Đo lường Raman trong ngành công nghiệp Dược phẩm

1. Phân tích định lượng công thức bào chế dược phẩm

Hai ưu điểm chính của việc sử dụng quang phổ học Raman so với các kỹ thuật quang phổ khác là tính đơn giản trong việc lấy mẫu và nội dung thông tin của nó. Được biết, tán xạ Raman tỷ lệ thuận với nồng độ của chất được phân tích và do đó, quang phổ học Raman có thể được sử dụng để phân tích định lượng. Các yếu tố biến đổi trong phân tích định lượng bằng quang phổ học Raman bao gồm cường độ kích thích, định vị mẫu và dao động nhiệt độ, ảnh hưởng mạnh đến độ chính xác và giá trị giới hạn phát hiện. Thông tin định lượng chính xác có thể thu được bằng cách sử dụng tiêu chuẩn nội bộ hoặc bên ngoài.

2. Xác định đa hình

Đa hình đơn giản là các dạng tinh thể khác nhau của một thực thể phân tử duy nhất có sự sắp xếp và/hoặc cấu tạo khác nhau của các phân tử trong mạng tinh thể. Tính đa hình cũng có thể bao gồm các sản phẩm solvat hóa hoặc hydrat hóa (còn được gọi là giả đa hình) và các dạng vô định hình. Phân tích đa hình là ứng dụng làm cho quang phổ học Raman trở thành một phần tiêu chuẩn của hộp công cụ khi tán xạ Raman số sóng thấp dưới 200 cm-1 cũng có thể liên quan đến hành vi đa hình của dược phẩm hoạt tính.

3. Giám sát quy trình thời gian thực trong ngành dược phẩm

Raman có khả năng cung cấp cái nhìn sâu sắc có giá trị về hiểu biết, tối ưu hóa và giám sát quy trình khi được sử dụng trong các hoạt động phát triển và mở rộng quy mô. Nó được sử dụng để định lượng những thay đổi tại chỗ trong các quá trình như tạo hạt ướt và kết tinh hàng loạt. Các xu hướng định lượng và định tính có thể được đánh giá và các điều chỉnh có thể được thực hiện nhanh chóng trong quá trình xử lý thông thường dựa trên phân tích Raman.

4. Phát hiện hàng giả, hàng nhái

Sự gia tăng của việc làm giả dược phẩm đang trở thành mối lo ngại vì nó có thể gây hại cho sức khỏe bằng cách cung cấp các chất hoặc sản phẩm không phù hợp. Quang phổ học Raman là kỹ thuật thường được Trung tâm Hóa học Pháp y (FCC) của FDA sử dụng để phân tích các sản phẩm bị nghi ngờ là hàng giả vì nó cho phép xác định định tính cả API và tá dược được sử dụng để sản xuất sản phẩm. Quang phổ Raman của lớp phủ và lõi của viên thuốc chính hãng có thể được sử dụng làm "dấu vân tay quang phổ" cho một sản phẩm bị nghi ngờ là hàng giả.

Hình 1: (a) Phổ Raman của lớp phủ viên thuốc nghi ngờ giả, (b) Phổ Raman của lớp phủ viên thuốc thật.

Rất rõ ràng rằng một số đỉnh bổ sung được quan sát thấy trong phổ Raman của lớp phủ viên thuốc bị nghi ngờ giả mạo và lại không được quan sát thấy trong lớp phủ viên thuốc của sản phẩm thật.

Hình 2: (a) Phổ Raman của lõi viên thuốc nghi ngờ giả, (b) Phổ Raman của lõi viên thuốc thật

5. Ảnh hóa học Raman của công thức bào chế thuốc dạng rắn

Các phương pháp quang phổ dao động, chẳng hạn như hấp thụ hoặc phản xạ cận hồng ngoại (NIR) và quang phổ học Raman, kết hợp với hình ảnh đặc biệt hữu ích để phân tích các dạng dược phẩm. Các tính năng nhanh chóng, không phá hủy và không xâm lấn của hình ảnh hóa học đánh dấu sự phù hợp tiềm năng của nó với tư cách là Công nghệ phân tích quy trình (PAT) trong ngành dược phẩm để xác định các thông số kiểm soát quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm. Nó có thể được áp dụng để nghiên cứu các dạng vật lý của API mạnh có trong các dạng bào chế như kem và thuốc mỡ, để nghiên cứu sự phân bố hoạt chất và tá dược ở dạng hạt và trong việc thăm dò các công thức phân tán chất rắn vô định hình để tách pha.

Hình 3: Hình ảnh Raman tổng hợp so sánh dữ liệu từ hai viên thuốc có cùng thành phần tổng thể nhưng khác nhau về công thức bào chế.

Độ hòa tan của API này trong chất kết dính Lutrol tương đối thấp, dẫn đến sự phân bố API không đồng đều trong các hạt và cuối cùng là sự phân bố API không đồng đều trong các viên nén được điều chế từ chúng (Hình 3 - bên trái). Hình ảnh tương ứng với độ đồng nhất cao hơn về màu sắc là hình ảnh mà API được hòa tan lần đầu tiên trong chất kết dính và khối lượng thu được được nghiền lại trước khi tạo hạt trên giường tầng sôi như trước đây (Hình 3- bên phải).

Mặc dù lượng API là như nhau trong cả hai công thức, nhưng bằng cách kiểm tra mặt cắt ngang của viên thuốc, có thể dễ dàng phân tích sự phân bố API trong công thức cụ thể bằng cách sử dụng hình ảnh hóa học Raman mà không cần chuẩn bị mẫu. Hình ảnh hóa học Raman phù hợp để phân biệt giữa các mẫu hoạt động và giả dược. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cần phải xác nhận mạnh mẽ hình ảnh hóa học Raman đối với sự phân bố kích thước hạt, do tính biến thiên cao liên quan đến các phép đo lặp lại.

II. Đề xuất máy quang phổ:

Phần quan trọng nhất của thiết lập Raman mô-đun chính là máy quang phổ. Máy quang phổ QE Pro-Raman hiệu suất cao của chúng tôi đến từ Ocean Optics (Ocean Insight), với độ nhạy và thông lượng tuyệt vời trên dải quang phổ rộng, cho đến máy quang phổ Ocean HDX Raman được giới thiệu gần đây sẽ là những lựa chọn tiềm năng với ngân sách hợp lý cho các nhà nghiên cứu và nhà tích hợp sản phẩm. Bên cạnh đó, các đầu dò Raman Fiber Optics, Raman Lasers và Raman Accessories cũng sẵn sàng phục vụ các yêu cầu ứng dụng của khách hàng.

Từ khóa: Quang phổ Raman, ngành dược, đo raman, QE Pro-Raman, Ocean HDX Raman, Raman Probe