Исследование фракционного состава: от отбора проб до измельчения и гранулометрического анализа с использованием разных методов

Дослідження фракційного складу субстанцій порошків, допоміжних речовин, барвників, наповнювачів, які є основними компонентами багатьох лікарських засобів, мають першорядне значення під час розроблення технології отримання готової форми препарату. У пробопідготовці, подрібненні та власне аналізі кожна дрібниця вагома й може вплинути на кінцевий результат. Тож обладнання, методики відбору проб, їхнє подрібнення й аналіз мають задовольняти всі відповідні стандарти.

Обладнання для відбору проб

Пробовідбір – це перший крок аналізу. Його мета: аналіз цілого на основі аналізу частини. Щоб корект­но підібрати обладнання для відбору проб, необхідно врахувати цілу низку факторів. Передусім важливо зважати на властивості аналізованого матеріалу, а також на спосіб відбору проби, тип ємності, у якій пе­ребуває матеріал, та частоту проведення процедури.

Для мінімізації забруднення устаткування для пробовідбору має бути виготовлене з інертних речо­вин. Зокрема, ідеальною є продукція з іржостійкої сталі або високоякісних синтетичних матеріалів.

Пробовідбірники також мають легко очищуватися й стерилізува­тися. Багаторазові пристрої для пробовідбору не повинні мати щі­лин і технологічних нерівностей, оскільки в таких місцях залиша­ються сліди матеріалів, що відби­раються. Ці залишки попередніх проб дуже складно видалити, тому вони можуть забруднити проби, які знову відбирають. Тож для проведення пробовідбору добре підхо­дить обладнання, що має дуже гладкі поверхні. Найкраще зарекомендували себе електрополірова­на іржостійка сталь і політетрафтор­етилен.

Для фармацевтичної галузі пі­дійдуть одноразові пробовідбірни­ки в стерильних упаковках.

Методики пробовідбору – варіанти для фізичних і аналітичних досліджень

У процесі фізичних досліджень ви­значають такі показники матеріа­лів, як об’ємна щільність, розподіл за обсягом, фізичні властивості й, за необхідності, забарвлення та ступені забруднення. У цьому ви­падку особливо важливо під час пробовідбору не змінити характе­ристики речовини або не зруйну­вати її. Також варто враховувати, що відібраний матеріал потрібно транспортувати до лабораторії. Під час пакування й транспортування зразка необхідно вжити всіх мож­ливих заходів щодо його захисту від забруднення.

Для пробовідбору у фармацевтичній галузі компанія «Хімлаборреактив» пропонує високоякісні й надійні пробовідбірники від світового лідера Bürkle GmbH (Німеччина). Широкий асортимент пробовідбірників дасть змогу підібрати обладнання з урахуванням специфічних потреб саме виробництва чи лабораторії замовника.

Подрібнення як етап пробопідготовки рослинної лікарської сировини і твердих лікарських форм до проведення контролю якості

Основні етапи підготовки твердих лікарських засобів до проведення контролю якості за допомогою аналітичних методів включають подрібнення й подальше розчи­нення отриманої маси у відповід­ному розчиннику. Необхідною умо­вою для проведення контролю з використанням хроматографічних методів є те, що підготовлені зраз­ки повинні бути в рідкому й відфільтрованому вигляді, перш ніж їх можна буде вводити в колонку. Тому в процесі подрібнення над­звичайно важливо отримати час­тинки невеликого розміру або ж суспензію способом мокрого по­дрібнення, яку можна ще більше розвести. Процес розглянемо на прикладі обладнання від партнера ХЛР – німецької компанії FRITSCH.

Класичний метод подрібнення Класичний метод подрібнення від­бувається за допомогою ступки й товкачика. Сьогодні цей етап суттє­во полегшено завдяки механічній ступці FRITSCH PULVERISETTE 2, яку пропонує ХЛР. Ступка PULVERISETTE 2 дасть змогу по­дрібнити 10–20 таблеток одночас­но, як цього здебільшого вимага­ють методи контролю якості. Зав­дяки регульованій тривалості по­дрібнення з точністю до 1 с ви має­те відтворювані результати. Протягом 1–5 хв отримуєте однорідний порошок із розміром частинок менш ніж 100 мкм. Подрібнення за допомогою PULVERISETTE 2 можна використовувати під час валідації методик аналізу й перевірки мето­дик, в яких використовується руч­не розтирання в ступці.

