Two Case Studies of the Transfer of Near-Infrared Methods for the Analysis of Pharmaceutical Solid Dosage Forms

Shrnutí: Přenos FT-NIR metod pro analýzu pevných farmaceutických forem (Application Note 50646)

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá analýza tablet a kapslí pomocí blízké infračervené (NIR) spektroskopie má v farmaceutickém průmyslu vysoký praktický význam pro kontrolu kvality, procesní analytiku (PAT) a rychlé neinvazivní stanovení obsahu účinných látek. Schopnost přenášet kalibrační modely mezi přístroji je klíčová pro škálovatelnost metod v regulovaném prostředí a zjednodušení validace a rutinního nasazení v různých provozech.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem Application Note bylo demonstrovat možnost přímého přenosu NIR kalibračních modelů mezi primárním a cílovým FT-NIR přístrojem na dvou typech tablet s odlišnými fyzikálními vlastnostmi: malé tenké tablety s nízkým podílem API (<10 % hmotnostně) a větší oválné tablety s vysokým podílem API (>40 %). Studie hodnotila vhodnost měřicích režimů (transmise vs. reflektance), výkonnost PLS modelů a úspěšnost přenosu modelů mezi přístroji.

Použitá metodika a instrumentace

Popis měření:

- Režimy: difúzní reflektance a transmissní měření neporušených tablet.
- Parametry reflektance: 50 scanů na tabletu, rozlišení 8 cm-1, spektrální rozsah 4000–10000 cm-1. Všechny reflektanční měření byla prováděna na neříznuté (unscored) straně tablet.
- Parametry transmissní: 100 scanů na tabletu, rozlišení 8 cm-1, spektrální rozsah 6000–12000 cm-1.

Chemostatistické přístupy:

- Pro větší tablety (reflektance): PLS model se 3 latentními proměnnými, předzpracování 2. derivací a Norris filtr s 11 body, spektrální rozsah 4181–9169 cm-1.
- Pro malé tablety (transmise): PLS model se 4 latentními proměnnými, 2. derivace a Norris filtr s 25 body, spektrální rozsah 8924–11209 cm-1.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Antaris FT-NIR Method Development Sampling System (s modulem pro detekci tablet a integrační kulovou komorou) – umožňuje bezpohybové přepínání mezi transmí a reflektancí.
• FT‑NIR technologie s vnitřním laserem pro přesnou kalibraci pozice frekvencí (zajišťuje stabilitu osy x a usnadňuje shodu mezi přístroji).

Hlavní výsledky a diskuse

- Malé tablety (transmise): kalibrační model dosáhl korelačního koeficientu r = 0.9996 a RMSEC = 0.247 mg/tabletu; přenos modelu na cílový přístroj dal RMSEP = 0.486 mg/tabletu bez zjevného biasu. Metoda rozlišovala klinicky relevantní hladiny API v tabletách.

- Velké tablety (reflektance): kalibrační model dosáhl r = 0.9864 a RMSEC = 1.65 %; po přenosu RMSEP = 1.64 %, což ukazuje velmi dobrou shodu mezi systémy. U reflektance byla zjištěna závislost na měřené straně tablety – rozdíl mezi řezanou a neřezanou stranou (scored vs. unscored) činil přibližně 3.5 %, což je důležitá poznámka pro volbu procedury měření.

- Porovnání výsledků primárního a cílového přístroje ukázalo pouze malé procentuální odchylky u sérií hodnot (v uvedeném příkladu rozdíly v rozmezí přibližně −1.8 % až +0.43 %), což podporuje tvrzení o „seamless“ přenosu modelů mezi přístroji Antaris.

- Důvody úspěšného přenosu zahrnují vnitřní laser pro stabilní kalibraci osy frekvencí, konzistentní konstrukční a výrobní parametry přístrojů a vhodné chemometrické předzpracování.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožnění rychlého a neinvazivního stanovení obsahu API v tabletách bez destrukce vzorku (klíčové pro QC a PAT).
• Zjednodušení nasazení kalibrací v rámci více pracovišť díky možnosti přímého přenosu modelů, což snižuje čas a náklady na opakovanou kalibraci a částečně i na re‑validaci.
• Vhodné pro rutinní kontrolu výrobních dávek, rychlou selekci vzorků pro další testování a pro sledování konzistence výrobního procesu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj metodiky přenosu kalibrací: kombinace hardwarové standardizace (shodné komponenty) s pokročilými algoritmy pro korekci rozdílů přístrojů a adaptivním učením.
• Standardizované protokoly pro validaci přenosu v regulovaném prostředí (propojení s ICH a interním QA) a širší přijetí v průmyslu.
• Integrace NIR do on‑line a at‑line řešení PAT a rozšíření automatizovaných kontrolních stanic na výrobních linkách.
• Využití pokročilých strojově‑učených metod pro robustnější modely, odolné vůči fyzikálním variacím tablet (tvrdost, povrchová textura, scoring).
• Miniaturizace a síťové nasazení NIR sensorů pro decentralizovanou kontrolu kvality.

Závěr

Studie demonstruje, že při použití stabilního FT‑NIR systému s kontrolovanou konstrukcí a vhodně navrženým chemometrickým modelem lze dosáhnout prakticky bezproblémového přenosu kalibrací mezi systémy. Transmisní režim lépe vyhovuje malým, více průsvitným tabletám s nízkým podílem API, zatímco reflektance je vhodnější pro velké, méně průsvitné tablety s vysokým podílem API. Nutné je věnovat pozornost detailům měření (např. volba strany pro reflektanci) a u regulovaných produktů řešit požadavky na případnou re‑validaci přenesených metod.

Reference

• Thermo Fisher Scientific. Application Note 50646 (2008): Two Case Studies of the Transfer of Near‑Infrared Methods for the Analysis of Pharmaceutical Solid Dosage Forms. Thermo Scientific Antaris FT‑NIR Method Development Sampling System.