Einsatz von XRF zur schnellen Rückverfolgung der Elementaranalyse bei gleichzeitiger Sicherstellung der Reinheit von Arzneimitteln

von Myung-hee Hong, Tuesday, 15th October 2024

In der Ausbildung zum Chemiker oder Pharmazeut lernt man, wie neue chemische Bindungen gebildet werden. Ein Großteil Ihrer Zeit wird damit verbracht, zu lernen, wie man Reaktionen durchführt, die von Chemikern vergangener Zeiten entworfen wurden. In der Branche verbringt man eine ebenso große, wenn nicht größere, Zeitmenge damit, Moleküle zu reinigen, wenn man echte Moleküle für reale Patienten herstellt. Denn um die besten Therapien der nächsten Generation zu entwickeln, muss man in der Lage sein, Moleküle in ihrer reinen Form zu produzieren.

Dies ist der wichtigste Aspekt in der Forschung zur Skalierung und Prozessentwicklung für die Herstellung.

Bestimmung der Reinheit von Arzneimitteln

Bei der Entwicklung eines Syntheseprozesses für ein pharmazeutisches API ist es wichtig, die mit Metallkatalysatoren verbundenen Elementarverunreinigungen vor der Downstream-Behandlung zu entfernen.

Metallkatalysatoren sind das Rückgrat der organischen Chemie und spielen eine entscheidende Rolle bei verschiedenen chemischen Transformationen. Wenn sie jedoch in der Synthese von Wirkstoffen eingesetzt werden, ist es wichtig, die mit diesen Katalysatoren verbundenen Elementarverunreinigungen bis auf einen Part-per-Million (ppm)-Bereich vor der Downstream-Behandlung zu entfernen.

Die Effizienz von Reinigungsprozessen wird in der Regel mit induktiv gekoppelter Plasma-Spektroskopie (meistens ICP-OES oder ICP-MS) bestimmt. ICP ist sehr genau bei der Erkennung von Elementarverunreinigungen in sehr geringen Konzentrationen, aber es ist ein zeitaufwändiger und teurer Prozess. Während man auf die Ergebnisse wartet, können Entscheidungen zur Prozessentwicklung verzögert werden, und Projekte können zum Stillstand kommen.

Überwindung der Herausforderungen von ICP

Da die Kosten und Risiken im Zusammenhang mit der Medikamentenentwicklung weiter steigen, müssen Pharmazeuten innovative Wege finden, um die Effizienz in jeder Phase der Forschung und Entwicklung zu verbessern, ohne die Qualität und Zuverlässigkeit der Analyse zu beeinträchtigen. Andernfalls drohen Compliance-Probleme!

Im Laufe der Jahre haben wir viele Pharmazeuten interviewt, die ICP verwenden. Durch diese Gespräche haben wir eine Reihe von Herausforderungen entdeckt, mit denen Kunden im Zusammenhang mit ICP konfrontiert sind.

Herausforderungen von ICP

  • Langsame Rückkopplungsschleife aufgrund der für die Probenvorbereitung erforderlichen Zeit
  • Aufgrund der erforderlichen Infrastruktur und Versorgungsleistungen ist es unmöglich, ICP an abgelegenen Standorten oder Produktionslinien zu platzieren
  • Arbeitsintensiv – ICP erfordert einen geschulten, dedizierten Bediener
  • Verwendung gefährlicher Chemikalien, die sowohl für Benutzer als auch für die Umwelt schädlich sind
  • Hohe Betriebskosten
  • Schwierigkeiten bei der Messung von Halogenen
  • Unfälle durch Chemikalien und Glasgeräte
  • Keine Inspektionswerkzeuge

Ein großes Problem, das regelmäßig in dieser Liste der Herausforderungen auftaucht, betrifft die Probenvorbereitung. Da es Pulverproben gibt, die in Flüssigkeit gelöst werden müssen, ist dies ein sehr langwieriger und zeitintensiver Prozess. Je nach Probe, Element und Konzentration kann dieser Prozess 24-48 Stunden dauern, und falls die Analyse ausgelagert werden muss, kann es noch länger dauern.

XRF: Eine leistungsstarke Lösung zur Sicherstellung der Reinheit von Arzneimitteln

Röntgenfluoreszenz (XRF) ist ein schnelles, einfach zu bedienendes und leicht zu implementierendes Werkzeug, das zur Überprüfung von Elementarverunreinigungen bei der Unterstützung der Entwicklung von Syntheseprozessen für Arzneimittel eingesetzt werden kann. XRF kann kosteneffektiv und zeiteffizient zur Entfernung von Metallkatalysatoren verwendet werden, um die Optimierung von Syntheseprozessen für Medikamente zu unterstützen.

Um Medikamente sicher herzustellen und auszuliefern, müssen Unternehmen die Patientenexposition gegenüber toxischen Elementen wie Blei (Pb), Quecksilber (Hg), Arsen (As) und Cadmium (Cd) im Rahmen der Medikamentendosis innerhalb sicherer Grenzen kontrollieren. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat die Internationale Konferenz zur Harmonisierung (ICH) die ICH Q3D-Richtlinie zu den zulässigen Expositionsgrenzen für 24 potenziell toxische Elemente in oralen, nicht-oralen und inhalativen Medikamenten veröffentlicht. Pharmakopöenrichtlinien, wie sie z. B. in den Kapiteln <232> und <233> des United States Pharmacopeia (USP) bereitgestellt werden, unterstützen ICH Q3D und bieten weitere Richtlinien zu Messverfahren, die zur Bewertung des Vorhandenseins und der Konzentration von Metallverunreinigungen verwendet werden können. Seit 2018 müssen alle pharmazeutischen Unternehmen, die auf dem US-Markt tätig sind, die USP <232> und USP <233> einhalten. Hochwertige XRF-Ausrüstungen können all diese Standards erfüllen.

Weiterführende Literatur

Um mehr über XRF zu erfahren und wie es bei der Bestimmung der Reinheit von Arzneimitteln helfen kann, werfen Sie einen Blick auf die folgenden hervorragenden Ressourcen.

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