Mastersizer2000 Anwendung: Validierungsmethoden für die laserbeugung – Teil 2

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Robustheit

– Probenverteilung

  Der Prozess der Probenverteilung muss im Rahmen der Methodenentwicklung gesucht und verstanden werden.

  Im Fall der Trockenen Messung muss der Benutzer verstehen, wie sich die gemessene Partikelgröße je nach ausgewähltem pneumatischen Druck (Luftdruck) für die Verteilung ändert [2]. Ein geeigneter Druck ist einer, der eine Verteilung ohne Zerkleinerung der Partikel ermöglicht. Bei pharmazeutischen Materialien ist es wünschenswert, dass die zu testende Probe leicht brechbar ist, und wenn der Dispersionsluftdruck zu hoch eingestellt ist, könnte eine feinere Zerkleinerung der Partikel erfolgen. Dispergierung und Zerkleinerung erfolgen oft gleichzeitig (was zu einer Verbreiterung der Verteilung führt) [10]. Der beste Weg, um zu bestätigen, dass keine Abnutzung auftritt, ist das Erreichen nahezu identischer Ergebnisse bei Nass- und Trockendispergierung. Alle Details zur Entwicklung von Trockenmethoden werden an anderer Stelle in diesem Dokument vorgestellt [8].

  Bei der Messung, die Nassdispergierung nutzt, muss die Rolle von Ultraschall zur Förderung der Dispersion verstanden werden [2]. Die Verwendung von Hochenergie-Ultraschall kann bei einigen kristallinen Materialien zu Rissen führen (ein sehr seltenes Phänomen). Im Rahmen der Methodenentwicklung muss untersucht werden, welchen Einfluss verschiedene Ultraschallzeiten und -kräfte auf die Partikelgröße haben. Bei der Untersuchung der Auswirkungen der Ultraschallbehandlung auf die Robustheit der Messung ist es sinnvoll, Messungen sowohl während als auch vor und nach der Ultraschallanwendung durchzuführen. Darüber hinaus sollten mikroskopische Aufnahmen gemacht werden, um sicherzustellen, dass bei der Dispersion keine Partikelaggregate entstehen.

  Auch sollte beachtet werden, dass die Anwendung von Ultraschall in einigen Fällen zu Agglomerationen führen kann. Wenn Agglomerationen auftreten, ist es notwendig, die Verwendung verschiedener Dispersionsmittel zu untersuchen, um Stabilität zu gewährleisten. Details zur Entwicklung von Nassmethoden werden an anderer Stelle in diesem Dokument vorgestellt [9].

– Pumpen und Rührgeschwindigkeiten

  Die bei Nassmessungen verwendeten Pumpen- und Rührgeschwindigkeiten sollten im Rahmen der Methodenentwicklung untersucht werden. Die ausgewählten Bedingungen sollten keine Luftblasen erzeugen und sollten in der Lage sein, alle Materialien in Schwebe zu halten (spezifische Probleme, wenn Tenside verwendet werden).

  Abbildung 4 zeigt, wie sich die Ergebnisse für eine Laktatprobe in Abhängigkeit von den Rührereinstellungen ändern. Wie vorgestellt, erreichen die Ergebnisse bei 2.000 U/min einen stabilen Zustand. An diesem Punkt sind alle Materialien genau in Suspension und verteilt. Die Ergebnisse entsprechend der Sample-Settlings bei 2.000 U/min.

 Abbildung 4] Einfluss der Rührgeschwindigkeit auf die bei einem typischen Laktat erzielten Ergebnisse 

– Bestätigung des Brechungsindexes

  Im Rahmen der Methodenentwicklung sollte die Wahl des Brechungsindexes überprüft werden. Experimentelle Nachweise des tatsächlichen Brechungsindexes können durch den Einsatz des Wertes für die Fluide erbracht werden. Wenn Partikel, die kleiner als das Vierzigfache der verwendeten Lichtwellenlänge (z.B. He-Ne-Laserlichtquelle von 25 Mikrometer) in der Verteilung vorliegen, kann die Fraunhofer-Annahme nicht verwendet werden, da dies zu ungenauen Angaben über das Vorhandensein von Feinmaterial führen kann. ISO 13320-1 gibt Hinweise zum optischen Charakter bei der Einrichtung der Laserbeugungsanalyse [2].

