, pierderea potentei este de o
importanta majora. In general, privim orice produs care contine mai
putin de 90% din cantitatea de s.m. mentionata pe prospect ca fiind
de calitate inacceptabila.
Medicamentul in canalele de distributie Nu este suficient sa
avem grija de stabilitatea produsului medicamentos numai prin
calitatea substantei pure a materialului proaspat preparat, pe care
il privim cu incredere in timp ce acesta asteapta in depozit pentru
distributie, dupa ce a fost scos din carantina de catre
Departamentul Controlului Calitatii/ Asigurarii calitatii. Totusi,
evaluarea probelor, care au fost depozitate in conditii ideale in
conele de depozitare pentru testarea stabilitatii ale fabricantului
sunt de valoare limitata. Probele retinute pentru testarea
stabilitatii nu sunt scapate pe jos dintr-un camion; nu sunt lasate
in soare intr-un spatiu de incarcare; nici nu sunt lasate in frig
puternic; astfel, este destul de nepotrivit sa ne asteptam ca
probele de stabilitate sa reflecte cu acuratete intervalul de
stabilitate al produselor aflate in canalele de distributie.
Medicamentul sub controlul pacientului Exista motive temeinice
sa credem ca, in multe cazuri, conditiile in care pacientii
pastreaza medicamentele sunt departe de a fi optime. La un anumit
moment, autoritatile din domeniu luau in considerare posibilitatea
de a introduce termene de valabilitate obligatorii, care sa
garanteze eficacitatea, pana cand pacientul foloseste ultima doza
din produs. Acum este general acceptat faptul ca aceasta idee nu
este fezabila. Se cuvine, totusi, ca farmacistii sa isi faca timp
sa consilieze pacientii asupra modurilor adecvate de depozitare a
medicamentelor.
Stabilitatea in vivo Ultimul aspect al stabilitatii care ne
preocupa este degradarea medicamentului in-vivo. Mai exact,
hidroliza medicamentului in conditiile scazute de pH din stomac pot
fi foarte serioase. Raspunsul traditional la aceasta problema
particulara este sa acoperim tabletele cu pelicule
gastrorezistente. In trecut, materialele folosite ca pelicule
gastrorezistente nu erau totdeauna eficiente. Polimerii disponibili
la ora actuala pentru pelicelel gastrorezistente sunt mult mai de
incredere.
Cerintele institutiilor care reglementeaza piata farmaceutica In
multe parti ale lumii, exista cerinte in ceea ce priveste testarea
stabilitatii, cerinte impuse de institutiile care reglementeaza
piata farmaceutica. Este totusi gresit sa nu luam in calcul
aspectele stiintifice particulare si sa efectuam doar acele teste
obligatorii. Intr-adevar, exista cazuri in care orice producator,
cu o adevarata inclinatie catre calitate, va efectua teste de
stabilitate care sunt cu mult peste testele obligatorii.
Crearea unei baze de date care poate fi de folos in formularea
altor produse Datele obtinute in evaluarea stabilitatii produsului
X in anul 1999 se pot dovedi a fi de folos cand vom incepe
dezvoltarea produsului Y, in anul 2003. Pot exista situatii, desi
probabil sunt rare, cand se va merita sa continuam testarea
stabilitatii in perioada de cercetare si dezvoltare a formularii
unui produs medicamentos, desi stim ca acesta nu va fi
comercializat, doar pentru ca suntem interesati de stabilitatea
unui nou excipient pe care l-am introdus in formulare.
Tipuri de degradare Degradarea chimica (reducere, oxidare,
hidroliza etc.) este des intalnita. Cunostintele de cinetica ne pot
fi de folos cand avem de-a face cu degradarea chimica. Degradarea
fizica poate fi cauzata de o varietate de factori (de exemplu:
impact, vibratie, abraziune, fluctuatii de temperatura precum
inghetarea sau topirea si fragmentarea). Degradarea biologica (si,
mai ales, microbiologica) In America de Nord, Japonia si Europa de
Vest, cei mai intalniti factori biologici care sunt implicati in
problemele de stabilitate sunt cei microbiologici. Totusi, in unele
parti ale lumii, sobolanii, viermii, mustele si alte organisme
non-microbiologice pot fi responsabile pentru problemele de
stabilitate.
Cunostinte stiintifice solide Nu mai este nevoie sa precizam ca
testarea stabilitatii produselor medicamentoase necesita o
cunoastere corespunzatoare a formularii farmaceutice, evaluarii,
analizei si statisticii. Din pacate, inca mai sunt companii unde
personalul cu o astfel de educatie corespunzatoare lipseste.
Cunostinte la zi cu toate normele relevante ale institutiilor
care reglementeaza piata farmaceutica si cu standardele aplicate
ale Farmacopeei: Reglementarile oficiale si metodele standard de
testare continua sa evolueze. Astfel, este important ca cel putin o
persoana din fiecare companie sa fie insarcinata cu
responsabilitatea de a pastra documente la zi asupra datelor de la
FDA si Conventia Farmacopeei USA sau de la alte astfel de entitati,
pentru ca ar putea avea un efect semnficativ asupra designului,
executiei, sau interpretarii testelor de stabilitate. Folosirea
forumului farmacopeei, jurnalul in care conventia Farmacopeei SUA
publica informatii esentiale despre metode sau monografii noi de
testare, ar trebui sa fie obligatorie in toate companiile in care
standardele sunt importante.
Comunicarea eficienta intra statia pilor, productie, controlul
calitatii/evaluarea calitatii, reclamatii si diferite reglementari:
Pentru a avea un program de succes de testare a stabilitatii, este
important sa existe o comunicare clara, eficare si rapida intre
toate entitatile organizatorice dintr-o companie, care pot furniza
date folositoare in programul de stabilitate.
Monitorizarea atenta a bugetului alocat stabilitatii
medicamentului Este surprinzator ca unele companii nu au un buget
de stabilitate. Este si mai surprinzator sa aflam ca exista oameni
de stiinta care dezvolta protocoalele de stabilitate pe baza
exclusiva a diferentei de pret. Nu este usor sa elaboram un
mecanism pentru evitarea unui buget de stabilitate despre care
putem spune cu siguranta ca ne va costa o suma fixa de bani.
Totusi, desi suma estimata este relativa, poate fi totusi foarte
folositoare.
Abilitatile manageriale pentru a coordona si optimiza programul
Piatra de capatai a unui program de stabilitate cost-eficienta de
inalta performanta o constituie abilitatile manageriale care
promoveaza si coordoneaza abilitatile personale si profesionale ale
tuturor celor implicati in program.
Perioada de conformitate, termenul de valabilitate si data de
expirare Perioada de conformitate a unui produs medicamentos este
definita de cele mai vulnerabile calitati dependente de timp. Dupa
cum a fost indicat si mai devreme, pierderea activitatii este
pentru multe produse, parametrul critic. In acele cazuri in care
alte atribute sunt mai vulnerabile, atributul in cauza va defini
perioada de conformitate. Perioada de viata atribuita unui produs
este egala sau mai mica decat perioada de conformitate, fiind de
obicei un numar rotunjit convenabil. Data de expirare plasata pe
eticheta oricarui lot indica data la care ia sfarsit perioada de
viata pentru fiecare lot. Astfel, daca produsul este depozitat
conform instructiunilor de pe eticheta, se asteapta ca produsul in
cauza sa isi pastreze valabilitatea pana la acea data.
Cateva strategii posibile pentru a imbunatati termenul de
valabilitate Din fericire, multe substante medicamentoase si
produse sunt inerent stabile si, astfel, cu putina dificultate
putem justifica o perioada de valabilitate de 3 ani sau mai mult.
Totusi, exista s.m. care sunt mult mai supuse degradarii este
nevoie de multa munca pentru a dezvolta un produs cu o perioada de
viata comerciala acceptabila.
Oxidarea in solutie Reactiile de oxidare sunt relativ rare in
formele farmaceutice, ca reactii principale. De cele mai multe ori
oxidarea duce la canitati mici de compusi de degradare
neidentificate. Cand o reactie de oxidare este una dintre reactiile
principale, atunci avem de-a face cu o problema serioasa, iar
formularea poate deveni destul de dificila in acest caz. Exemple
notabile sunt constituite de produsele lichide cu vitamina A.
Mecanisme de oxidare Oxidarea, dupa cum sugereaza si numele,
este o interactiune intre s.m., A si oxigenul, iar reactia ar fi de
tipul:A + O2 -> produsi; In practica, complexarea metalelor
grele (de ex, prin folosirea EDTA), este adesea folosita de vreme
ce, dupa cum am vazut si mai devreme, ionii metalici actioneaza in
detrimentul stabilitatii medicamentului, in ceea ce priveste
situatiile oxidative.
Antioxidanti Functioneaza prin consumptia de oxigen la o viteza
mai mare decat viteza la care s.m. reactioneaza cu oxigenul; in
astfel de cazuri acestia vor proteja s.m. pana ce sunt epuizati
complet.
Cataliza, complexare, fotoliza Cataliza acida si bazica,
constituie doar un exemplu de cataliza. Cand discutam despre acest
subiect, totusi descompunerea indusa de metal este preocuparea
cercetatorului din industria farmaceutica. Se pune un mare accent
pe eliminarea metalelor, mai ales in produsele parenterale,
deoarece si descompuneri infime ale urmelor de metale pot cauza o
schimbare a culorii, incat produsul sa devina nesatisfacator.
Exemple pentru acest caz sunt injectabilele cu clorhidrat de
tiamina si cele cu acid ascorbic.
Complexarea este evident ca, in multe cazuri, medicamentele pot
contribui la reactii de complexare cu una sau mai multe din
substantele unei forme farmaceutice. Uneori aceste lucruri sunt
intentionate biodisponibilitatea in anumite cazuri poate fi
imbunatatita. In alte cazuri, stabilitatea unui medicament este
afectat favorabil de complexare, desi in multe cazuri este afectata
nefavorabil.
Agentii de complexare cafeina si pilivinilpirolidona erau cei
mai intalniti agenti de complexare folositi in farmaceutica pentru
o mare perioada de timp. Recent, ciclodextrinele au devenit foarte
importante.Ciclodextrinele sunt agenti puternici de complexare,
studii numeroase fiind efectuate pe tema folosirii acestora in
solubilizarea si stabilizarea medicamentelor.