Інноваційний метод подрібнення

Перевага класичних методів подріб­нення за допомогою механічної ступки полягає у м’якому подрібнен­ні, коли теплове навантаження на зразок зводиться до мінімуму. Цей варіант здебільшого використову­ють для особливо чутливих аналітів, щоб запобігти їхньому руйнуванню під час підготовки. Але досягнута ос­таточна тонкість зразка може бути обмеженою, і подальше розчинення також може бути проблемним.

Інноваційний планетарний мікро млин FRITSCH PULVERISETTE 7 premium line від ХЛР дає змогу подрібнювати частинки значно нижче від необхідного діапазону розмірів для хроматографічних методів з урахуванням таких важливих параметрів, як кількість рідини, розмір куль­ки для подрібнення, а також трива­лість подрібнення й швидкість обер­тання. Цей високопродуктивний планетарний мікромлин дає змогу досягти безпрецедентної швидкості обертання розмельних стаканів до 2200 об/хв і отримати бажаний розмір частинок менш ніж за 3 хв. Автоматичне управління здійсню­ється за допомогою програмного забезпечення, що зокрема полег­шує проведення валідації процесу подрібнення. Для прикладу, такий процес подрібнення можна вико­ристовувати для контролю якості антибіотиків.

Окремим пунктом варто зазначи­ти підвищену популярність вироб­ництва нових лікарських засобів із діючими речовинами в нанорозмірі. Концепція подрібнення FRITSCH PULVERISETTE 7 premium line врахо­вує потреби користувачів, у яких є необхідність подрібнювати зразки до нанодіапазону.

Подрібнення лікарської рослинної сировини

Для механічного подрібнення й го­могенізації лікарської рослинної си­ровини використовують два різні типи млинів з асортименту продук­тів FRITSCH, які пропонує «ХІМ­ЛАБОРРЕАКТИВ». Перший – це ро­тор ний млин зі змінною швидкістю PULVERISETTE 14 classic line для тонкого подрібнення до розміру частинок не більш ніж 80 мкм і маси зразків не більш ніж 150 г. Другий – універсальний різальний млин PULVERISETTE 19, який забезпечує набагато вищу продуктивність, а отже, подрібнює більшу репрезен­тативну кількість сировини. Широ­кий спектр ситових касет і діапазон налаштувань параметрів дають змогу користувачам точно налаштовувати кінцевий розмір частинок. PULVERISETTE 19 повністю викона­но з корозійностійкої нержавіючої сталі 316L, що відповідає вимогам директив фармацевтичної промис­ловості. Усю систему можна швидко розібрати й стерилізувати між парті­ями, що ще більше підвищує загаль­ну продуктивність і скорочує час простою працівників і обладнання.

Від відбору й подрібнення до дослідження фракційного складу

Фракційний (гранулометричний) склад є важливою фармако­техно­логічною властивістю порошкопо­дібних фармацевтичних субстанцій. Фракційний склад впливає на плин­ність, насипну щільність, точність дозування, якість грануляції та пре­сування, а також на якісні характе­ристики препарату (зовнішній виг­ляд, розчинення, однорідність за масою, вмістом діючої речовини тощо). Параметри виробничої без­пеки, такі як пилоутворюваність, і, зрештою, біодоступність і фармако­логічна ефективність готових лікар­ських форм теж залежать від фрак­ційного складу.

Ситовий аналіз – «робоча» класика

Ситовий аналіз як класичний ме­тод гранулометрії набув найвищо­го рівня розвитку. Автоматизовані прилади FRITSCH із вбудованим мікропроцесорним контролем і автоматизованими системами роз­рахунку, такі як ANALYSETTE 3 PRO, SPARTAN і ANALYSETTE 18, забез­печують розсіювання в сухому й рідкому середовищі від 20 г до 15 кг і дозволяють проводити ви­мірювання в дуже широких діапа­зонах – від 20 мкм до 63 мм.

Попри всі переваги ситовий аналіз залишається трудомістким і довготривалим. З розвитком технологій його витісняють сучасні аналізатори.

