Temperaturgeregelte Flüssigkeitsküvette für ATR-FTIR

 

Modifikation am Spektrometer

Die Modifikation des konventionellen Spektrometers der Firma Bruker besteht darin, eine auf 0,01 °C stabilisierte Umgebung für die Detektoreinheit zu etablieren sowie eine auf 0,01 °C stabilisierte thermische Umgebung  auf dem Probenkristall zu schaffen. Dazu wird eine auf 0,1 µm polierte selbstdichtende Küvette auf der Probenplattform fixiert. Eine Temperaturregeleinheit sorgt dafür, dass die Temperatur binnen 15-60 Sekunden homogen verteilt und thermisch equilibriert wird. Das Probenvolumen beträgt ca. 50 -300 µl und ist im Vergleich zur Masse der Küvette sehr gering und rasch equilibriert.

 

Modifikation der Lösungsmittelmatrix

Herkömmliche Lösungsmittel wie Wasser, Ethanol etc. haben sehr ausgeprägte Banden im Bereich von 3000 cm-1 sowie im Bereich von 1000 bis 300 cm-1. Ideal wäre nun ein Lösungsmittel analog ein KBr- Matrix, das keine eigene Absorption hat.  Zudem lassen sich viele Arzneistoffe nur begrenzt in konventionellen Lösungsmitteln ( Ethanol, Wasser, Puffer, DMSO, Dichlormethan) lösen und daher ist eine weitere Forderung, eine hohe Löslichkeit für polare wie unpolare Stoffe zu gewährleisten.

Daher wurde eine Matrix entwickelt, die eine hohe Löslichkeit für viele organische und anorganische Stoffe besitzt (mehr als 100 mg/ml z.B. für Furosemid und mehr als 50 mg/ml für Harnstoff bei Raumtemperatur). Das entwickelte Lösungsmittel hat wenig eigene Absorptionen, so dass auch im Fingerprintbereich sowie in den Bereichen der funktionellen Gruppen spezifische Signale vermessen werden können. Die Matrix hat den Arbeitstitel MATH50.  

Applikationsbeispiel aus 2011

Gehaltsbestimmung zur Überprüfung der Lagerstabilität von Wirkstoffen und Arzneistoffen

 

Qualitative Analyse

Es wird zunächst ein Pulverspektrum des Reinstoffes aufgezeichnet (Reinstoff-Referenz). Dann werden Pulverspektren der Tablettenmatrix aus dem Originalblister aufgezeichnet (T0-Probe, T0-Referenz). Anschließend erfolgt die Einlagerung der geöffneten Tabletten in den dafür vorgesehen Behältnissen. Nach Abschluss der Einlagerung wird daraus eine zweite Tabletten­pulver­probe genommen und mit der T0-Probe verglichen. Stimmen alle Signale der T0-Probe mit der zweiten Probe zu mehr als 99,75 %  überein, so ist die erste Voraussetzung  (Identität, d.h. es sind keine weiteren Stoffe mit einer Konzentration, die mehr 2,5% beträgt, entstanden) erfüllt. Im zweiten Schritt erfolgt die quantitative Analyse.

Die Methode des Vergleichs aller Banden eines Spektrums mit einem Referenzspektrum (hier: T0-Referenz) ist Bestandteil der Auswertungs­software der Firma Bruker.

Durch diese Methode werden spezifische Bibliotheken aller verwendeter Chargen erstellt und Diskrepanzen können künftig auch (produktübergreifend) effizient erkannt werden.

 

Quantitative Analyse

Aus dem Reinstoff wird in der Lösungsmittelmatrix MATH50 für die Kalibrier­ung eine Konzentrationsreihe angesetzt mit ca. 7 – 10 Proben  mit jeweils 2 - 4 Spektren an zwei Tagen. Ca. 50 bis 80 Spektren definieren die Kalibriergerade. Es werden, für die Spezifizität, aus dem Pulverspektrum des Reinstoffes mindestens zwei Signale, die für unterschiedliche Moleküleigenschaften stehen, ausfindig gemacht. Es wird eine Methode für die Bestimmung der Signal­intensität definiert(Bsp.  Integral des Reinstoff-Signals an den für den Rein­stoff spezifischen Wellenlängen). Diese Wellenlängen werden dann in allen Kon­zen­trationspunkten vermessen.  Linearität ist gegeben, wenn alle Punk­te mit einem Korrelations­koeffizienten von besser 0,9975 korrelieren.

Aus den Tabletten zum Zeitpunkt T0 werden 3-4 Proben gezogen, auf­gearbeitet, in der Matrix gelöst und mehrfach vermessen.  Zur Bestim­mung der Wiederfindungsrate aus der Aufarbeitung werden mittels Zuschlags­versuchen 4-6 Proben der aufgearbeiteten Tablettenmatrix mit der äquivalenten Masse an reinem Wirkstoff versetzt vermessen. Daraus lässt sich der Methodenfaktor der Aufarbeitung ermitteln. 

Zum Zeitpunkt T2 werden entsprechend dem Zeitpunkt T0  3-4 Proben gezogen und vermessen und mit dem Ergebnis von T0 verglichen. Stimmt der ermittelte Gehalt (von T0-Punkt und T2-Punkt) in den Grenzen von +/- 2,5 % überein, so ist mit dem Verfahren keine Gehaltsänderung ermittelt worden. Zur Kontrolle wird am Zeitpunkt T2 ein Muster aus dem Originalblister des Herstellers gezogen und vermessen, diese Kontrolle muss qualitativ und quantitativ mit dem T0-Punkt übereinstimmen. Dieser Test dient der Kontrolle der Reproduzier­barkeit.

 

Externe Einschätzung zur Relevanz und bisherigen Datenlage

Durch die Firma Bruker ist eine Bestätigung der Relevanz und Anwendbarkeit für diese Applikation und den entwickelten Prototypen getroffen und dem Autor zur Vorlage bei den Aufsichtsbehörden schriftlich mitgeteilt worden.