Ethanol Impurity Analysis Using the Agilent Cary 3500 Flexible UV-Vis Spectrophotometer

Analýza nečistot ethanolu pomocí Agilent Cary 3500 Flexible UV-Vis spektrofotometru

Význam tématu

UV-Vis spektroskopie je rychlá, citlivá a neinvazivní metoda hojně využívaná v QC farmaceutické výroby pro ověřování čistoty rozpouštědel, jako je ethanol. Dodržení monografií USP, EP a JP je klíčové pro bezpečnost a účinnost léčiv; stanovení stopových UV-absorbujících nečistot proto představuje běžný kvalifikační test. Použití dlouhých optických délek (typicky 50 mm) zvyšuje citlivost při detekci slabě absorbujících látek a umožňuje splnění stanovených mezí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem byla ukázka rutinního postupu pro hodnocení nečistot v ethanolu podle požadavků USP/EP/JP s využitím Agilent Cary 3500 Flexible UV-Vis spektrofotometru a variabilního držáku dlouhé dráhy. Studie porovnává dva komerční ethanoly (100 % undenaturovaný a 96 % undenaturovaný) při použití 50 mm kyvety a automatizovaných výpočtů v softwaru Cary UV Workstation.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika

• Měření spekter v rozsahu 235–340 nm se zaměřením na kritické body stanovené pharmacopeiemi (240 nm; 250–260 nm; 270–340 nm).
• Vyhodnocení end-of-sequence: automatické určení maximální absorbance v příslušných intervalech a porovnání s mezními hodnotami (≤0,40 při 240 nm; ≤0,30 při 250–260 nm; ≤0,10 při 270–340 nm).
• Příprava: blank s Milli-Q vodou; vzorky naplněny do 50 mm křemenných kyvet (17 mL), uzavřené pro minimalizaci odpařování.
• Parametry měření: datový interval 1,0 nm; šířka pásma 2,0 nm; vyrovnávání signálu 0,1 s.

Použitá instrumentace

• Agilent Cary 3500 Flexible UV-Vis spektrofotometr.
• Variabilní držák dlouhé dráhy (toolless) pro obdélníkové a cylindrické kyvety s možnostmi 20, 40, 50 a 100 mm.
• Křemenné obdélníkové kyvety 50 mm (Agilent part no. 6610016100).
• Software Agilent Cary UV Workstation (funkce end-of-sequence, konfigurovatelný kalkulátor, šablony metod, generování PDF/CSV reportů).
• Volitelná integrace s Agilent OpenLab pro správu dat, auditní stopu a shodu s FDA 21 CFR Part 11 a EU Annex 11.
• Zdroje záření: xenonový flash lamp v zařízení Cary 3500 (životnost/garance 10 let), nahrazující tradiční D2/tungsten zdroje.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky měření dvou ethanoli ukázaly odlišné chování:

• 100 % undenaturovaný ethanol: spektrum vykazovalo plynule klesající křivku bez zjevně ostrých pásů či ramen, nicméně překročilo mez 0,40 při 240 nm (nesplněno). Ostatní dvě kritéria byla splněna. Interpretace naznačuje přítomnost velmi nízkého množství absorbujících stop, nikoliv hrubého znečištění.
• 96 % undenaturovaný ethanol: splnil všechna tři pharmacopejní kritéria, i když spektrum vykazovalo malou „výstupek“ v oblasti 260–290 nm. Tento jev je interpretován jako stopová přítomnost specifických absorpčních nečistot, které však zůstávají pod povolenými limity.

Klíčové poznatky:

• Použití 50 mm dráhy významně zvýšilo citlivost a umožnilo kvantifikaci nízkých absortivních signálů, které by při 10 mm kyvetě mohly uniknout detekci.
• Automatizované vyhodnocení v softwaru snížilo riziko lidské chyby a urychlilo rozhodovací proces (pass/fail) pro více kritérií současně.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a opakovatelné hodnotící testy pro kontroly surovin a mezivýrobků v rámci GMP.
• Snadná implementace metod odpovídajících USP, EP a JP díky vestavěným nebo konfigurovatelným kalkulátorům a šablonám.
• Snížení doby přípravy a údržby díky toolless držáku pro více délek a xenonovému lampovému zdroji s dlouhou životností.
• Kompatibilita se systémovou správou dat (OpenLab) zajistí auditovatelné záznamy a shodu s regulačními požadavky (21 CFR Part 11, EU Annex 11).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další automatizace a integrace LIMS pro plně digitální workflow a efektivnější stopovatelnost výsledků.
• Rozšíření použití variabilních dlouhých drah pro jiné slabě absorbující analyty v rámci farmacie a chemického průmyslu.
• Vylepšení softwarových nástrojů pro pokročilou analýzu tvaru spektra (např. dekonvoluce) a zlepšení schopnosti rozlišit typy stopových nečistot.
• Směrem ke „zeleným“ laboratořím: nižší spotřeba energie a delší životnost zdrojů (xenon) snižují provozní dopady a náklady.

Závěr

Agilent Cary 3500 Flexible UV-Vis ve spojení s variabilním dlouhopath-length držákem a softwarovým nástrojem Cary UV Workstation poskytuje praktické, reprodukovatelné a farmakopejím vyhovující řešení pro rutinní kontroly nečistot ethanolu. Demonstrace na dvou komerčních vzorcích ukázala, že 50 mm dráha a automatizované vyhodnocení zvyšují citlivost a usnadňují shodu s USP/EP/JP. Systém zároveň snižuje provozní náklady a zlepšuje integritu dat díky Audit Trail a OpenLab integraci.

Reference

1. Agilent Technologies. Effortlessly Change Path Length to Enhance Photometric Performance; technical overview, publication 5994‑5781EN, 2023.
2. Pure Chemistry. Ethanol in Pharmaceutical Manufacturing (99.9% Purity); informace o roli ethanolu ve farmacii.
3. United States Pharmacopeia. Alcohol. USP–NF Monographs; DOI: 10.31003/USPNF_M1238_05_01.
4. European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare. Ethanol 96%. European Pharmacopoeia, 12th ed.; monograph 1317, 2025.
5. Ministry of Health, Labour and Welfare. Ethanol. Japanese Pharmacopoeia, 18th ed.; Tokyo, 2021, p. 964.
6. Agilent Technologies. Data Integrity Options for GMP Facilities; flyer publication 5994‑0740EN, 2022.
7. Agilent Technologies. Pharmaceutical Analysis Using UV-Vis: Compliance with USP Chapter <857>, and European Pharmacopoeia (Ph. Eur. Chapter 2.2.25); application note 5994‑1188EN, 2020.