יישום, מתודולוגיה של הטכניקה NMR בתחום הזמן הרסניות 19F כדי למדוד את התוכן במוצרי תרופות המכילות פלואור

Summary

טכניקה פשוטה וללא תוצאות הרסניות, המודד את התוכן הממוצע של בתכשירים סמים ניסח מוצרים המכילים פלואור באמצעות שדה נמוך פלואור-19 (¹⁹F) בתחום הזמן (TD) תהודה מגנטית גרעינית (NMR) מוצג כאן. ניתן ליישם את הטכניקה כדי פיתוח וייצור של תרופות בתעשייה הפרמצבטית.

Abstract

כאן, אנו מתארים את פרוטוקול שפותח על ידי הקבוצה שלנו המשתמשת נמוך-שדה פלואור-19 (¹⁹F) בתחום הזמן (TD) תהודה מגנטית גרעינית (NMR) כדי למדוד את התוכן הממוצע של fluorinated סמים בצורות המוצר שלהם ניסח סמים: טבליות או כמוסות. שיטה זו היא ספציפית fluorinated סמים כי הוא מזהה רק את התוכן של פלואור, הימנעות מהתערבות של חומרים בלתי פעילים חסרי פלואור. היתרונות של מדידת תכנים פעילים בתרופות fluorinated באמצעות שדה נמוך ¹⁹F TD-NMR לעומת גבוהה-שדה ¹⁹F solid-state (הה) NMR הם הפשטות של השיטה; עלות נמוכה; ולהפוך טבע הרסניות של הטכניקה, עם כל דוגמאות ההשבה צורות שלמות (למשל, אבקות, טבליות, קפסולות), טכניקה זו במחיר סביר עבור כל מעבדה.

בדקנו את השיטה עם שלושה fluorinated סמים המוצרים הזמינים בשוק - cinacalcet לנסופרזול, ציפרופלוקסאצין - עם מינונים ועד 15 500 מ ג. התוצאות של הבדיקות, נמדדת נמוך-שדה ¹⁹F TD-NMR, תמיכה לטענות תווית המדווחת עבור התוכן סמים ממוצע.

בהתבסס על פשטות הפארמצבטית של הניתוח, נוכל לדמות מתודולוגיה זו מיושמת במעבדה כלשהי, כולל צמחים הייצור, ככלי תהליך טכנולוגיה אנליטית (פט) בתעשייה הפרמצבטית.

Introduction

בתעשיית התרופות, התוכן של בתכשירים בצורות יחידה-של-המינון שלהם (למשל, טבליות, קפסולות) חייב להיות בתוך הטווח, בטענה תווית לפגוש בקרת איכות והנחיות ביצוע. ביצועים גבוהים כרומטוגרפיה נוזלית (HPLC) היא הטכניקה האנליטית המקובלת למדידת אחידות תוכן של סמים בצורות ניסח שלהם. עם זאת, השיטה זו ארוך והרסני, המחייב פירוק התרופה לצורתו ניסח באמצעות של ממיסים המתאים לפני ניתוח. אפילו עם אוטומציה, התהליך יכול לקחת 1-3 h עבור דגימה, בהתאם פיתוח שיטה אנליטית המתאים^1,2,3. בנוסף, hplc, קורס-סגול (ניר) שימש לאותה מטרה, ככלי פאט, לפרסמה של הדורשים ניתוח chemometric של הנתונים, ביצוע שלה יישום ארוך, מורכב יותר⁴. בשתי הטכניקות הרסניים, עם התרופה ניסח יימחקו לאחר ניתוח.

כתב יד זה, אנו מתארים את פרוטוקול צעד אחר צעד של מתודולוגיה שפורסמו קודם לכן על ידי שלנו קבוצה⁵ כדי למדוד את התוכן הממוצע של fluorinated סמים בצורות מינון שלהם (למשל, טבליות, קפסולות) באמצעות שדה נמוך ¹⁹F NMR. במהלך השנים, גדל אחוז fluorinated סמים בשוק שאושרו על-ידי סוכנויות תקינה ברחבי העולם כמו סמים ניסח מוצרי מ- 2% בשנת 1970 ל- 25% בשנת 2013⁶. לכן, אנו מאמינים כי יש ביקוש לפתח שיטה פשוטה אך ספציפי יותר מאשר שיטות זמין כעת בקרת האיכות של התוכן של fluorinated סמים בצורות ניסח שלהם.