Linearität und Undeutlichkeit

Partikelgrößenbestimmungsmethoden zeichnen sich selten durch eine lineare Beziehung als Funktion der Partikelgröße aus und deshalb wird die Bewertung der Linearität einer Methode nicht als Teil der Methodenentwicklung betrachtet. Es ist jedoch wichtig zu erkennen, wie sich Probenunbestimmtheit auf die Messung auswirkt. Unbestimmtheit misst die Menge an Lichtstreuung durch die Probe und korreliert mit der Dichte des Materials innerhalb der Messzone. Für die meisten Partikelgrößenverteilungen sollte die angegebene Partikelgröße unabhängig von der Unbestimmtheit der Messung über einen breiten Bereich der Unbestimmtheit hinweg sein. Wenn die Unbestimmtheit extrem niedrig ist, können bei hohen Abweichungskoeffizienten (COV, coefficient of variation) aufgrund des geringen Signal-Rausch-Verhältnisses große Schätzungen erzielt werden, während bei sehr hohen Konzentrationen die durch Mehrfachstreuungen entstehenden Ergebnisse eventuell kleiner als erwartet sind. Es ist vorgeschlagen, die Unbestimmtheit bei 10, 15, 20, 25% zu untersuchen und die zulässige COV ähnlich zu spezifizieren wie während der Testzeit.

Abbildung 5 zeigt, wie Mehrfachstreuung die Ergebnisse für pharmazeutische Pulver beeinflusst. Bei niedrigen Unbestimmtheitsgraden bleiben die Ergebnisse konstant. Wenn die Unbestimmtheit jedoch 10% überschreitet, führt Mehrfachstreuung dazu, dass die berichtete Größe abnimmt. In diesem Fall ermöglicht eine Messunsicherheit von etwa 7,5%, dass kleine Änderungen der Probenunbestimmtheit die Ergebnisse nicht wesentlich beeinflussen. 

 Abbildung 5] Veränderung des Dv50 als Funktion der Überdeckung für pharmazeutische Pulver 

Reproduzierbarkeit 

  Nach Bell et al. wird ‚Reproduzierbarkeit‘ als Indikator für die Genauigkeit zwischen verschiedenen Laboratorien definiert [5]. Es wird jedoch im Wesentlichen hiervon ausgegangen, dass Erhebliche Reproduzierbarkeit, das Messbaren der Effektivität der gewählten Methoden ermöglicht. Ergänzend dazu kann Reproduzierbarkeit verwendet werden, um die Unterschiede zwischen diversen Geräten (ob gleiche oder unterschiedliche Modelle) zu senken. Kleine Temperaturunterschiede können zu Variationen in den Ergebnissen aufgrund von Partikelauflösung oder -rekristallisation führen, und deshalb sollten auch die Bedingungen in verschiedenen Laboren betrachtet werden, insbesondere wenn gesättigte Lösungen als Dispergiermittel verwendet werden.

  Um die Reproduzierbarkeit zu evaluieren, sollte entsprechend der zu untersuchenden Methode ein erheblicher Satz an Proben (mindestens 5) aus einer Charge gesammelt und getestet werden. Jede Probe sollte mindestens fünfmal gemessen werden, um Einzel- und Durchschnittsergebnisse zu erhalten. Der COV zwischen den Proben sollte berechnet werden und muss in der durch ISO13320 [2] erwähnten Toleranzgrenze liegen, und möglicherweise im Bereich der Toleranzen des USP <429> [4].

Tabelle 2 zeigt ein Beispiel der mit der Schaufelmethode gewonnenen Daten für Lactateffloreszenz. Hier lagen die erzielten COVs innerhalb der erwarteten Grenzwerte, die auf den in Abbildung 1 erwähnten Probenstatistiken basieren.

  Tabelle 2] Abweichung der mit der Schaufelmethode gewonnenen Ergebnisse für sieben Lactat-Schaufelmuster

Mittlere Präzision

Bei der Bewertung der mittleren Präzision, bei der ein zweiter Analyst oder ein zweites Gerät (oder beides) eingesetzt wird, sollte der Benutzer die Variabilität der Methode verstehen. Dies ist im Grunde genommen eine Wiederholung des Reproduzierbarkeitstests und daher sollten ähnliche COV-Grenzen gelten. Danach sollten beide Ergebnisse kombiniert werden, um den gemeinsamen Mittelwert und die gemeinsame relative Standardabweichung (RSD) (< 3%) zu berechnen.

Tabelle 3 enthält die für den zweiten Analysten gewonnenen Reproduzierbarkeitsdaten für die oben genannten Laktatproben. Diese gemeinsamen Mittelwerte und COVs können für beide Bediener erarbeitet werden, wie in Tabelle 4 gezeigt. Wie zu sehen ist, liegt die Abweichung des Dv50 im akzeptablen Bereich nach ISO13320. Dies bezieht sich auf die hier verwendete Probenahmemethode. Wäre das Pulver mit einem Rotationskappenrifler probengenommen worden, hätte es die allgemeine Präzision verbessert. Der breitere Akzeptanzbereich, der im USP <429> verwendet wird, kann gelten, wenn die Schaufelmethode die einzige effektive Option zur Probenahme darstellt. 

Tabelle 3] Für einen zweiten Analysten gewonnene Ergebnisse zu Laktatrelevanz