Fotoliza un mare accent in Codul de Buna Practica din 1993 este
pus pe stabilitatea in prezenta luminii, desi la acest moment,
metodele de testare nu sunt finalizate.Stabilitatea pentru starea
de agregare solida stabilitatea medicamentelor din formele
farmaceutice solide este cea mai importanta, de vreme ce formele
farmaceutice solide sunt mai intalnite decat alte forme si pentru
ca primele probe clinice sunt de obicei efectuate asupra acestui
tip.
Interactiuni ce implica o faza lichidaUneori, o s.a. sau un
produs de descompunere dintr-o forma farmaceutica solida este
lichid si poate interactiona cu alte ingrediente din forma
farmaceutica. Un exemplu tipic il constituie cercetarile efectuate
de Troup si Mitchner (1964) ce implica aspirina si fenilefrina.
Autorii au aratat ca descompunerea fenilefrinei este direct
proportionala cu formarea acidului salicilic. Acestia au aratat ca
descompunerea fenilefrinei este o reactie de acetilare. Acest lucru
poate fi privit din mai multe perspective. Trebuie sa existe
umiditate pentru ca hidroliza aspirinei sa aiba loc. Daca acidul
saliclic este format prin interactiunea aspirinei cu urme de apa,
atunci acidul acetic forma poate reactiona cu fenilefrina (R(OH)3),
care pune din nou in libertate apa, astfel incat umiditatea nu
joaca un rol cantitativ in reactia globala. Cu alte
cuvinte:C6C4(OCOCH3) +H2O -> C6H4(OH)COOH + CH3COOH;CH3COOH +
1/3R(OH)3 -> 1/3 R(OCOCH3)3 + H2OC6H4
Cazuri de interactiune ale unui solid cu un medicament putin
solubil Exista cazuri in care lichidele se afla intr-o forma
farmaceutica solida. Un exemplu il constituie pantenolul in
complimatele de multivitamine. Aici se obisnuieste sa se adsoarba
lichidul pe un transportor solid, iar in cazul pantenolului este
folosit trislicat de magneziu. La temperaturi ridicate (si la
temperatura camerei sub presiune, de asemenea) pantenolul va iesi
din transportor si va veni in contact direct cu celelalte solide.
Daca exista potentiale de interactiune, atunci se recurge la
tabletarea tristratificata (sau filmarea sub presiune). In acest
caz, lichidul inca va mai curge in stratul ce contine reactantul,
dar reactia va fi controlata prin difuzie.
Reactii prin intermediul fazei gazoase Cateodata presiunea de
vapori a unui medicament este suficient de ridicata, incat poate
interactiona cu alte substante prin intermediul fazei de vapori. Un
astfel de exemplu este ibuprofenul (B). Acesta este un acid Lewis
si poate interactiona cu bazele Lewis. Masurile uzuale, cum ar fi
comprimatele tristratificate, nu functioneaza in acest caz, de
vreme ce reactantul va fi prezent in faza gazoasa. Daca reactia cu
alt medicament (D) este: D+B->descompunere, atunci viteza
reactiei initiale este data de d{D}/dt=-kPB[D]a Unde {D} este
densitatea de suprafata a D molecule (nr de molecule pe cm patrat)
la momentul t, iar A este aria suprafetei.
Fotoliza in stare solida Nu exista un volum mare de munca
sistematizat pe subiectul fotolizei solidelor. Lachman si colab
(1961) au aratat de multe ori ca un comprimat solid se va
descompune prin descompunere fotolitica doar in zona de suprafata,
a.i. o tableta poate fi practica neafectata in interior.
Caracteristicile fizice ale solidelor Inainte sa se discute
despre stabilitatea medicamentelor in stare solida, este necesar sa
se sublinieze cateva caracteristici ale acestora. Este de ajuns sa
se mentioneze ca solidele pot fi caracterizate ca fiind (a)
cristaline sau (b) amorfe. Solidele cristaline sunt asociate cu
aranjamentul Bravais, iar solidele amorfe sunt solide care nu sunt
cristaline.
Polimorfismul Solidele anorganice (in special ionice) sunt
asociate uzual cu un (unul si doar unul) sistem cristalin. Se stie,
in general, ca sarea de bucatarie este cubica; Solidele organice,
totusi, depinzand de faptul cum sunt recristalizate pot aparea in
mai multe forme cristaline diferite (polimorfism). Exista 2 tipuri
de polimorfism: enantiotrop si monotrop.
Preformularea De-a lungul timpului, preformularile au evoluat in
special in anii 1950 si 1960 ca rezultatul unei schimbari in
accentul pus pe dezvoltarea produselor farmaceutice industriale.
Pana la mijlocul anilor 1950, accentul principal in dezvoltarea
produselor era pus pe dezvoltarea armonioasa a formelor
farmaceutice, consideratiile organoleptice dominand grijile (care
erau practic inexistente la acea vreme) conform carora un colorant
folosit in formulare ar putea afecta stabilitatea sau
biodisponibilitatea. De fapt, farmacocinetica si biofarmacia erau
in stadiile lor incipiente si, in pofida faptului ca stabilitatea
era o grija principala, majoritatea metodologiilor analitice erau
de asa natura incat chiar si descumpunerea primara avea loc fara a
fi identificata.
Sincronizarea si obiectivele preformularii Obiectivele
programului sunt astfel: (1) stabilirea parametrilor fizico-chimic
necesari, (2) determinarea profilului de viteza cinetica, (3)
stabilirea caracteristicilor sale fizice si (4) stabilirea
compatibilitatii cu excipientii uzuali.
Solubilitatea un obiectiv important al eforturilor de
preformulare este de a concepe o metoda pentru obtinerea solutiilor
de s.m. Frecvent, medicamentul nu este suficient de solubil in apa
pentru a permite concentratiile dorite, de exemplu pentru solutiile
injectabile. Solubilitatile sunt determinate prin expunerea unui
exces de solid la lichidul in cauza si dupa ce graficul la
echilibru a fost trasat.Predictia solubilitatii este avantajos
pentru o noua s.m. sa se poata estima care este valoarea
solubilitatii, inaintea desfasurarii evenimentelor de dizolvare.
Exista mai multe sisteme de predictie ale solubilitatii si anume:
cercetarile efectuate de Amidon si colab (1974) si Yalkowsky si
colab. Ecuatia lor pt solubilitatea p-aminobenzoatilor in solventi
polari si micsti este un analog bidimensional simplificat al
ecuatiei Scatchard-Hildebrand si se bazeaza pe produsul tenstiunii
interfaciale si pe aria de suprafata moleculara a portiunii
hidrocarbonat a moleculei.
Dizolvarea importanta dizolvarii este a.i. (din consideratii
biofarmaceutice) sunt folosite Farm. SUA si e necesara pentru
aplicarea pentru Noile Medicamente ale formelor farmaceutice soide.
Potrivit cercetarilor efectuate de Noyes si Whitney :dm/dt= VdC/dt
= - kA(S-C) Unde m este masa nedizolvata, V este volumul de lichid,
t este timpul, k este asa n umita viteza constanta de dizolvare
intrinseca (cm/s) si A este aria suprafetei solidului dizolvat.
Solubilitatea polimorfilor metastabili Polimorfismul este un
aspect important al proprietatilor fizice ale s.m. Una dintre
caracteristicile unei polimorfe metastabile este ca sunt mai
solubile decat cele stabile.
Higroscopicitatea Este, desigur, o caracteristica importanta a
unei pulberi. Poate fi demonstrat pentru un compus relativ solubil
ca higroscopicitatea este corelata cu solubilitatea (Carstense,
1977, VanCampen si colab 1980), desi s-a demonstrat ca entalpia
solutiei joaca un rol important in ceea ce este cunoscut drept
higroscopicitate (VanCampen si colab, 1983 a,b,c).
Teste de compatibilitate Inainte de a testa prima formulare a
unui nou medicament, cele mai multe grupuri de cercetare desfasoara
teste de compatibilitate (Carstensen si colab, 1964). Principiul
este de a descoperi rapoarte rezonabile pentru amestecul
s.m./excipient, pentru a vedea care excipienti sunt cei potriviti
pentru medicament.
Compatibilitatea cu recipientele de conditionare Studiile asupra
compatibilitatii pot include de asemenea si compatibilitatea cu
materialele containerelor. Hourcade si colab (1977), de exemplu, au
semnalat ca granisetronul in concentratii de 1mg/mL, cand este
pastrat in seringi de polipropilena era destul de stabil, pe cand
dilutiile de 0,9% NaCl sau de 5% glucoza au dus la o stabilitate de
depozit nesatisfacatoare.
CURS 3 21.10.2013
Cromatografia in controlul si analiza medicamentului
Introducere Cromatografia este una dintre ramurile mari ale
analizei instrumentale cu aplicatii largi in separarea, detectia si
determinarea substantelor chimice in general si in analiza si
controlul medicamentelor in particular; Tehnicile cromatografice de
analiza sunt tehnici de separare selective si eficiente, putand fi
folosite inclusiv pentru urme de substante; Tehnicile
cromatografice de analiza sunt metode instrumentale performante
caracterizate prin urmatoarele avantaje:1. Rapiditate;2.
Eficienta;3. Forta (in ceea ce priveste selectivitatea,
sensibilitatea, automatizarea, miniaturizarea senzorilor si a altor
componente, tratarea datelor analitice); Tehnicile cromatografice
au ca elemente comune o faza stationara si o faza mobila, iar
componentii unui amestec analizat sunt antrenati in lungul coloanei
de un flux de faza mobila (gazoasa sau lichida), cu viteze
diferite, ceea ce constituie procesul fundamental al separarii. La
baza tuturor proceselor cromatografice de separare stau 4 procese
fundamentale:1. Adsorbtia pe suporturi solide;2. Repartitia intre
faza stationara si cea mobila;3. Schimbul ionic;4. Excluderea
difuzia. Chiar daca principiul separarii poate fi diferit, etapele
analizei cromatografice sunt aceleasi si anume:1) Pregatirea fazei
stationare;2) Fixarea initiala a analitilor in capul coloanei;3)
Deplasarea selectiva caracteristica analitilor care sunt antrenati
de catre faza mobila in cadrul procesului de developare sau
elutie;4) Identificarea analitilor separati, pe masura ce acestia
ies din coloana separatoare si trec in detector;5) Inregistrarea
cromatogramelor, calcularea ariilor picurilor si a altor parametri
si dozarea analitilor corespunzatori concomitent cu evaluarea
statistica a rezultatelor. CLASIFICARE In functie de procesele care
stau la baza separarilor cromatografice exista:1. Cromatografia de
absorbtie, faza stationara este un suport solid care are
proprietati adsorbante;2. Cromatografia de repartitie in care faza
stationara este o pelicula de lichid fixata pe un suport solid,
faza stationara lichida nefiind miscibila cu faza mobila;3.