התרופות המכילות פלואור-19 (¹⁹F) במבנים שלהם יש את היתרון של מזוהה בקלות על-ידי ¹⁹F NMR עקב שלו 100% לשפע, 83% הרגישות בהשוואה לפרוטונים⁷. מדידה ישירה על-ידי ¹H TD-NMR זה לא שימושי משום בלתי פעילים והן API יש פרוטונים, פרוטון הכולל מגיע מכל הרכיבים של המוצר סמים, שהופך אותו מעשית למדוד את התוכן API במוצרים סמים באמצעות ¹ H TD-NMR. לכן, מדידת תוכן סמים fluorinated סמים מוצרים באמצעות ¹⁹F TD-NMR יש את היתרון של לא הפרעה עם חומרים בלתי פעילים בגלל חוסר של פלואור. כדי להדגים את המתודולוגיה שלנו למדוד את התוכן סמים הממוצע של מוצרים סמים fluorinated, בחרנו שלושה מוצרים סמים מסחרית ניסח המכילים פלואור בטווחי מינון שונה. איור 1 מציג את המבנים של הסמים נבחרת, בו שני מהם - cinacalcet⁸ ו לנסופרזול HCl⁹-יש קבוצה trifluoromethyl (CF₃) במבנים שלהם, עם מנות החל מ-15 ועד 90 מ"ג, והשלישי אחד - ציפרופלוקסאצין monohydrate HCl¹⁰ - מכיל אחד אטום פלואור המצורפת טבעת ארומטית, עם מנה 500 מ ג.

. הנה, נדגים את המתודולוגיה פיתחנו⁵ כדי quantitate את התוכן סמים ממוצע של fluorinated סמים מוצרים באמצעות מכשיר TD-NMR נמוך-שדה benchtop (23.4 מגה-הרץ עבור ¹H ו- 22.0 מגה-הרץ עבור ¹⁹F). אנחנו גם להשוות בין שתי חבילות תוכנה (תוכנת כיול רי ו- Mnova) ניתן להשתמש כדי לדווח על התוצאות.

Protocol

אזהרה: נא עיין גליונות נתונים כל בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) לפני שימוש בכימיקלים. בתכשירים רעילים באופן כללי ויש לטפל עם המתאים ציוד מגן אישי (עיקרון השוויון הפוליטי; למשל, כפפות בטיחות משקפיים, חלוק המעבדה, מכנסיים באורך מלא, נעליים סגורות), בזהירות מיוחדת בעת שקילה אבקת חומרים. מומלץ להשתמש איזון להציב בשכונה עם זרימת אוויר טובה כדי למזער את האבקה מחומרים מוצק הפצת מתוך האזור הסובב את האיזון.

הערה: ההוראות תוכנה הן ספציפיות עבור כיול RINMR, רי ו- Mnova. TD-NMR הספק מכשירים אחרים, חבילות תוכנה, תשתנה בהתאם להוראות.