Лазерна дифракція – сучасно й зручно

Сучасні аналізатори призначено для визначення розподілу частинок за розмірами методом лазерної дифракції (ЛД) і динамічного аналі­зу зображень. Історія розвитку ме­тоду ЛД налічує понад 50 років, але розроблення інструмента саме для рутинного щоденного аналізу й досі залишається актуальним. Метод ЛД нормується багатьма фармакопея­ми світу – USP <429>, EP 2.9.31, а також Державною фармакопеєю України, і має досить широке засто­сування.

Аналітичний прилад ANALYSETTE 22 має кілька поколінь у своєму розвитку, він завоював прихильність аналітиків у всьому світі, ставши втіленням справжньої німецької якості й флагманом цьо­го сегмента аналітичної індустрії.

Основні переваги використан­ня методу ЛД:

• Широкий діапазон вимірювань – від 10 нм до 3,8 мм. Однак на практиці ЛД застосо­вують здебільшого в діапазоні від 50 нм до 1500 мкм.
• Простота в експлуатації та висока швидкість аналізу – від 1 до 2 хв.
• Універсальність і надійність. Можливість використання во­логого й сухого диспергування
  дає змогу аналізувати як вологі зразки, тобто суспензії та емульсії, так і сухі порошки.
• Надійні й відтворювані результати забезпечуються послідов­ним виконанням стандартної
  операційної процедури (СОП), що гарантує відтворюваність умов виконання аналізу з RSD нижче ніж 0,5%. За допомогою стан­дартних зразків із відомим гра­нулометричним складом можна перевірити точність методу ЛД і відповідність вимогам, зазначе­ним у стандарті ISO 13320.

Ультрасучасний метод динамічного аналізу зображень

Окрім ЛД набуває все більшої по­пулярності метод динамічного ана­лізу зображень. Використання ви­сокошвидкісних цифрових відеока­мер до 75 кадрів/с і високоякісних оптичних систем дає змогу прово­дити вимірювання в сухих середо­вищах, у порошках і сипучих мате­ріалах у діапазоні від 20 мкм до 20 мм, а для вологого диспергуван­ня, у суспензіях і емульсіях – у діа­пазоні від 5 мкм до 3 мм.

Зображення фіксуються в ре­альному часі і математично обчис­люються їхні морфологічні характе­ристики для визначення відповід­ного розподілу частинок не тільки за розміром, але й за формою. При­лади ANALYSETTE 28 ImageSizer оптимізовано для промислового використання: завдяки простій над­міцній конструкції, герметично за­хищеній від пилу й вологи, у будь­який час забезпечуються точне оптико­механічне налаштування та високі оптичні характеристики.

Програмне забезпечення ImageSizing­Software фіксує і пока­зує кожну зареєстровану частку, при цьому можна вільно вибирати параметри, які становлять інтерес: округлість залежно від мінімально­го діаметра Ферета, відношення сторін в аспекті пористості або опуклість як функція поперечного розрізу частинки. Вимірювання саме форми часток дає можливість розрізнити зразки й класифікувати їх за морфологічними параметрами та надає додаткову інформацію і пояснення технологічних характе­ристик порошків, таких як насипна щільність, плинність, здатність до змішування, злипання й утворення агломератів тощо.

Перевага: репрезентативні ре­зультати за короткий проміжок часу й більш висока точність оцінювання. Отримання результатів репрезентативної вибірки понад 10 тис. часток займає всього 5 хв, а автоматичне формування звітів залежно від вимог користувача на­дає протокол вимірювання в зруч­ній формі.

Підсумуємо

Пробовідбірники компанії Bürkle GmbH і спеціалізоване об­ладнання для підготовки проб та вимірювання розміру частинок від FRITSCH GmbH можна придбати в офіційного дистриб’ютора на тери­торії України – ТОВ «ХІМЛАБОР­РЕАКТИВ». Фахівці компанії підбе­руть оптимальні рішення й комп­лектацію обладнання саме під завдання замовника, забезпечать сервісне обслуговування й нада­дуть усю необхідну технічну та мето­дичну інформацію. Будьте завжди на крок попереду разом із ХЛР!

ТОВ «ХІМЛАБОРРЕАКТИВ»
07400, Україна, м. Бровари
вул. Січових Стрільців, 8
Тел.: +380 (67) 406­80­43
https://www.hlr.ua