Cromatografia de schimb ionic in care faza stationara este un
compus macromolecular reticulat care contine un numar mare de
grupari functionale acide sau bazice capabile sa schimbe protoni
sau ioni alcalini cu cationi bi si trivalenti sau anioni precum
hidroxil sau clorura de anioni mai grei si cu sarcina mai mare
(gruparile bazice) schimbatori de ioni se mai numesc si rasini
cationice (sau cationiti) sau anionice (anioniti);4. Cromatografia
de excludere sterica sau de excludere-difuzie in care faza
stationara este, de regula, un gel care se comporta ca o sita
moleculara fixand anumite molecule si eliminand altele in functie
de marimea, respectiv masa lor moleculara. Se poate face o
clasificare a metodelor cromatografice si in functie de procedeul
practic utilizat si anume:1. Cromatografie pe coloana in care faza
stationara este plasata intr-o coloana sau tub de metal sau de
sticla sau de silice topita;2. Cromatografie planara sau de
suprafata, pe hartie sau pe strat subtire.
In functie de migrarea fazei mobile se disting1. Cromatografie
prin developare in care analitii raman pe faza stationara sau sunt
localizati pe aceasta in functie de directia de migrare; exista
developare ascendenta sau descendenta, monodimensionala sau
bidimensionala (migrari in directii perpendiculare);2.
Cromatografia de elutie in care analitii sunt eluati pana la
iesirea lor completa din coloana, deci din faza stationara, fiind
posibila culegerea succesiva a fractiunilor de analiti; in acest
caz detectia se face in efluenti.
Bazele teoretice ale cromatografiei Exista o serie de notiuni
teoretice general valabile referitoare la procesele de separare
cromatografica, notiuni care se pot transforma sau adapta tuturor
metodelor cromatografice; Daca se analizeaza un amestec de analiti
(diferit) care trebuie sa fie separati (acesta fiind scopul
principal al cromatografiei) indiferent de tehnica aleasa, metodele
au urmatoarele aspecte comune:a. Analitii din amestec se
repartizeaza intre faza stationara si faza mobila care sunt
nemiscibile (sau foarte putin solubile una in alta), intre
cantitatile de analiti repartizati in cele doua faze unde exista un
echilibru ce depinde de insusirile fiecarui analit fata de cele 2
faze;b. Adaugand continuu faza mobila noua sau proaspata are loc
deplasarea echilibrului de repartitie antrenand migrarea analitilor
de-a lungul fazei stationare cu viteze diferite;c. Separarea consta
in eluarea continua a analitilor care, migrand cu viteza
caracteristica fiecaruia, parasesc succesiv coloana.
Faza stationara Este formata din particule fine solide, sferice,
pe suprafata carora se produc interactiunile cu analitii (ex: in
cromatografia de adsorbtie); Este formata din particule fine solide
care sunt suportul pe care se fixeaza faza stationara lichida ca in
cromatografia de repartitie; In coloanele capilare utilizata in
cromatografia de gaze, faza stationara este fixata in stare omogena
sub forma unui film sau pelicula pe peretii interiori ai acesteia.
Particulele de faza stationara se caracterizeaza prin cativa
parametri printre care diametrul lor mediu, omogenitatea marimilor
si suprafata specifica.Aplicatiile metodelor cromatografice
Metodele cromatografice au devenit, in prezent, unele dintre cele
mai selective metode de separare cu larga aplicabilitate in toate
domeniile analizei; Cromatografia are aplicatii largi in analiza
calitativa care inseamna separare si identificare. Cromatografia
are aplicatii importante si in analiza cantitativa.
Cromatografie de lichide de inalta performanta Sub aceasta
denumire sunt descrise principalele metode moderne de analiza
cromatografica baze pe repartitia lichid-lichid, pe adsorbtia
lichid-solid, pe schimbatori de ioni si pe procesele de
excludere-difuzie; HPLC se poate practica pe coloana sau pe o
suprafata plana, de exemplu pe straturi subtiri de faza stationara
de unde si denumirea de cromatografie planara. Aceasta tehnica se
noteaza prescurtat TLC (thin layer crom...), iar tehnica de inalta
performanta HPTLC (high....) In HPLC sunt necesare presiuni mari de
cateva sute de atmosfere pentru a asigura debite corespunzatoare
ale fazei mobile, avand in vedere ca granulatia fazei stationare in
HPLC este mica, diametrul particulelor fiind de 3-10 microni; din
acest motiv, aparatura utilizata este mai complicata si, deci, mai
scumpa.
Cromatografia HPLC pe coloana Este tehnica cea mai utilizata in
prezent pentru separari, detectii si mai ales pentru determinari
cantitative; In cadrul acestei metode se inscriu: Cromatografia
HPLC de adsorbtie; De repartitie;
Cromatografia HPLC de adsorbtie Aceasta tehnica se practica pe
faze stationare de silicagel si alumina (singurele care se
utilizeaza in aceasta tehnica); dintre aceste 2 faze stationare se
utilizeaza mai ales silicagelul deoarece poate fi folosit intr-o
varietate mai mare de conditionare; Ca faza mobila se utilizeaza un
solvent organic sau un amestec de 2 sau mai multi astfel de
solventi; HPLC de adsorbtie se aplica la separarea unor substante
organice relativ nepolare datorita capacitatii metodei de a
fractiona amestecul de izomeri de pozitie: derivati disubstituiti
in meta si para ai nucleului aromativ).
HPLC de repartitie Este cea mai utilizata dintre tehnicile
cromatografice in faza lichida si se poate practica sub forma
cromatografiei HPLC lichid-lichid si HPLC lichid-faza grefata sau
legata; In HPLC de repartitie se disting 2 procedee, in functie de
polaritatea fazelor stationara si mobila:1. Cromatografia pe faza
stationara normala f polara; ca faza mobila se utilizeaza un
solvent practic nepolar sau foarte slab polar;2. Cromatografia pe
faza inversa in care faza stationara este nepolara iar faza mobila
este relativ polara. Regula de alegere a fazei mobile pt
cromatografia de repartitie este urmatoarea: Faza mobila trebuie sa
aiba o putere mare de dizolvare dar sa nu interactioneze clinic cu
analitii din probe (sa fie inerta fata de acestia); trebuie sa fie
compatibila cu sistemul de detectie; Sa nu dizolve faza stationara
si sa nu interactioneze chimic cu aceasta (sa fie inerta chimic
fata de ea); In cromatografia pe faza inversa, faza stationara este
nepolara iar faza mobila este polara, fiind formata din apa,
metanol, acetonitril sau din amestecuri in diferite proportii ale
acestora.
Introducere in CSS Rezultatele spectaculoase obtinute in
domeniul chimiei in ultimele decenii, atat in cadrul cercetarii cat
si al multiplelor si variatelor aplicatii ale acesteia, se
datoreaza intr-o masura considerabila folosirii tehnicilor
experimentale si bagajului teoretic pe care fizica le-a pus la
dispozitie. In aceasta directie aplicarea metodelor fizice in
analiza chimica, proces inceput de la consituirea acesteia ca
disciplina stiintifica a condus la elaborarea unor numeroase
tehnici de laborator cu mare potentialitate, printre care se
inscrie si metoda cromatografica cu diferitele sale variante; CSS
este una dintre vechile si din noile metode de analiza care,
alaturi de celelalte metode cromatografice si fizico-chimice in
general contribuie la studiul si identificarea substantelor chimice
naturale si de sinteza.
Generalitati despre CSS CSS este o metoda fizico-chimica de
separare a substantelor dintr-un amestec, pe baza capacitatii
deosebite de distributie intre o faza stationara si una mobila;
Metoda cromatografica se bazeaza pe un proces de migrare dinamica
diferentiala a substantelor din amestecul respectiv, ca urmare a
unor diferente in adsorbtie, repartitie, solubilitate, presiune de
vapori, marimea moleculei etc.
Principiul CSS Un analit migreaza in susul sau de-a latul unui
strat de faza stationara, de obicei silicagel, sub influenta unei
faze mobile (de obicei un amestec de solventi organici) care se
deplaseaza prin faza stationara prin efect capilar; Distanta
parcursa de un analit este determinata de afinitatea sa relativa,
pentru faza stationara vs faza mobila; Compusii amestecului sunt
repartizati intre un adsorbant (faza stationara de obicei silicagel
SiO2) si un solvent (faza mobila) care se deplaseaza prin faza
stationara in efect capilar.
Importanta CSS in analiza medicamentului Determinarea
impuritatilor in produsele farmaceutice din materiile prime sau
produse preparate; Folosita adesea ca metoda de baza pentru
verificarea materiilor prime farmaceutice; Poate fi folosita pentru
validarea curatirii, o treapta in fabricarea produselor
farmaceutice.
Aparat tipic pentru CSS In figura apare o diagrama tipica a unei
placi de CSS dupa ce a fost dezvoltata si pulverizata pentru
localizarea analitului. Aparatul Linomat: aplica probele in forma
de benzi pe straturile subtiri; Aspectul placilor si al spoturilor
la vizualizare: in lumina UV (stanga), in lumina vizibila
(dreapta);
Cromatograma CSS cu silicagel ca faza stationara In figura
compusul A este mai putin polar decat compusul B si parcurge o
distanta mai mare odata cu faza lichida.
Aplicatii ale cromatografiei in analiza medicamentului CSS a
devenit o tehnica foarte sofisticata pentru identificarea
compusilor si pentru determinarea prezentei impuritatilor;
Complexitatea ei deriva din vasta gama de faze stationare si faze
mobile ce pot fi folosite cat si din marele numar de reactivi de
pulverizare ce pot fi utilizati pentru vizualizarea
cromatogramei.
Analiza calitativa Principala metoda de identificare prin CSS
consta in localizarea zonelor diferitilor componenti separat si
prin masurarea valorilor Rf corespunzatoare Rf (retardation
factor); acesta se calculeaza altfel: Distanta parcursa de
componentul dat supra distanta parcursa de frontul solventului; Tot
in scopul realizarii analizei calitative, se poate realiza si
cromatografia bidimensionala; placa se vizualizeaza si se compara
cu o placa etalon pe care exista un amestec similar, dar
cunoscut.