1. הכנה של דגימות מראש ¹⁹ F TD-NMR מדידה

1. שוקלים את הדוגמאות לצורך כיול (אבקת חומר תרופתי או המרכיב הפעיל התרופות (API)) המתאים מרעד (2.5, 3, 5-, 10-. 18-, ו- 25 מ מ OD מרעד) עד לקו סימון (גובה של הסליל עבור המכשיר NMR), או בסביבות 30 מ מ גובה. שים לב כי הגובה תלויה החללית.
   הערה: Cinacalcet HCl היא דוגמה של ממשק אפליקציית תכנות ולהשתמש לצורך כיול לקביעת התוכן סמים טבליות המסחרי cinacalcet. המשקל יהיה תלוי הצפיפות של האבקה. במקרה של cinacalcet HCl, המשקולות של ה-API הם סביב 7.2, 3.5, 1.0, 0.3, 0.1 ו- 0.07 g כאשר מילוי גובה הגליל עבור 25-, 18-, 10-, 5-, 3-2.5 מ מ מרעד, בהתאמה.
2. להשקל הדגימות המוצר סמים ניסח (טבליות או כמוסות) המתאים מרעד עד לסימון הקו (גובה של הסליל עבור המכשיר NMR), או בסביבות 30 מ מ גובה, כמצוין לעיל.
   הערה: 25 או 18-מ מ צינורות מתאימים עבור המדד טבליות/קפסולות או כאשר מספיק סמים ניסח מוצר זמין. טבליות קטנות/קפסולה או כאשר לא מספיק מוצר סמים ניסח זמין אבל יחס אות לרעש עדיין עשוי להיות מספיק למדידה, השתמש צינורות 10 מ מ. למדוד את הטבליות ישירות, או לרסק במידת הצורך. אין תצפית של וריאציות במדידות שלהם נצפו כאן, כפי שצוין לעיל, הדיון.
   1. בעת הכנת טבליות מסחרי של cinacalcet, שוקל בסביבות 15 מ ג 90 טבליות בצינור NMR 25 מ מ (כ- 9.2 גר'), חמישים מ ג 30 טבליות בצינור 25 מ מ NMR (בסביבות 9.6 גרם), 22 מ ג 30 טבליות ב NMR 18 מ מ צינור (בסביבות 4.2 גרם) , עשרים ושלוש מ ג 60 טבליות בצינור NMR 25 מ מ (כ- 8.8 g)-

2. הכנת הכלי NMR למדידה

1. כיוונון כלים NMR ¹⁹ נ
   1. לשאת את כל המדידות בטמפרטורה של המגנט הקבוע ב NMR כלי נגינה. . הנה, תשתמשי 40 ° C; בקרת טמפרטורה לא זמינה עבור המכשיר F NMR 26 מ מ ¹⁹ המשמש כאן. לבצע את כל המדידות בתדר של מגה-הרץ 22.0 עבור ¹⁹ F באמצעות מכשיר NMR 23-MHz (עבור ¹ H).
   2. מקום המדגם תקן טפלון בתוך צינור NMR 25 או 26-מ מ ומניחים אותו לתוך המכשיר בתוך המגנט. לאפשר equilibration בסביבות 5-10 דקות, לכוון את המכשיר ¹⁹ בחר פ " אוטומטי O1 " תחת " פקודות " תפריט בתוכנה RINMR. חזור על המדידה לפחות 3 פעמים. ולקחת את הערך האחרון של הפרמטר ₁ O (היסט תדר).
2. כיול של הדופק 90 מעלות F ¹⁹
   1. לכייל את הדופק 90 מעלות על F-19 עם הדגימה טפלון רגילה באמצעות הרצף סטנדרטי הכיול האוטומטיות הזמינות בהמכשיר. בחר " אוטומטי P90 " תחת " פקודות " תפריט בתוכנה RINMR.
      הערה: בדרך כלל, הדופק 90 מעלות אין צורך למדוד בתדירות גבוהה אלא אם המכשיר לא מבצע או המכשיר שלא היה בשימוש כבר כמה זמן. הערך 90 מעלות מתקבל ציפוי טפלון עם החללית F NMR 26 מ מ ¹⁹ המשמש כאן היה 7.05 µs.

