Применение ближней ИК спектроскопии в фармацевтической промышленности и анализе

Анализатор ближнего инфракрасного диапазона Nicolet Antaris II – это первый аналитический прибор, разработанный и изготовленный в полном соответствии с требованиями c GMP для фармацевтики (21 CFR 210 и 211), а также требованиями USP NIR Validation и NIR European Pharmacopeia. Он может применяться в фармацевтической промышленности на всех стадиях технологического цикла, что стало главной причиной быстрого успеха анализатора на международном рынке: будучи выпущен впервые в 2000 году, Antaris к настоящему времени занимает лидирующее положение среди анализаторов для фармацевтов. Среди компаний, использующих этот прибор в своей работе, такие широко известные компании, как Astra Zeneca, Bayer, Bristol Meyers Squibb, Eli Lilly, Pfizer, GlaxoSmithKline, Hemofarm и многие другие.

Основные назначения Nicolet Antaris в фармпромышленности:

онлайн контроль в процессе производства (волоконная оптика),
контроль качества (количественный анализ) готовой продукции (волоконная оптика, интегрирующая сфера, кюветное отделение на пропускание).

В зависимости от комплектации прибор может работать с порошками, мазями и гелями, таблетками и растворами. Во многих случаях возможен анализ непосредственно в упаковке (блистеры, стекло, полимерные материалы), что существенно снижает затраты и уменьшает время, необходимое для подготовки пробы.

Уникальные особенности прибора, обеспечившие ему успех на рынке:

Полное отсутствие юстируемых узлов и, как следствие, высочайшая воспроизводимость и надежность;
Замена источника излучения с внешней стороны прибора без настроек (наиболее критичная операция для воспроизводимости данных);
Модульная конструкция, позволяющая создать конфигурацию прибора (волоконная оптика, интегрирующая сфера, пропускание и отражение) для оптимального выполнения любых анализов, для каждого блока предусмотрена своя позиция;
Высочайшая повторяемость результатов на разных экземплярах прибора и полная переносимость методов анализа с одного прибора на любой другой без дополнительных калибровок; наличие независимого теста на переносимоть методов;
Простота обучения и работы – курс обучения операторов занимает около 4-х часов;
Быстрота анализа - минимальное время выполнения анализа (несколько секунд);
Конструкция соответствует условиям работы в лаборатории и в цеху;
Полный пакет автоматической валидации по международным стандартам IQ/OQ (встроенная система сертифицированных фильтров и многоуровневое программное обеспечение).

Самая универсальная конфигурация анализатора – Method Development System (MDS, рис.1) имеет в своем составе все основные модули: интегрирующую сферу, волоконнооптический зонд и кюветное отделение для регистрации спектров пропускания. При комплектовании прибора возможно любое сочетание этих модулей, а также установка дополнительных устройств для автоматизации работы и повышения производительности прибора. Конструкцией прибора предусмотрена его работа как в лаборатории, так и в цеху или на складе, как стационарно, так и на специальной тележке со встроенным компьютером.

Рис. 1 БИК анализатор Nicolet Antaris™ с интегрирующей сферой, волоконно-оптическим зондом и устройствами для анализа на пропускание (MDS)

Рис. 2 Прибор Nicolet Antaris с интегрирующей сферой и карусель для автоматической подачи табле- ток для анализа на отражение и на пропускание

Интегрирующая сфера предназначена для регистрации спектров отражения таблеток, порошков и вообще любых проб, которые могут отражать падающее на них инфракрасное излучение. Проба на оптическом окне интегрирующей сферы располагается горизонтально, что облегчает работу. Для работы с порошками прибор комплектуется двумя чашками различного диаметра, которые позволяют снимать спектры и проводить анализ без упаковки, причем большая чашка позволяет вращать пробу в процессе регистрации спектра для усреднения показаний. Предусмотрена также установка устройства автоматического вращения для исследования неоднородных проб большого объема. Кроме того, специально разработанный Универсальный держатель таблеток конструкции Nicolet с ирисовой диафрагмой подходит для таблеток любых форм и размеров.

