Autor / 1,2 Hu Rong 1 Hol bęben Drum Song Xuezhi przed 1 trasą Jinsong 1 – Nowy 1, 2
【Streszczenie】 Szkło borokrzemowe jest szeroko stosowanym materiałem opakowaniowym i pojemnikiem na roztwory w przemyśle farmaceutycznym.Chociaż ma cechy wysokiej odporności, takie jak gładkość, odporność na korozję i odporność na zużycie, jony metali i grupy silanolowe zawarte w szkle borokrzemianowym mogą nadal wchodzić w interakcje z lekami.W analizie leków chemicznych metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) typową fiolką do wstrzykiwań jest szkło borokrzemowe.Badając wpływ szklanych fiolek HPLC trzech marek na stabilność bursztynianu solifenacyny, który jest związkiem słabo zasadowym, stwierdzono, że w szklanych fiolkach różnych producentów występowała adsorpcja do leków alkalicznych.Adsorpcja wynikała głównie z oddziaływania protonowanej grupy aminowej i dysocjacyjnej grupy silanolowej, czemu sprzyjała obecność bursztynianu.Dodatek kwasu solnego mógłby zdesorbować lek, a dodanie odpowiedniej proporcji rozpuszczalników organicznych mogłoby zapobiec adsorpcji.Celem tego artykułu jest przypomnienie przedsiębiorstwom zajmującym się testowaniem narkotyków, aby zwracały uwagę na interakcję między lekami alkalicznymi a szkłem oraz zmniejszały odchylenia danych i prace badawcze dotyczące odchyleń spowodowanych brakiem wiedzy na temat właściwości adsorpcyjnych szklanych butelek w proces analizy leku.
Słowa kluczowe: bursztynian solifenacyny, grupa aminowa, fiolki szklane HPLC, adsorbcja
Szkło jako materiał opakowaniowy ma zalety gładkości, łatwej eliminacji i odporności na korozję. Korozja, odporność na zużycie, stabilność objętości i inne zalety, dlatego jest szeroko stosowane w zastosowaniach farmaceutycznych.Szkło lecznicze dzieli się na szkło sodowo-wapniowe i szkło borokrzemowe, w zależności od różnych zawartych w nim składników.Wśród nich szkło sodowo-wapniowe zawiera 71% ~ 75% SiO2, 12% ~ 15% Na2O, 10% ~ 15% CaO;szkło borokrzemowe zawiera 70% ~ 80% SiO2, 7% ~ 13% B2O3, 4% ~ 6% Na2O i K2O oraz 2% ~ 4% Al2O3.Szkło borokrzemianowe ma doskonałą odporność chemiczną dzięki zastosowaniu B2O3 zamiast większości Na2O i CaO
Ze względu na swój naukowy charakter został wybrany jako główny pojemnik na płynny lek.Jednakże szkło borowo-silikonowe, nawet przy swojej wysokiej odporności, może nadal wchodzić w interakcje z lekami. Istnieją cztery typowe mechanizmy reakcji, następujące [1]:
1)Wymiana jonowa: Na+ , K+ , Ba2+, Ca2+ w szkle ulegają wymianie jonowej z H3O+ znajdującym się w roztworze i zachodzi reakcja pomiędzy wymienionymi jonami a lekiem;
2) Rozpuszczanie szkła: Fosforany, szczawiany, cytryniany i winiany przyspieszają rozpuszczanie szkła i powodują powstawanie krzemków.i Al3+ zostaje uwolniony do roztworu;
3) Korozja: EDTA obecny w roztworze leku (EDTA) może tworzyć kompleksy z jonami dwuwartościowymi lub trójwartościowymi w szkle
4) Adsorpcja: na powierzchni szkła znajduje się zerwane wiązanie Si-O, które może adsorbować H+
Tworzenie się OH- może powodować tworzenie się wiązań wodorowych z pewnymi grupami leku, w wyniku czego lek jest adsorbowany na powierzchni szkła.
Większość substancji chemicznych zawiera słabo zasadowe grupy aminowe. Podczas analizy leków chemicznych za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC), powszechnie stosowanej fiolki autosamplera HPLC wykonanej ze szkła borokrzemowego, a obecność SiO- na powierzchni szkła będzie oddziaływać z protonowaną grupą aminową , pozwalając na zmniejszenie gęstości leku, wyniki analizy będą niedokładne, a laboratorium OOS (poza specyfikacją).W niniejszym raporcie jako obiekt badań wykorzystano słabo zasadowy (pKa wynosi 8,88[2]) bursztynian solifenacyny (wzór strukturalny przedstawiono na ryc. 1), a wpływ kilku dostępnych na rynku fiolek do wstrzykiwań ze szkła borokrzemianowego z bursztynu na analizę leku jest badane.oraz z analitycznego punktu widzenia znalezienie rozwiązania problemu adsorpcji takich leków na szkle.