3. המדידה של T ₁ או בזמן רגיעה האורך הסטנדרטי דגימות API טהור

1. עבור יחס אות לרעש טוב יותר, למקם את הדגימה API מוכן בצינור NMR 25 מ מ בתוך החללית F-19 המותקן המגנט ולתת לו equilibrate לפחות 10 דקות
2. למדוד בזמן רגיעה T ₁, ועקוב אחר ההוראות במדריך כלי נגינה, עבור כל דגימה API באמצעות ניסוי סטנדרטי עבור היפוך-שחזור בתוכנת ה-RINMR.
   הערה: מומלץ ניסיוני הפרמטרים סריקות 16 שנאסף עם זמן להתעכב 0.1-µs; נקודות נתונים 8; דופק 90 מעלות, כאמור לעיל; מת זמן של 10 µs החללית 26 מ מ F-19. מערך של עיכובים מ 100 µs 8 s (µs למשל, 100, 500 µs, 10 ms, 100 ms, ms 300, 700 ms, 1 s, 2 s, 5 s ו- 8 s) עבור תרופות עם CF ₃ ועיכובים 100 µs מ ל- 20 s (למשל 100 µs, 500 µs, ms 1, 100 ms, 500 ms, 1 s, 5 s, 10 s, 15 s, ו- 20 s) עבור תרופות עם קבוצה אחת של פלואור, המחובר לטבעת הארומטית מומלצים. תוכנה
   1. ב RINMR, טען " invrec.exe " דופק רצף על-ידי בחירה " לטעון " תחת " רצף " ולחיצה על " פתוח. " בדוק הפרמטרים הבסיסיים יש את הערכים הנכונים על ידי לחיצה " A " או בחירה " רכישת " תחת " פרמטרים " תפריט.
   2. בחר " סקריפטים " תחת " כלי " תפריט; חלון יצוצו. בחר " T1.ris " הכרטיסייה ולחץ על החץ הירוק; חלון יופיע. בחר קובץ רשימת עיכוב עם עיכובים המתאים או צור את הרשימה לאחר לחיצה על " פתוח. " פעם הרשימה עיכוב הוא משביע רצון, לחץ על " אישור. "
      הערה: חלון יציג בקשה ליצירת קובץ עבור הספקטרום ייאספו בתוך כדי לחשב את ערך T ₁. המיקום ואת השמות של התיקיות והקבצים נמצאים עד שהמשתמש.
   3. לחץ על " להציל " עבור כלי להתחיל רכישת הנתונים ושמירה של הקבצים עבור העיכובים באופן אוטומטי בתיקיה שנבחרה.
      הערה: התוכנה RIMNR ליצור את עקומות הרפיה T ₁, לחשב את השעות הרפיה T ₁ עבור כל מקרה. יופיע חלון עם עקומת הרפיה T ₁ לבין זמן קבוע או ערך T ₁ . . כאן, הערך של T1 cinacalcet HCl היה 2.4 ס

4. מדידת דגימות כיול עם API טהור

1. מדידת ה-api של דוגמאות לבנות את עקומת כיול
   1. מקום אחד מדגם כיול המגנט עבור API מסוים. Equilibrate את הדגימות למשך תקופה מינימלית של 5 דקות עד שהשפופרות קטן ו- 10 דקות עד שהשפופרות גדול יותר.
   2. רוכשים של אינדוקציה חינם דעיכה (FID) או מוצק (FID x 90-90y) ניסוי עם הפרמטרים המתאים ועקוב אחר ההוראות במדריך כלי נגינה. בתוכנת RINMR, טען " solid.exe " (או " fid.exe ") דופק רצף על-ידי בחירה " לטעון " תחת " רצף " ולחיצה על " פתוח. "
      הערה: הניסוי המומלץ הוא מוצק עבור חומרים מוצקים מהיר-נרגעים עם קצר T ₂ s (בזמן רגיעה ואלכסוני). מומלץ ניסיוני הפרמטרים שנאספו, עם זמן להתעכב 0.1 µs, נקודות נתונים 1,024, דופק 90 מעלות (µs 7.05 במקרה זה, calibr 128 סריקותated באמצעות טפלון), עת מת של 10 µs החללית 26 מ מ ¹⁹ F. עיכוב המיחזור של 7.5 s עבור תרופות עם הקבוצה ₃ CF ו- 20 s עבור תרופות עם קבוצת F המצורפת ריחני (עקב זמן T ₁ הרפיה פעמים) שימשו את המקרים המובאים כאן, מבוסס על שלהם T ₁ מדידות.
   3. למדוד כל דוגמאות שהוכנו עבור כל API לאחר הם הם equilibrated עד הטמפרטורה של המגנט למשך 5-10 דקות להפיק את עקומות כיול כל מדגם ה-API. לשמור את הנתונים בתוך תיקיה, מתן שם ברורים לפעול ניסיונית לכל.
   4. לחשב את אחוז משקל הדגימות מבוסס על הסכום כל שפופרת, בהתחשב הטוהר של המדגם API בצינור הגדול.

5. מדידה של המוצר סמים דוגמאות כמו טבליות

1. המקום מוכן כבר ניסח דוגמאות מוצרים סמים (טבליות או כמוסות) בהמגנט למדוד אותם אחד בכל פעם. Equilibrate הדגימה עבור 5 דקות מרעד קטן או 10 דקות על הדגימות בתוך הצינורות NMR גדול יותר.
2. לרכוש מאותו NMR הניסוי (קרי, מוצק) באותם התנאים באשר הדגימות מכויל עבור כל API מסוים.