Teste calitative de identitate CSS se foloseste adesea de
monografiile BP ca parte a unui numar de teste de indentitate
efectuate pe substante pure. Pentru confirmarea suplimentara a
identitatii se folosesc mai multe sisteme de solventi si, de
asemeni, diferite tipuri de reactivi spray.
CURS 4 28.10.2013
Cand structura impuritatii este cunoscuta Un test limita se
bazeaza pe comparatia intre o solutie concentrata a analitului si o
solutie diluata a unei impuritati. O cantitate mica de
hidrocortizon impuritate se poate vedea coborand sub spotul mare
produs de hidrocortizonul acetat, care este componenta principala a
probei. In linie cu pozitia unde a fost aplicat spotul de
hidrocortizon acetat se observa un spot foarte mic. In acest caz,
spotul produs de impuritatea hidrocortizonului din proba apare mai
intens (mai mare) decat spotul produs de etalonul de hidrocortizon
0,01% g/v si deci proba nu a trecut testul limita. Cand structura
impuritatii este necunoscuta Un tip asociat de test limita C.S.S.
se face cand identitatea impuritatilor nu este pe deplin cunoscuta.
Acest tip de test de face, de exemplu, pe compusi de origine
naturala care pot contine o gama de compusi cu structuri asociate
cu a substantei de test si care sunt co-extrasi opdata cu
materialul brut. Trei probe de codeina sunt analizate cum s-a
descris, ceea ce arata daca testele limita de mai jos au fost
trecute sau ratate. Solutiile 1-3 apar in ordine numerica de la
stanga la dreapta. i-trece deoarece niciun spot din cromatograma
solutiei 1 nu este mai intens decat spotul produs de solutia 2;
ii-nu trece deoarece spotul de la origine este mai intens decat cel
produs de solutia 2; iii trece deoarece desi un spot de deasupra
codeinei este mai intens decat spotul solutiei 3, nu exista niciun
spot mai intens ca cel al solutiei 2.
Aplicatii ale HPLC multe teste farmaceutice limita curente ar
putea fi efectuate cu un grad mai mare de acuratete daca s-ar
folosi metodele HPTLC. HPTLC pentru rifampicina, isoniazida si
pirazinamida.
Sensibilitate in CSS Tehnica CSS a fost utilizata pe scara larga
in domeniul farmaceutic pentru a analiza o varietate de aplicatii
specifice si utile, de exemplu: Pentru a identifica prezenta
nedorita a unor compusi organici, ce prezinta impuritati intr-un
numar de substante farmaceutce: morfina in clorhidratul de
apomorfina; hidrazina in carbidopa; 3-aminopropan in
dexampanthenol; Substante inrudite prezente in medicamente oficiale
si anume: substantele aferente prezente intr-un numar mare de
substante farmaceutice: aminofilina; Alcaloizi straini prezenti in
medicamente alcaloide: sulfatul de atropina; codeina; Steroizi
straini prezenti in medicamente steroidiene.
Introducere in HPLC HPLC acopera astazi in proportie de
aproximativ 80% analiza substantelor moleculare HPLC reprezinta
evolutia unei metode mai vechi, cromatografia pe coloana clasica
care servea in primul rand la izolarea preparativa a compusilor
naturali; Prin introducerea pompelor si, in consecinta, lucrandu-se
la presiuni tot mai ridicate (200 atm), dezvoltarea unor faze
stationare performante, de dimensiuni tot mai mici, in coloane tot
mai scurte (3-10 cm) s-a ajuns la configuratia actuala.
Generalitati cu privire la HPLC HPLC este o metoda
fizico-chimica de separare cromatografica in care faza mobila este
un lichid iar faza stationara, continuta intr-o coloana, este
constituita dintr-un solid cu granulatie fina sau un solid
impregnat cu un lichid sau un solid pe care sunt grefate grupari
organice. HPLC este o metoda ce prezinta urmatoarele avantaje: Usor
de controlat cu o precizie cantitativa asigurata prin introducerea
exacta a probei; HPLC este tehnica cromatografica ce a cunoscut cea
mai puternica dezvoltare in anii recenti, ducand la imbunatatirea
coloanelor, a detectorilor si a soft-urilor de control; Varietatea
coloanelor si a detectorilor face ca selectivitatea metodei sa
poata fi usor ajustata.
Metodele cromatografice pot fi clasificate in functie de mai
multe criterii: Termenul de cromatografie de lichide este utilizat
pentur a denumi o gama exinsa de sisteme cromatografice care au in
comun faptul ca utilizeaza o faza mobila lichida. In functie de
mecanismele de separare: Cromatografia de lichide; Cromatografia de
gaze; Cromatografia cu fluide supracritice; In functie de tehnica
utilizata: Cromatografia pe hartie; CSS; CSS de inalta
performanta.
Cromatograma in HPLC In orice tip de cromatografie detectorul da
un semnal proportional, uneori cu concentratia, alteori cu masa
componentului aflat in celula de masura, semnal ce poate fi
inregistrat in functie de timp. Diagrama semnal, functie de timp
sau de volumul de eluent se numeste cromatograma.
Elementele de baza ale cromatogramei HPLC: Picurile
cromatografice acestea sunt semnalele valorificabile in analiza
calitativa si cantitativa, in toate metodele cromatografice. Timpul
mort, tM este timpul in care un component, complet neretinut de
catre faza stationara, parcurge coloana si tuburile de legatura
pana la detector. Timpul de retentie, tR o marime caracteristica
pentru fiecare component al amestecului separat de coloana
reprezinta timpul scurt de la injectarea probei si aparitia
maximului de concentratie in detector. Volumul de retentie, VR este
volumul de eluent corespunzator timpului de retentie; Timpul de
retentie ajustat tR introdus in cromatografie pentru a se putea
compara timpii masurati pe coloane diferite; Volum de retentie
ajustat reprezinta volumul golurilor din coloana plus volumul
tuburilor de legatura de la coloana la detector.
Principalele etape in HPLCSolvent ->
pompa->injector->coloana->detector->inregistrator
(solventul intra in pompa, din pompa in injector, coloana, din
coloana ies pe rand componentii amestecului, vor trece prin
detector si, apoi, se va face o inregistrare a semnalului emis de
detector)
Aparatura din care este alcatuit sistemul HPLC Sistem HPLC
tipic, reglat la un debit de 1 ml/min indicand o presiune a
coloanei de 1265 psi si conectat la un dectector UV/vizibil care
este reglat sa monitorizeze efluentul coloanei la 260 nm.
Analiza tabelelor de paracetamol si aspirina Un extract de
tablete continand paracetamol si aspirina rulat la un pH 3,7 in
0,05M acetat de sodiu/acetonitril (85:15) (coloana ODS 150 nm x 4,6
nm, debit 1ml/min) Extractul de tablete rulat la pH 4,4 in 0,05 M
acetat de sodiu tampon/ acetonitril (85:15). Coloana ODS 150 nm X
4,6 nm, debit 1mL/min. Detectie UV la 243 nm.
Analiza cremei cu hidrocortizon fata de un etalon intern
Cromatograma in urma analizei cremei cu hidrocortizon folosinu-se
betametazona ca standard intern pe o coloana ODS (25 cm X 46 nm) cu
metanol/apa (70:30) ca faza mobila. (A) etanolul de calibrare (Sol
1); (B) extract de crema etalonul intern (Solutia 3); (C) extract
de crema fara adaugare de etalon intern (Sol2);
Avantaje HPLC HPLC grupeaza o variata si importanta gama de
metode care permit cercetatorului sa separe compusi foarte
asemanatori din amestecuri complexe. HPLC este o tehnica de un
urias potential si chiar are avantajul ca furnizeaza atat
informatii calitative cat si cantitative.
Avantaje HPLC - Majoritatea aplicatiilor HPLC sunt folosite in
analizele farmaceutice pentru determinarea calitativa si
cantitativa a substantelor utilizate in formulari. Cu astfel de
analize nu se pierde mult timp pentru pregatirea fazelor mobile si
selectionarea coloanelor sau a detectorilor potriviti in cazul
amestecurilor complexe.
Generalitati introducere gaz-cromatografiei Unele dintre cele
mai dificile si frustrante probeleme in domeniul analizei
medicamentului sunt de separare simultana, identificare si, mai
presus de toate, analiza cantitativa a uneia sau mai multor
substante dintr-un amestec complex al unui produs farmaceutic.
Cresterea exponentiala a cromatografiei de gaze poate fi atribuita
potentialului incomparabil de a solutiona problema separarii
componentelor dintr-un amestec complex.Definitie (FRX)
Cromatografia de gaze este o metoda fizico-chimica de separare
cromatografica, in care faza mobila este un gaz (gaz purtator), iar
faza stationara este un solid sau un lichid cu care este impregnat
un suport solid inert sau un lichid repartizat uniform pe peretii
unei coloane capilare; Faza stationara se afla intr-o coloana
cromatografica, confectionata, de obicei, din sticla sau din otel
inoxidabil; Faza mobila se deplaseaza continuu printr-o coloana,
iar la iesire gazul purtator trece prin detector.
Principiul separarii cromatografice Consta in distributia
inegala a componentelor unui amestec intre faza mobila si faza
stationara; Amestecul strabate sistemul cromatografic, fiind
antrenat de catre faza mobila.
Schema cromatografului de gaze cauta pe net!:D
Principalele etape in cromatografia de gazePrepararea probei
-> injectarea in coloana -> separarea componentilor ->
detectarea componentilor -> identificare si masurare
Introducerea probelor lichide in coloana cromatografica prin
evaporare.Introducerea probelor solide in coloana cromatografica
sunt introduse in coloana prin injectare cu microseringi dupa ce au
fost dizolvate intr-un solvent adecvat.
Cromatograma reprezentarea grafica a semnaului detectorilor in
functie de timp, obtinuta cu ajutorul inregistratorului, se numeste
cromatograma.
Parametrii specifici Timp de retentie, tR este timpul la care
apare maximul unui pic, masurat din momentul introducerii probei si
constituie caracteristica calitativa a componentului respectiv;
Inaltimea picului, h, sau aria suprafetei lui, A, constituie
parametrul cantitativ, proportional cu cantitatea de component; tM
este timpul in care elentul si componentele care nu interactioneaza
cu faza stationara parcurg distanta pana la detector.