Помимо съемки в чашках, интегрирующая сфера дает возможность проводить анализ порошков непосредственно во флаконах, без нарушения упаковки. Для повышения производительности прибора возможна установка карусели для флаконов диаметром от 12 до 28 мм, емкостью от 60 до 30 флаконов соответственно. Аналогичные устройства могут быть установлены для поточного анализа таблеток, причем возможна работа как со спектрами отражения, так и со спектрами пропускания, оба типа спектров регистрируются одновременно. Карусель для таблеток может иметь настраиваемые ячейки, что позволяет с высокой точностью и воспроизводимостью позиционировать таблетки любой формы. В тех случаях, когда анализ таблеток не требует повышенной производительности, для интегрирующей сферы применяются различные позиционирующие устройства более простой конструкции: центрующее устройство "диафрагменного" типа для круглых и овальных таблеток, а также устройство для таблеток неправильной и необычной формы, центрующее отверстие в которых вырезается "по месту".

Волоконно-оптический зонд позволяет анализировать пробы, удаленные от прибора на два и более метров. Как правило, этот зонд используется в условиях склада, для входного контроля субстанций и вспомогательных веществ. Процедура измерения проста: оператор прикасается наконечником зонда (рис.3) к исследуемому веществу (либо непосредственно, либо сквозь прозрачный упаковочный материал), нажимает курок на рукоятке зонда и не отнимает зонд в течение регистрации спектра (как правило, в течение 15-30 секунд). Для исследования жидкостей требуется опустить волоконный датчик со специальной насадкой непосредственно в жидкость.

Рис. 3 Волоконно-оптический зонд лабораторного типа

Для онлайн контроля производственного процесса волоконно-оптический датчик встраи- вается непосредственно в линию, причем удаленность самого прибора от точки замера может составлять до ста метров. В этом случае могут применяться зонды на отражение и пропускание, с самоочисткой, для применения при высоких температурах и в агрессивной среде и так далее (рис. 4). Модификация Antaris MX допускает применение до 4-х точек измерения, причем спектры во всех четырех точках регистрируются одновременно.

Рис. 4 Волоконно-оптические датчики для встраивания в производственную линию и онлайнового контроля

Кюветное отделение для регистрации спектров пропускания предназначено для анализа жидкостей и пленок. Упаковочные пленки и другие полимерные материалы исследуются при помощи простейших держателей обычной конструкции.

Рис. 5 Обогреваемый держатель для кювет, пробирок и ампул

Жидкости исследуются либо непосредственно в ампулах, либо в обычных стеклянных кюветах для спектрофотометров толщиной до 10 мм. Возможно также применение лабораторных пробирок разных диаметров. В этом кюветном отделении применяются держатели 2-х образцов одновременно, причем имеется держатель с контролем температуры от комнатной до +120?С (рис. 5).

Программное обеспечение RESULT, работающее с анализаторами Nicolet Antaris, вы- полняет следующие основные функции:

разработка и отладка методик количественного анализа и классификации - программа TQ Analyst, позволяющая построить калибровочные графики и классификационные модели;
разработка и отладка процедур анализа - модуль RESULT Integration, который позволяет создать сложные последовательности команд для проведения измерения, количественного анализа, архивирования данных, управления внешними сигнальными и исполнительными устройствами и пр.;
непосредственное исполнение процедур анализа – модуль RESULT Operation, исполняющий заранее подготовленные процедуры любой сложности. Система администрирования программы Result позволяет менять права доступа персонала, вплоть до того, что для низкоквалифицированного оператора может быть оставлена доступной лишь команда запуска анализа, что резко уменьшает риск совершения ошибок.
проведение валидации (процедуры IQ/OQ) – программа ValPro, которая позво- ляет проверить функционирование всех узлов прибора, а также функционирование всех расчетных алгоритмов, включенных в программное обеспечение. По результатам работы ValPro выдается подробный протокол по каждому тесту, содержащий не только результат Pass/Fail, но и числовые значения измеренных величин, а также информацию о допустимых пределах изменения этих величин. Для валидации и квалификации используется встроенная турель (рис.6) со стандартными образцами, сертифицированными Национальным Институтом Стандартов (NIST).
выполнение процедуры IQ/OQ для приборов в СНГ проводится сертифицированными специалистами

Рис. 6 Турель со стандартами NIST для IQ/OQ

Применение ближней ИК спектроскопии в фармацевтической промышленности и анализе

Оборудование