6. דור של הכיול ' עקומות ' עם טהור API ודוגמאות הוספת הנתונים מדגימות המוצר סמים בתור טבליות ב. עקומות כיול

1. במקרים אלה, בחר האזור של המוצק ניסויים מ 5 כדי 300 נקודות כדי ליצור את עקומות כיול. ניתן לנתח את הנתונים בשלוש דרכים שונות, כמתואר להלן.
2. פתח את תוכנת כיול RI. זוכר כל הנתונים מוצק על ידי לחיצה על הסמל קליפ כדי לפתוח את FID או קבצים מוצק מ API מסוים. עבור כל הדגימות נמדד, הזן את האחוזים משקל תחת “ ריכוז או משחק ” עמודה ומשקולות תחת “ מסה ” עמודה. בחר את האזור המתאים (5-300 נקודות) בשיטת הממוצע לבנות את עקומת הכיול (לפתוח את הסמל של “ NMR תצוגת נתונים ” כדי לבחור הטווח של נקודות עבור החישוב). להציל את עקומת הכיול.
   הערה: העמודה קאל תספק את האחוז של סמים הדגימות נמדד.
3. ב ה RI תוכנת כיול צג עם הנבחרת באותו האזור (5-300 נקודות), השתמש בשיטה מתאים לבנות את עקומת כיול. שמור את עקומת כיול. בצע את ההוראות אותו כמו שלב 4.2.2.
4. פתח את התוכנה (למשל, Mnova). גרור כל הנתונים מוצק API מסוים, הזן את אחוזי משקל הדגימות רגיל; ההוראות במדריך ניתן למצוא על ידי לחיצה “ תוכן ” תחת “ עזרה ” בתפריט. ב “ מתקדם ” בתפריט, בחר “ ובזמן תחום ” ולאחר מכן “ כימות; ” חלון יצוצו. לחץ על סימן החיבור הכחול כדי לבחור את האזור אינטגרציה. לשלב האזור המתאים (5-300 נקודות) באמצעות מצב גודל כדי לבנות את עקומת הכיול.
5. לשמור את עקומת כיול. בטבלה, הזן את האחוזים של תרופות עבור דגימה רק עבור הסטנדרטים תחת “ ריכוז (x) ” העמודה ואת המשקלים עבור כל הדגימות תחת “ המסה (ז) ” עמודה; דגימות כיול צריך להיות בצבע אדום (מסומן). ודא “ אות פונקציה ” הוא “ y = s/m ” (לנרמל את האות/מסה).
6. עבור הפארמצבטית, הדיר, למדוד אחד לטעום 3 פעמים בימים שונים ולבנות את עקומת כיול שתי חבילות תוכנה. לשמור הכיול עקומת קבצים.