Aparatura pentru cromatografia de gaz cauta pe net! :D
Aplicatii ale cromatografiei de gaze in analiza medicamentului
caracterizarea uleiurilor volatile (care pot fi folosite ca
excipienti in formulari), brevetarea amestecurilor complexe pentru
tuse, a tonicelor si a acizilor grasi in uleiurile stabile; teste
de limita pentru reziduuri de solvent si alte impuritati volatile
in substantele medicamentoase; caracterizarea unor medicamente
neformulate in particular in ceea ce priveste procesul de detectare
a impuritatilor; cuantificarea medicamentelor in formulari in
particular daca medicamentul nu are un cromofor.
Analiza cantitativa si calitativa primele analize de medicamente
au inceput cu steroizii anabolizanti; folosirea abuziva a
medicamentelor analgezice, narcotive si halucinante a impus analiza
lor calitativa si cantitativa si cantitativa intr-un timp cat mai
scurt, pentru a putea interveni la timp cu antidotul cel mai
potrivit; o categorie importanta de medicamente o reprezinta
substantele folosite in tratarea bolilor vasculare. Pentru
clonidina, detectorul cu captura de electroni a permis masurarea
unei concentratii de 100 pg clonidina intr-un mL de plasma.
Analiza acidului valproic in plasma o aplicatie tipica a GC in
analiza unui medicament in plasma este determinarea medicamentului
antiepileptic acid valproic dupa extragerea fazei solide prin GC cu
ionizare cu flacara; in aceasta prodedura s-a folosit ca etalon
intern acid caprilic care este izomeric cu acidul valproic.
Analiza atropinei din picaturile oculare picaturile oculare cu
atropina sunt folosite pentru a dilata pupila inainte de operatiile
de cataracta; metoda implica extragerea atropinei si a unui etalon
intern de homatropina din faza apoasa.
Determinarea dimetilanilinei din solutia injectabila bupivacaina
dimetilanilina este atat o impuritate de fabricatie in bupivacaina
cat si un posibil produs de descompunere in solutiile
injectabile.
Cromatografia de gaze cuplata cu spectrometria de masa atat
cromatografia de gaze cat si spectrometria de masa sunt tehnici
analitice de mare utilitate pentru analiza compusilor organici;
combinarea lor intr-un singur sistem duce la obtinerea unor
rezultate care depasesc mult ceea ce s-ar realiza prin simpla
insumare a datelor oferite de cele doua tehnici.
Realizarea practica a analizelor GC-MS fixarea spectrometrului
de masa la o anumita valoare m/z caracteristica doar pentru o
anumita componenta care ne intereseaza, el functionand in acest caz
ca un detector foarte specific. Parcurgerea (scanarea) intregului
domeniu de masa intr-un interval de timp redus, ceea ce inseamna ca
se obtin sute sau chiar mii de spectre pentru fiecare analiza.
Toate aceste spectre sunt stocate in memoria calculatorului atasat
instrumentului.
Aplicatii ale CG-SM calculator O metoda de mare utilitate in
diagnosticarea, urmarirea evolutiei si tratamentului unor boli, in
special determinand constituentii volatili de masa moleculara mica
ai fluidelor biologice (metaboliti biologici volatili din urina,
ser, plasma si fluid cerebrospinal).
CURS 5, 04.11.2013
Puritatea substantelor farmaceutice. Impuritati farmaceutice
GeneralitatiExista un interes din ce in ce mai mare in ceea ce
priveste impuritatile prezente in medicamente (API substante
active). In ultimul timp, nu numai profilul puritatii, dar si
profilul impuritatii a devenit esential dupa cum reglementarile in
vigoare o specifica. In lumea farmaceutica, o impuritate este
considerate ca orice alt material organic, pe langa s.a. sau
excipienti ce apare in urma sintezei sau din substante chimice
nedorite care raman cu API (active pharmaceutical
impurities).Impurificarea poate fi dezvoltata atat in timpul
formularii cat si dupa expirarea timpului de valabilitate atat a
substantelor folosite dar si a preparatelor formulate.Prezenta
acestor substante chimice nedorite, chiar si in cantitate mica,
poate influenta eficacitatea si siguranta produselor farmaceutice.
Profilul impurificarii (de exemplu, identificarea, precum si
cantitatea de impuritati din produsele farmaceutice), a castigat in
ultimul timp atentia din partea autoritatilor de reglementare.
Diferite farmacopei, cum ar fi farmacopeea britanica, sau
farmacopeea SUA, indiana precizeaza limitele, nivelurile admisibile
de impuritati prezente in substantele utilizate sau preparatele
formulate. Impurificarea poate fi evitata doar daca fiecare etapa
este realizata cu grija, evitandu-se sinteza prin realizarea mai
multor etape odata; in cazul paracetamolului brut exista un test de
limitare pentru p-aminofenol care poate fi un materiale de pronire
in unele cazuri sau un intermediar in altele.In chimia organica de
sinteza, este foarte rar atins randamentul de 100% in obtinerea
unui produs final singur; in obtinerea unui produs final singur
exista intotdeauna o sansa de a avea produsi secundari. Spre
exemplu, in cazul producerii paracetamolului brut se poate forma ca
produs secundar paracetamol diacetilat. Impuritatile pot fi de
asemenea rezultate prin degradarea produsului final in procesul de
fabricatie a medicamentelor. Degradarea penicilinei si a
cefalosporinelor sunt exemple bine cunoscute ale produselor de
degradare. Prezenta unui inel beta-lactamic, precum si a unei
grupari amino la C6-C7 joaca un rol critic in degradarea lor.Aceste
impuritati poseda adesea efecte nedorite farmacologic sau
toxicologic, dar pot avea si beneficii care la administrarea lor
pot compensa. Compozitia impuritatilor ne permite sa tragem
concluzii in ceea ce priveste procesul de fabricatie a produselor
si falsificarea acestora care este din ce in ce mai raspandita in
toate tarile din lume, prin urmare, este necesar a controla cu
strictete calitatea produselor farmaceutice si a determina
concentratia de impuritati in toate etapele productiei, de la
materiile prime la produsul finit.Surse de impurificareImpuritatile
pot proveni din diverse surse. Sursa cea mai evidenta de
impurificare este sinteza, caz in care intermediarii din s.a. pot
constitui impuritati sau pot sa devina o sursa de alte impuritati
care rezulta din acestea. Orice impuritate prezenta in materia
prima este posibil a se regasi in s.a. de interes. In plus,
impuritatile care se refera la substantele inerte (excipientii) si
solventii utilizati in timpul sintezei trebuie sa fie, de asemenea,
luati in considerare. Impuritatile pot fi produse in timpul
diferitelor etape ale formularii produsului medicamentos.Exista
posibilitatea ca aceste impuritati sa fie prezente in produsul
medicamentos final. Potentialii produsi de reactie care au legatura
cu aceste impuritati trebuie sa fie, de asemenea, evaluati.
Impuritatile din produsele medicamentoase pot proveni nu numai din
s.m. sau din substantele inerte folosite pentru formularea unui
produs medicamentos, ele pot fi introduse in produsul medicamentos
in timpul procesului de formulare sau in urma contactului cu
ambalajul.
Surse de impuritati organiceImpuritatile organice pot aparea in
timpul procesului de fabricatie si/sau la depozitarea s.m. Ele sunt
derivate din procesele de sinteza si din reactiile de degradare a
s.m. si produselor medicamentoase. Impuritatile rezultate din
procesul de sinteza pot proveni din materiile prime, intermediarii,
reactivii, liganzii si catalizatorii utilizati in sinteza chimica,
precum si din produsii secundari rezultati in urma reactiei chimice
de sinteza. Produsii de degradare se obtin in urma degradarii
chimice a s.m. si a produselor medicamentoase in functie de
conditiile de depozitare sau solicitare. Acestea pot fi
identificate sau neidentificate, volatile sau non-volatile si pot
sa includa urmatoarele tipuri de impuritati:a. Impuritati provenind
din procese de sinteza a s.m.;b. Impuritati rezultate in urma
degradarii s.m.
Impuritati provenind din procese de sinteza a s.m.Entitatile
chimice, altele decat s.m., care sunt implicate sau produse in
procesul de sinteza pot ajunge in s.m. finala sub forma de urme de
impuritati. Aceste entitati chimice includ materii prime, produse
intermediare, solventi, reactivi chimici, catalizatori, produse
secundare, impuritati prezente in materialele de baza si entitati
chimice formate din aceste impuritati (in special a celor implicate
in ultimele etape de sinteza).
Materiile prime si produsii intermediariMateriile prime si
produsii intermediari sunt structurile chimice folosite pentru a
construi forma finala a unei molecule de s.m. Materiile prime
nereactionate si produsii intermediari, in special cei implicati in
ultimele etape ale sintezei, pot supravietui procesului de sinteza
si purificare si apar in produsul final sub forma de impuritati.
Impuritatile prezente in materiile prime ar putea urma aceeasi cale
de reactie ca si materialul de baza in sine, iar produsii de
reactie pot duce la formarea de impuritati in produsul
final.Cunoasterea impuritatilor din materiile prime de baza ajuta
la identificarea impuritatilor prezente in produsul final si la
intelegerea mecanismelor de formare a acestor impuritati.
Reactivi, liganzi si catalizatori:Aceste substante chimice sunt
mai rar intalnite in API-uri; cu toate acestea, in unele cazuri,
ele pot constitui o problema ca impuritati.Reactivii chimici,
liganzii si catalizatorii utilizati in sinteza unei s.m. pot fi
regasite in produsele finale ca impuritati sub forma de urme.
Produsi secundari de sintezaSelectivitatea unei reactii este
rareori de 100%, iar reactiile secundare sunt frecvente in timpul
sintezei de s.m. Produsii secundari sunt printre cele mai comune
impuritati de proces.
Produsi over-reaction:In multe cazuri etapele precedente sau
cele finale ale sintezei nu sunt suficient de selective si
reactivii ataca si produsul intermediar/produsii intemerdiari.
Impuritati provenite de la solventi utilizati in reactieDe
exemplu, clorura de metilen, care este adesea folosita ca solvent
intr-o reactie Friedel-Craft de acilare a benzenului sau a
derivatilor de fenil poate constitui o sursa de impuritati.
Impuritatile din solventi pot fi, de asemenea, o sursa de
impuritati. De exemplu, 2-hidroxitetrahidrofuran este o impuritate
in tetrahidrofuran, care este adesea folosit ca solvent al
reactivului Grignard.