7. חישוב של הסם Fluorinated API משקל ניסח סמים המוצר באמצעות את עקומות כיול

1. חישוב משקל אחוז וממוצע המינון סכום לכל לוח/כמוסה של fluorinated API לסמם הסם ניסח המוצר
   1. שימוש בקובץ אחר עקומת כיול של תוכנת כיול רי לבין הממוצע בשיטה. לקרוא את הנתונים NMR טבליות נמדד (או קפסולות) והזן שלהם משקולות כדי לקבוע את אחוז המשקל fluorinated API ניסח טבליות או כמוסות של עקומת כיול.
      הערה: “ קאל ” עמודה תספק את האחוז של סמים הדגימות נמדד (כיול, טבליות מסחרי או נעלמים). לב כי הפרמטר O1 חייב להיות זהה עבור דגימות כיול, טבליות או כמוסות עבור תוכנת כיול RI.
   2. להשתמש בקובץ על עקומת כיול בתוכנת ה-RI כיול באמצעות שיטת מתאים. קריאת הנתונים NMR טבליות (או קפסולות) נמדד והזן שלהם משקולות כדי לקבוע את אחוז המשקל fluorinated API ניסח טבליות או כמוסות של עקומת כיול. בצע את ההוראות אותו כמו שלב 5.2.1. לב כי הפרמטר ₁ O חייב להיות זהה עבור דגימות כיול, טבליות או כמוסות עבור תוכנת כיול RI.
   3. להשתמש בקובץ ה-Mnova, גרור את הנתונים NMR שהושגו עבור ה-API ניסח (או למדוד אותם באותו היום). בצע את ההוראות בשלב 4.2.4. הזן את המשקולות כדי לקבוע את אחוז המשקל fluorinated API ניסח טבליות או כמוסות של עקומת כיול.
      הערה: בטבלה, דגימות כיול יהיה אדום (מסומן), לא ידוע או מסחרי הטבליות/הכמוסות בצבע כחול (לא מסומן). “ ריכוז (x) ” עמודה תציג את הערכים המחושבים לקבלת הלוחות מסחרי של דגימות לא ידוע ב כחול בהתבסס על הערכים של דגימות כיול באדום. הודעה כי התוכנה לא דורשת השימוש בפרמטר O1 אותו כדי לחשב את אחוז המשקל.
   4. לחשב את הסכום של fluorinated תרופה לכל לוח או כמוסה בתור הערך הממוצע של המשוואה להלן (D = מנה של API במ ג, W _NMR = אחוז משקל של API המתקבל עקומת כיול, w = המשקל הכולל של ניסח את המוצר לפי המשקל של הסם ניסח בא מתוך נמדד טבליות או כמוסות ולאחר N = מספר ניסח טבליות או כמוסות המשמש למדידה) ולהשוות עם הערכים המחושבים על-ידי התוכנה על בסיס עקומות כיול:
      

תוצאות

בדקנו נמוך-שדה ¹⁹F TD-NMR עם שלושה מוצרים מסחריים סמים (cinacalcet לנסופרזול, ציפרופלוקסאצין) כדי למדוד את התוכן סמים ממוצע של המוצרים סמים fluorinated. איור 1 מציג את המבנים של התרופות שנבדקו, הצגת את המיקומים של אטומי פלואור.

בדקנ?...

Discussion

כמו עוד סמים fluorinated נעשים זמינים בשוק, פיתחנו מתודולוגיה מסוימת ופשוט למדוד את התוכן סמים ממוצע של fluorinated סמים מוצרים באמצעות שדה נמוך ¹⁹F TD-NMR⁵. בדקנו בשיטה זו על שלושה מוצרים מסחריים סמים: בטבליות המכילות cinacalcet HCl, כמוסות המכילות לנסופרזול, בטבליות המכילות ציפרופלוקסאצין ...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
MQC-23	Oxford Instruments	52-AM4044	23.4 MHz for 1H and 22.0 MHz for 19F
26 mm Probe (19F)	Oxford Instruments	52-AM4061	19F NMR probe
Cinacalcet HCl	Amgen	Lot 005002 M	Purity 99.8%
Cinacalcet commercial tablets	Amgen	Lot 0010021308	30 mg tablets
Cinacalcet commercial tablets	Amgen	Lot D1026396	30 mg tablets
Cinacalcet commercial tablets	Amgen	Lot D118714	30 mg tablets
Cinacalcet commercial tablets	Amgen	Lot D061829	60 mg tablets
Cinacalcet commercial tablets	Amgen	Lot 00100213	90 mg tablets
Cinacalcet commercial tablets	Amgen	Lot D064074	90 mg tablets
Cinacalcet commercial tablets	Amgen	Lot 1026356	90 mg tablets
Lansoprazole	Fluka	Lot LRAA1897	Purity 99.7%
Brand name Lansoprazole	Novartis	Lot DV1891	15 mg capsules
Lansoprazole generic	SUPERVALUE INC	Lot 2GE2027	15 mg capsules
Ciprofloxacin free base	Fluka	Lot BCBM7969V	99.9% purity
Ciprofloxacin HCl monohydrate	Fluka	Lot P500044	94% purity as HCl salt
Cipro generic	Pack Pharmaceuticals	Lot PUB3033	500 mg tablets
25 mm NMR tube	New Era Enterprises	NE-25TD-200-FB
18 mm NMR tube	New Era Enterprises	NE-18TD-200-FB
10 mm NMR tube	New Era Enterprises	NE-10TD-200-FB
5 mm NMR tube	New Era Enterprises	NE-HL5-7
3 mm NMR tube	New Era Enterprises	NE-H3-7
2.5 mm NMR tube	New Era Enterprises	NE-H5/2.5