Impuritati rezultate in urma degradarii s.m.Impuritatile pot fi,
de asemenea, formate in urma degradarii produsului final, in timpul
procesului de fabricatie.Produsele de degradare care rezulta din
depozitarea sau formularea diferitelor forme dozate sau datorita
imbatranirii produselor sunt impuritati comune in medicamente.
Impuritati enantiomericeActivitatea biologica a substantelor
chirale de multe ori depinde de stereochimia lor, deoarece
organismul viu este un mediu chiral. Un procent mare de compusi
farmaceutici comerciali si experimentali sunt enantiomeri si multi
dintre ei prezinta diferente semnificative de enantio-selectivitate
in farmacocinetica si farmacodinamia lor. Importanta chiralitatii
medicamentelor a fost recunoscuta de mult timp, iar consecinta
utilizarii lor ca racemi sau enantiomeri a fost discutata frecvent
in literatura de specialitate. Cu o crestere evidenta a problemelor
legate de stereoselectivitate in actiunea medicamentelor,
cromatografia chirala a devenit un instrument important in analiza
lor. Mari eforturi au fost dedicate dezvoltarii unei metodologii
mai bune pentru cromatografia enantioselectiva in ultimele doua
decenii.
Metode de detectareProfilul impurificarii s.m. si formularea
medicamentelor incepe cu detectarea impuritatilor. Metodele cele
mai frecvent utilizate pentru aceasta sunt CSS (TLC), HPLC, dar, in
cazul materialelor volatile, stabile termic, gaz cromatografia
(GC), joaca, de asemenea, un rol important.Alte tehnici
cromatografice si electroforetice, cum ar fi cromatografia cu
fluide supercritice, electroforeza capilara si electrocromatografia
capilara pot fi, de asemenea, utilizate. Spectrostopia de masa (MS)
si rezonanta magnetica nucleara se inalta rezolutie (RMN) pot
contribui, de asemenea, la detectarea impuritatilor.
Metode de caracterizareMetode spectroscopiceUrmatoarele tehnici
spectroscopice de masurare au fost utilizate pentru caracterizarea
impuritatilor; cele mai multe dintre aceastea sunt foarte utile ca
detectori pentru metodele cromatografice: Ultraviolet; Infrarosu;
Spectroscopia Raman; Spectroscopia de masa; Rezonanta magnetica
nucleara (RMN).
Spectrometria in UVSpectrofotometria UV la o singura lungime de
unda furnizeaza o selectivitate minima a analizei; cu toate
acestea, datorita accesibilitatii detectorilor campului de diode se
pot obtine simultan suficiente informatii, la diferite lungimi de
unda, pentru a asigura o mai mare fiabilitate.
Spectrometria in IROfera informatii specifice privind unele
grupari functionale care ofera selectivitate si permit
cuantificarea. Cu toate acestea, datorita nivelului scazut de
detectibilitate, este dificil. Acest lucru necesita abordari mai
complexe care sunt, in general, un factor de descurajare pentru
analisti.
Spectroscopia RamanSe bazeaza pe masurarea radiatiilor
electromagnetice difuze care rezulta din iradierea materiei.
Concret, atunci cand un material este iradiat cu o sursa de lumina
monocromatica puternica (de exemplu: laser), o cantitate mica de
radiatii este difuzata la o lungime de unda diferita. Exista
aceeasi diferenta in energia vibrationala dintre fasciculul
dispersat si fasciculul incident care este masurat. Spectroscopia
Raman este considerata complementara spectroscopiei IR, cele 2
tehnici oferind o imagine completa vibrationala asupra
materialului.
Spectrometria de masaA avut un impact semnificativ asupra
procesului de dezvoltare farmaceutica in ultimele decenii.
Progresele in proiectarea si eficienta interfetelor care conecteaza
direct tehnicile de separare cu spectrometrie de masa au acordat
noi oportunitati pentru monitorizarea, caracterizarea si
cuantificarea s.a. ca atare cat si din formele farmaceutice. Dotata
cu o specificitate analitica si o sensibilitate exceptionale,
spectrometria de masa reduce semnificativ timpul ciclului metodei
de dezvoltare cromatografica, validarea si analiza probei.
RMNAre capacitatea de a furniza informatii cu privire la
structura si stereochimia moleculei de interes constituind o metoda
de analiza utila in elucidarea structurii. Din pacate, RMN a avut
in mod traditional o sensibilitate limitata in comparatie cu alte
metode analitice.
Metode de izolareMetodele de izolare includ atat metode
cromatografice dar si metode non-cromatografice. La inceput ar
trebui incercate metodele simple, deoarece acest lucru poate duce
la economii considerabile in timp si pot produce o cantitate mai
mare de informatii cu o mai mare usurinta. Pentru izolarea unui
compus dat dintr-un amestec complex, metodele cromatografice
utilizate pentru separarea de impuritati in determinarile analitice
sunt metode de prima alegere, care sunt corespunzator modificate in
scopul izolarii impuritatilor in cazul in care o fractiune adecvata
este colectata.
Metodele de izolare: Extractia fazei solide; Extractia
lichid-lichid; Extractia accelerata a solventului; Cromatografia in
strat subtire (TLC); Cromatografia in faza gazoasa (GC); HPLC;
Electroforeza capilara (CE).
Metode de separareUrmatoarele metode pot fi utilizate pentru
separarea impuritatilor si a produsilor de degradare: Electroforeza
capilara; Separarea chilara; GC; HPLC; Cromatografia cu gluide
supercritice; CSS.Natura si complexitatea componentei ce trebuie
separata determina ce metoda ar trebui utilizata. Scopul principal
al unei metode de separare bune este rezolutia tuturor
impuritatilor de interes. Un rezumat al avantajelor metodelor
amintite mai sus este dat aici pentru a oferi o scurta trecere in
reviza a utilizarii lor potentiale.
Electroforeza capilaraEste o tehnica eficienta in situatiile in
care avem de-a face cu cantitati foarte mici de proba si o inalta
rezolutie este esentiala. Reproductibilitatea sa relativ mica este
principala dificultate a acestei proceduri. Este o metoda fizica de
analiza, care se bazeaza pe migrarea particulelor incarcate
electric, dizolvate sau dispersate intr-o solutie de electroliti si
supuse actiunii unui camp electric. Mobilitatatea electroforetica a
unei particule este viteza de deplasare in metri pe secunda a
particulei supuse actiunii unui camp electric de un volt pe metru
si se exprima in metri patrati pe volt si pe secunda (m2 x V-1 X
s-1). Submultiplul curent folosit este centimetrul patrat pe volt
si pe secunda (cm2/VXs).
Separarea chiralaProprietatile stereochimice ale medicamentelor
chirale au fost in multe cazuri factorul de control privind
activitatea acestora. Un enantiomer poate avea o functie biologica.
Altii pot fi inactivi sau avea o alta functionalitate care ar putea
avea efecte secundare. In unele cazuri, un izomer optic poate fi
daunator. FDA impune producatorilor de medicamente testarea
enantiomerilor individuali pentru noile medicamente pentru a le
cunoaste toxicitatea. Cromatografia chirala reprezinta separarea
cromatografica a compusilor enantiomerici. Fazele lichide
stationare comune nu poseda o selectivitate adecvata pentru
separarea enantiomerica. Adaosul macromoleculelor de ciclodextrina
derivatizate la fazele fixe comune creeaza coloane capilare care au
capacitatea de a separa numerosi enantiomeri.
Gaz-cromatografieGaz cromatografia este o tehnica extrem de
utila pentru cuantificare. Se poate oferi rezolutia dorita,
selectivitate si usurinta de cuantificare. Principala sa limitare,
insa, este faptul ca proba trebuie sa fie volatila sau trebuia sa
devina volatila prin derivatizare. Aceasta tehnica este foarte
practica pentru impuritatile organice volatile (OVI).
Cromatografia de lichide de inalta presiuneEste adesea
mentionata ca HPLC in zilele noastre. Ambii termeni pot fi
abreviati ca HPLC si termenii pot fi folositi alternativ.
Aplicatiile acestei tehnici foarte eficiente au fost semnificativ
extinse prin utilizarea unei varietati de detectori, cum ar fi
fluorescenta, electrometria, MS s.a.m.d.
CSSEste una dintre tehnicile de separare cele mai utilizate
datorita usurintei de utilizare, costului redus, inaltei
sensibilitati, vitezei de separare, precum capacitatii sale de a
analiza simultan mai multe probe. Ea a fost aplicata in
disciplinele de biochimie, toxicologie, farmacologie, stiinta
mediului si in chimie. CSS poate fi utilizata pentru separarea,
izolarea, identificarea si cuantificarea componentelor intr-un
amestec.
CURS 6, 11.11.2013
Spectrometria de absorbtie UV-VIS in analiza si controlul
medicamentelor
Domeniul spectral UV-VIS Spectrometria in UV-VIS se aplica in
domeniul spectral 180-1100 nm; Domeniul spectral UV-VIS este
alcatuit din 3 zone spectrale: UV apropiat 185-400 nm; Vizibilul
400-700 nm; IR 700-1100; Determinarile spectrometrice in acest
domeniu se bazeaza pe fenomenul de absorbtie a radiatiilor cuprinse
in acest domeniu spectral de catre speciile chimice analizate.
Determinarile in acest domeniu au la baza masuratori de absorbanta
(sau transmitanta) cu ajutorul spectrofotometrelor automatizate,
inclusiv pentru analiza multicomponent; Unele spectrofotometre
UV-VIS sunt utilizate ca detectori ai mai multor analiti, din
amestecuri cu mai multe componente, dupa prealabila lor separare
prin cromatografia de lichide; Spectrofotometrele UV-VIS
disponibile in prezent lucreaza intre 185 si 900 nm. Limita
inferioara se opreste la cca 185 nm datorita aerului care devine
opac sub aceasta limita.
Absorbtia luminii Producerea absorbtiei luminii se explica prin
faptul ca in UV-VIS radiatiile au o energie mai mare decat in IR
ceea ce duce la tranzitii electronice de pe anumite niveluri
(orbitali) pe altele; Tranzitiile electronice se suprapun peste
tranzitiile rotationale si peste cele vibrationale care sunt
produse de energii mai mici: deltaE = deltaE rotatie + delta E
vibratie + delta E electronice La impactul unui foton asupra unei
molecule izolate se modifica termenul E electronic ceea ce
determina variatia energiei mecanice totale. Compusii organici
obisnuiti, inclusiv cei medicamentosi, sunt formati din atomi
usori, precum C, H, N, O, iar tranzitiile care se observa pentru
acesti compusi sunt determinate de electroni implicati in
legaturile sigma si pi si de electronii n neparticipanti care
formeaza dublete neimplicate in legaturi; In cursul acestor
tranzitii se produc modificari ale polaritatii legaturilor iar
spectrele care se obtin pentru acesti compusi se mai numeste si
spectre de transfer de sarcina; In afara de tipurile de tranzitie
mentionate mai sus exista si tranzitii in care sunt implicati
orbitalii moleculari d specifice compusilor anorganici; Din punctul
de vedere al participarii sau neparticiparii electronilor existenti
intr-o molecula, la tranzitii electronice se disting 4 tipuri de
electroni:1) invelis de electroni inchis, in care electronii nu
sunt implicati in legaturi chimice deoarece au energii de excitare
foarte mari; acesti electroni nu contribuie la absorbtia in
UV-VIS;2) electroni de tip sigma in legaturi covalente sigma care
au de asemenea energii mari de excitare si deci nu contribuie la
absorbtii in UV-VIS3) electronii n, care se gasesc sub forma
electronilor neparticipanti, pot fi excitati cu radiatii UV-VIS si
pot contribui la absorbtii in acest domeniu spectral;4) electroni
pi, situati pe orbitali pi, in legaturile duble si triple fiind mai
usor excitabili, ei fiind responsabili pentru majoritatea
spectrelor electronice.
Producerea culorii. Cromofori. Solvatocromie. Deplasari bato si
hipsocrome. La originea tranzitiilor electronice stau gruparile
cromofore care includ diverse tipuri de electroni; Daca o molecula
contine mai multi cromofori separati prin cel putin doua legaturi
simple, se poate observa o suprapunere a efectelor gruparilor
individuale; Este important de precizat ca atat potizia cat si
intensitatea si chiar forma benzilor de absorbtie ale compusilor in
solutie sunt influentate de natura solventului. Procesul acesta se
numeste solvatocromie iar modificarile mentionate sunt datorate
interactiunilor analit-solvent.
Efectul hisocromic si efectul batocromic Efectul hipsocromic
consta in deplasarea benzilor de absorbtie spre lungimi de unda mai
mici; Efectul batocromic consta in deplasarea benzilor de absorbtie
spre lungimi de unda mai mari.
Spectrofotometria UV-VIS Pentru inregistrarea spectrelor
electronice se utilizeaza un spectrofotometru UV-VIS care este
compus dintr-o sursa de radiatii, un sistem dispersiv combinat cu
un monocromator si un detector.
Legea fundamentala a absorbtiei In spectrometria de absorbtie in
UV-VIS se masoara de regula absorbanta care este proportionala cu
concentratia analitului, conform legii Lambert-Beer: A= epsilon X b
X c In care: A=absorbanta; b=grosimea stratului de solutie (cm);
c=concentratia analitului determinat; epsilon=absorbanta
molara.
Inregistrarea spectrelor Este una dintre problemele de mare
importanta in detectia si dozarea substantelor medicamentoase;
Inregistrarea spectrelor se poate face fie prin reprezentarea
grafica a absorbantei in functie de lungimea de unda fie a
transmitantei in functie de lungimea de unda; Aceasta inregistrare
se face automat, datele experimentale fiind inmagazinate in
calculator, acesta avand programe de prelucrare a datelor;
Inregistrarea spectrelor in UV-VIS se face in solutiile analitilor
in solventi potriviti, iar alegerea solventului in fiecare caz este
o problema deosebita; Spectrometria UV se poate utiliza si in
studiul unor reactii chimice care se petrec in solutie. De exemplu,
salicilatul de metil sufera in solutie apoasa alcalina o reactie de
hidroliza din care rezulta acid salicilic, iar cu exces de baza
salicilatul alcalin corespunzator.
Tratarea rezultatelor analitice Pentru tratarea (prelucrarea sau
evaluarea) rezultatelor analitice sunt necesare cateva cunostinte
de analiza statistica, care permit analistului sa inteleaga
semnificatia rezultatelor obtinute si pentru a ordona limitarile
fiecarei etape si tehnici de analiza; Analistul trebuie sa aiba
propria lui intelegere cu privire la felul rezultatelor pe care
trebuie sa le raporteze.
Spectrometria IR in analiza si controlul medicamentului
Introducere IR analitic grupeaza metode de identificare si
dozare (nedistructive) bazate pe absorbtia sau reflexia de catre
proba a radiatiilor electromagnetice cuprinse intre 0,78 microni
(780 nm) si 1000 microni (1 mm) fiind subdivizat in IR apropiat, IR
mijlociu si IR indepartat. Regiunea fundamentala situata intre 2,5
si 15 microni este regiunea care furnizeaza cele mai multe
informatii privind structura moleculara, majoritatea
spectrometrelor fiind limitate la masuratori in aceasta regiune;
Spectrele de absorbtie in IR sunt spectre de vibratie ale
moleculelor. Atomii situati la cele doua extremitati ale unei
legaturi sunt supusi unei miscari de vibratie. Prin absorbtie de
energie legatura chimica isi creste nivelul energetic vibrational.
Moleculele probei vor absorbi energii din radiatia IR numai la
anumite lungimi de unda dand nastere in spectrul IR unor maxime de
absorbtie; La lungimile de unda la care nu se absoarbe energie,
inregistratorul spectrometrului va inscrie linia zero a spectrului;
Maximele de absorbtie in IR se manifesta in spectru ca benzi (si nu
ca linii) deoarece orice modificare energetica vibrationala este
insotia, de regula, de modificari energetice rotationale si, din
acest motiv, spectrele in IR se mai numesc si spectre de vibratie
rotatie ale moleculelor. Fiecare maxim spectral este asociat unei
vibratii corespunzatoare unei anumite legaturi din molecula probei,
insa trebuie mentionat ca orice vibratie a moleculei de nastere
unui maxim de absorbtie intrucat regulile de selectie fundamentale
ale mecanicii cuantice arata ca un maxim apare numai daca vibratia
corespunzatoare produce o modificare a distributiei de sarcina (a
marimii sau directiei momentului de dipol). In absenta momentului
de dipol permanent cum este cazul moleculelor simetrice nu apar
benzi de absorbtie in IR. Legatura din acetilena nesubstituita nu
se manifesta in IR. In aceste cazuri se spune ca legatura este
transparenta in IR mediu sau inactiva. Vibratiile pe care le
executa o molecula in ansamblu cu pastrarea imobila a centrului sau
de gravitatie se numesc vibratii normale sau fundamentale.
Cresterea numarului de benzi fata de numarul teoretic se
datoreaza:1) Armonicelor;2) Benzilor de combinare;3) Rezonantelor
Fermi. Armonicele sunt benzi de intensitate mica care apar la un
numar de unda dublu fata de banda fundamentala; Benzile de
combinare benzi de intensitate mica care apar la nume de unda egale
cu suma sau cu diferenta numerelor de unda a 2 vibratii
fundamentale. Rezonanta Fermi reprezinta scindarea unei benzi
fundamentale atunci cand in imediata ei apropiere se gaseste o
armonica sau o banda de combinare; Scaderea numarului real de benzi
fata de cel teoretic se datoreaza:1) Vibratiilor care nu produc
modificari ale momentului de dipol al moleculei;2) Vibratiilor
degenerate care dau benzi la acelasi numar de unda;3) Vibratiilor
situate in afara domeniului IR uzual.
Frecventele de grup Unele grupe de atomi, in special gruparile
functionale din chimia organica, prezinta in IR benzi de absorbtie
caracteristice, intense, situate la frecvente bine determinate
numite frecvente de grup sau caracteristice; Grupele functionale se
comporta ca si cum ar fi izolate de restul moleculei desi aceasta
influenteaza intr-o masura mica pozitia benzilor de grup. Aceste
mici deplasari sunt frecvent utilizate in studiul structurii
compusilor organici; Intensitatea uneori foarte mare a benzilor de
grup este rezultatul polaritatii crescute a gruparilor functionale
respective.
Aspecte tehnice ale spectrometriei in IR In IR aparatura
utilizata se subimparte in: Spectrometre cu transformata Fourier;
Analizoare specializate; Spectrometre de tip dispersiv pentru IR
apropiat;
Spectrometru cu transformata Fourier Radiatiile provenite de la
o sursa lovesc o interfata constituita dintr-un film
semitransparent de germaniu depus pe lama de KBr. Acest dispozitiv
permite generarea a doua fascicule, unul dirijat spre o oglinda
fixa, celalalt spre o oglinda mobila care permite modificarea
distantei fata de interfata. Cele doua fascicule recombinate pe
aceeasi directie traverseaza proba inainte de a ajunge la
detectorul care masoara intensitatea luminoasa globala.
Surse si detectori in IRA. Surse luminoase In IR sursele se
prezinta sub forma unor filamente groase fie sub forma unor batoane
subtiri cu lungimea de 3-4 cm formate dintr-un amestec de oxid de
zirconiu si pamanturi rare incalzite de o rezistenta interioara sau
de o bara de carbura de siliciu. Aceste surse sunt alimentate la o
tensiune joasa, ajung la 1500C si, in conditiile lipsei unui
invelis protector, ele disipa o putere de ordinul sutelor de watt,
emitand intr-un domeniu larg cuprins intre vizibil si IR termic.B.
Materiale optice Materialele optice utilizate in mod obisnuit in
vizibil sau in IR apropiat sunt in IR mediu opace; Prismele
monocromatoare aparatelor secventiale utilizate in trecut erau
confectionate din NaCl sau KBr si au fost inlocuite in aparatele
moderne de retele metalice a caror suprafata asigura reflexia
luminoasa; Pentru peretii celulelor sau ferestrelor detectorilor se
aleg materiale cristalizate sau amorfe, fiecare acoperind o anumita
plaja spectrala.C. Detectori In functie de tipul de aplicatie sau
aparat se utilizeaza ca detectori termistori, termocupluri sau alte
dispozitive asociate.
Analiza calitativa in IR Identificarea compusilor se poate
realiza cu ajutorul spectrotecilor generale sau a celor speciale
propuse de societati sau edituri; Pentru realizarea comparatiilor,
spectrele arhivate trebuie sa fie obtinute plecand de la compusi
aflati in aceeasi stare fizica cu cei supusi identificati; Analiza
calitativa consta in compararea matematica a spectrului compusului
necunoscut cu toate cele care formeaza spectroteca considerata in
vederea stabilirii unui clasament al spectrelor cele mai
asemanatoare.
Analiza cantitativa in IR Analistul trebuie sa examineze cu
atentie rezultatele si in cazul schimbarii algoritmului de
comparare, acestea nu trebuie sa difere; In lipsa unor spectre de
referinta, interpretarea spectrelor in IR urmareste punerea in
evidenta a unor grupari functionale, asocieri prin legaturi de
hidrogen inter si intramoleculare, configurari sterice etc.
Precizia cu care se masoara absorbanta si posibilitatile de
repliere a spectrelor constituie avantaje ale analizei cantitative
in IR; Metoda este frecvent utilizata, pe de o parte datorita
faptului ca in IR mediu gasirea intr-un spectru al unui amestec al
benzilor caracteristice compusului dozat este relativ usoara, iar,
pe de alta parte, exista la dispozitie metode statistice de
prelucrare a datelor.
Analiza cantitativa in IR mediu In cazul probelor solide,
acestea sunt dispersate in interiorul unui disc de KBr carora li se
adauga un standard intern in cantitati egale atat pentru standard
cat si pentru proba; Pentru lichide determinarea absorbantei se
face in cuve pe parcurs optic mic pentru a minimaliza absorbtia
proprie solventului in cazul in care solventul nu este transparent
in acest domeniu.
Analiza cantitativa in IR apropiat Aceasta metoda utilizeaza
domeniul spectral situat intre 800 si 2700 nm. Benzile observate in
acest domeniu sunt date nu numai de tranzitiile electronice ci si
de benzile de vibratie de tipul armonicelor si benzilor de
combinare; Benzile armonice sunt mai putin intense decat cele
corespunzatoare vibratiilor fundamentale si de aceea se lucreaza in
cuve cu parcursul optic de 1 cm si pe probe nediluate. Chiar daca
metodele de dozare in IR apropiat nu sunt sensibile, intotdeauna
ele sunt usor de utilizat.
IDENTIFICAREA MEDICAMENTELOR CU SUBSTANTE ACTIVE ORGANICE
INTRODUCERE1. Identificarea medicamentelor este poate cea mai
importanta proba din controlul medicamentelor, deoarece experienta
a aratat ca accidentele cele mai deosebite au avut loc atunci cand
identificarea nu s-a facut la ambalarea subst sau foremlor
farmaceutice.1. Din aceasta cauza legislatia in vigoare prevede
efectuarea probelor de identificare a substantelor medicamentoase
destinate a fi folosite la prepararea medicamentelor pe tot
circuitul lor si anume la intrarea in fabrica pentru conditionare
si la iesirea din fabrica sub forma de medicamente conditionate la
intrarea in depozitele oficiilor farmaceutice si la intrarea
substantelor in farmacii.1. Pentru identificarea substantelor
medicamentoase si a medicamentelor conditionate se utilizeaza dupa
caz reactii chimice, constante fizico-chimice, metode
fizico-chimice, spectrofotometrice si cromatografice.1.
IDENTIFICAREA PRIN REACTII CHIMICE1. La identificarea
medicamentelor cu reactii chimice se disting 3 cazuri : substanta
unitara cunoscuta, amestec de 2 sau mai multe substante cunoscute
si substante necunoscute.1. SUBSTANTE UNITAREPentru identificarea
SM ca atare sau a SA dintr-o forma farmaceutica, FRX si alte
farmacopei straine recomanda una sau mai multe reactii chimice
completate de constante fizico-chimice si de teste bazate pe
metodele fizico-chimice. Este obligatorie executarea tuturor
acestor reactii chimice si dupa tehnicile indicate in FR sau
specificatiile tehnice, deoarece numai cu respectarea acestor
tehnici ele sunt reproductibile si valabile in caz de litigiu.FR la
alegerea reactiilor tine seama de cateva criterii : 1.
Specificitatea reactiei;1. Exactitatea reactiei;1. Tehnica
simpla;1. Utilizare de reactivi comuni;1. Stabilirea unui nr mic de
reactii.
IDENTIFICAREA SM ORGANICE1. Pentru identificarea s.m. organice
in multe cazuri, reactiile de identificare sunt date de o anumita
grupare functionala din molecula fara suficienta specificitate;1.
Reactiile specifice sunt mai rare si din aceasta cauza FRX
utilizeaza constantele fizice ale substantelor respective si capata
o importanta deosebita metodele fizico-chimice.
REACTIILE DE IDENTIFICARE ALE BARBITALULUI ( VERONAL)EX. DE
IDENTIFICARE A UNOR SA ORGANICE DIN FRX1. 5.5
dietil-2,4,6-(1H,3H,5H)-pirimidinotriona sunt redate in FRX
H O N C2H5OC2H5N HO
1. Barbitalul tratat cu Co(NO3)2 solutie alcoolica si apoi
amoniac trece intr-un complex de culoare violeta a carui structura
se presupune a fi urmatoarea: [CoIII(NH3)5OH] (C8H12N2O3)21.
Barbitalul tratat cu H2SO4 si formaldehida (reactivul Marquis) la
cald, la zona de contact a celor 2 lichide nu apare nicio
coloratie. REACTIILE DE IDENTIFICARE PENTRU BARBITAL
SODICBarbitalul sodic (veronalul sodic, medinal) este sarea de
sodiu a 5,5-dietil-2,4,6-(1H,3H,5H)-pirimidinotriona. O- Na+ N
C2H5OC2H5N HO
FRX prevede urmatoarele reactii de indentificare:1. Reactie cu
Co(NO3)2 in metanol si amoniac cand se obtine un complex de culoare
violet (la fel ca la barbital);1. Reactia cu reactivul Marquis cand
la zona de contact a celor 2 lichide nu apare niciun inel colorat
(la fel ca la barbital);Deoarece aceste 2 reactii sunt identice ca
la barbital, pentru o mai precisa identificare s-au introdus in
monografie alte 2 reactii si anume :1. Reactia cu acid acetic prin
care se deplaseaza acidul dietilbarbituric, cand se obtine un pp
alb Se verifica punctul de topire al acestui pp care trebuie sa fie
intre 189-191 grade C1. Reactia in flacara pentru Na: se calcineaza
subst iar rezidul umectat cu HCl diluat face efervescenta si
coloreaza flacara in galbenIn aceste conditii pentru caracterizarea
exacta a celor 2 subst, cand se face analiza subst respective devin
f importante probele de solubilitate in diferiti solventi si
reactia solutiilor si anume :1. Barbitalul este greu solubil in apa
dar solubil in eter sau cloroform iar solutia apoasa are o reactie
slab acida 1. Barbitalul sodic este solubil in apa si practic
insolubil in eter si cloroform iar solutia apoasa are reactie
alcalina.1. REACTII DE INDENTIFICARE ALE SUBSTANTELOR DIN CLASA
SULFAMIDE1. Reactia cea mai utilizata pentru identif este
diazotarea cu azotit de sodiu in mediu de HCl urmata de cuplarea cu
beta-naftol1. Aceasta reactie este pozitiva cu toate sulfamidele(
care au gruparea amina aromatica primara libera) si conduce la
formarea unor pp de culoare rosie cu diferite nuante deci nu este
specifica 1. Astfel la sulfadiazina, sulfadimidina si sulfatiazol
culoarea pp este rosu intens, la sulfafurazol sau sulfafenazol pp
este rosu-portocaliu1. Alta reactie foarte utilizata la sulfamide
este reactia cu sulfat de Cu in mediu NAOH ce conduce la obtinerea
unor pp care sunt putine diferite intre ele in ceea ce priveste
Exemplu: sulfadiazina si sulfatiazolul dau un pp violet cenusiu,
sulfafurazolul verde-albastru, sulfafenazolul verde deschis,
sulfadimidina verde brun care trece in rosu brun.1. Tinand seama de
aceasta a fost necesara introducerea altor reactii chimice precum
si spectrul in UV si infrarosu1. Pentru sulfadiazina si
sulfadimidina s-au introdus reactia de topire cu carbonat de Na in
urma careia subst respective degaja vapori care albastresc hartia
rosie de turnesol si o innegresc pe cea de acetat de Pb. 1. Pentru
sulfatiazol s-a introdus reactia de topire fara adaos de carbonat
de Na cand subst se coloreaza in brun roscat si se percepe un miros
de amoniac, anilina si hidrogen sulfurat, reactie foarte specifica
ce deosebeste sulfatiazolul de celelalte sulfamide.1. Pentru
sulfafurazol si pentru sulfafenazol s-au introdus spectrele de
absorbtie in UV1. La sulfafurazol sol 0.001% ,in HCl 0.01 mol/l are
un max de absorbtie la X=268nm 1. Pentru sulfafenazol sol 0.0005%,
in metanol are un max de absorbtie la X=267 nmLa majoritatea
sulfamidelor s-a introdus spectrul in infrarosu, acesta fiind un
test f specific care asigura o identif precisa si o diferentiere
intre subst respective chiar daca acestea au o structura chimica f
asemanatoare.
AMESTEC DE SUBSTANTE ORGANICEIdentif in acest caz este mai
complicata, deoarece se cunosc putine reactii specifice pentru
subst organice care sa nu fie interferate de alte reactii. Se
impune si in acest caz ca fiind obligatorie separarea componentelor
utilizand diferiti solventi cum sunt : apa, HCl diluat, NaOH si KOH
diluat , diferiti solventi organici, in special eterul si
cloroformul.
APA 1. Diferenta mare de solubilitate in apa la rece sau la cald
a SM organice permite in multe cazuri separarea acestora in vederea
executarii reactiilor de identif necesare
FENACETINA SI SALICILAT DE Na1. Pulberea se trateaza cu apa si
apoi se filtreaza. Salicilatul de Na se dizolva usor si va trece in
filtrat, in timp ce fenacetina greu solubila in apa nu se va
dizolva si va ramane pe filtru. 1. In filtrat se identifica
salicilatul de Na cu clorura ferica (FeCl3) cand se obtine un
complex colorat in violet. 1. Fenacetina se identif cu acid
nitric(acid azotic) cand se obtine un pp galben cristalin si cu
dicromat de potasiu in mediu de HCl cand se obtine o coloratie
rosie.
ACIZII 1. Cu ajutorul acizilor ( in special HCl diluat) se poate
realiza