1. Część testowa
1.1 Materiały i sprzęt do eksperymentów
1.1.1 Sprzęt: Agilent High Efficiency z detektorem UV
Chromatografia cieczowa
1.1.2 Materiały doświadczalne: API bursztynianu solifenacyny został wyprodukowany przez firmę Alembic
Pharmaceuticals Ltd. (Indie).Wzorzec solifenacyny (czystość 99,9%) zakupiono od USP.Diwodorofosforan potasu klasy AR, trietyloaminę i kwas fosforowy zakupiono od China Xilong Technology Co., Ltd. Metanol i acetonitryl (oba klasy HPLC) zakupiono od Sibaiquan Chemical Co., Ltd. Butelki z polipropylenu (PP) zakupiono od ThermoScientific (USA) i 2 ml bursztynowe butelki szklane HPLC zakupiono od Agilent Technologies(China) Co., Ltd., Dongguan Pubiao Laboratory Equipment Technology Co., Ltd. i Zhejiang Hamag Technology Co., Ltd. (A, B, C są użyte poniżej reprezentujące odpowiednio różne źródła szklanych fiolek).
1.2 Metoda analizy HPLC
1.2.1 Bursztynian solifenacyny i wolna zasada solifenacyny: kolumna chromatograficzna isphenomenex luna®C18 (2), 4,6 mm × 100 mm, 3 µm.Buforem fosforanowym (odważyć 4,1 g diwodorofosforanu potasu, odważyć 2 ml trietyloaminy, dodać do 1 l ultraczystej wody, mieszać do rozpuszczenia, zastosować kwas fosforowy (pH doprowadzono do 2,5)-acetonitryl-metanol (40:30:30) jako faza ruchoma,
Rycina 1 Wzór strukturalny bursztynianu solifenacyny
Rycina 2 Porównanie powierzchni pików tego samego roztworu bursztynianu solifenacyny w fiolkach PP i fiolkach szklanych trzech producentów A, B i C
temperatura kolumny wynosiła 30°C, szybkość przepływu wynosiła 1,0 ml/min, a objętość nastrzyku wynosiła 50 ml. Długość fali detekcji wynosi 220 nm.
1.2.2 Próbka kwasu bursztynowego: przy użyciu kolumny YMC-PACK ODS-A 4,6 mm × 150 mm, 3 µm, buforu fosforanowego 0,03 mol/L (doprowadzonego do pH 3,2 kwasem fosforowym)-metanolu (92:8) jako fazy ruchomej, przepływ szybkość 1,0 ml/min, temperatura kolumny 55°C, a objętość wstrzyknięcia wynosiła 90 ml.Chromatogramy uzyskano przy 204 nm.
1.3 Metoda analizy ICP-MS
Elementy roztworu analizowano przy użyciu systemu Agilent 7800 ICP-MS, trybem analizy był tryb He (4,3 ml/min), moc RF wynosiła 1550 W, natężenie przepływu gazu plazmowego wynosiło 15 l/min, a natężenie przepływu gazu nośnego wynosił 1,07 ml/min.Temperatura w pomieszczeniu mgłowym wynosiła 2°C, prędkość podnoszenia/stabilizacji pompy perystaltycznej wynosiła 0,3/0,1 obr./s, czas stabilizacji próbki wynosił 35 s, czas podnoszenia próbki wynosił 45 s, a głębokość zbierania wynosiła 8 mm.
przygotowanie próbki
Roztwór bursztynianu solifenacyny: przygotowany z ultraczystej wody, stężenie wynosi 0,011 mg/ml.
1.4.2 Roztwór kwasu bursztynowego: przygotowany z ultraczystej wody, stężenie wynosi 1 mg/ml.
1.4.3 Roztwór solifenacyny: bursztynian solifenacyny rozpuścić w wodzie, dodać węglan sodu, a po zmianie roztworu z bezbarwnego na mlecznobiały, dodać octan etylu.Następnie oddzielono warstwę octanu etylu i rozpuszczalnik odparowano, otrzymując solifenacynę.Rozpuścić odpowiednią ilość solifenacyny w etanolu (etanol stanowi m 5% w końcowym roztworze), a następnie rozcieńczyć wodą w celu przygotowania roztworu o stężeniu 0,008 mg/ml solifenacyny (w roztworze zawarty jest roztwór bursztynianu solifenacyny taki sam jak solifenacyna stężenie).
Wyniki i dyskusja
················································································ ··
2.1 Zdolność adsorpcyjna fiolek HPLC różnych marek
Rozdzielono ten sam wodny roztwór bursztynianu solifenacyny do fiolek PP i wstrzyknięto w odstępach czasu fiolki 3 marek autosamplera w tym samym środowisku i zarejestrowano powierzchnię piku głównego.Z wyników przedstawionych na Ryc. 2 widać, że powierzchnia piku fiolek PP jest stabilna i po 44 godzinach prawie nie zmienia się. Podczas gdy powierzchnie pików trzech marek fiolek szklanych po godzinie 0 były mniejsze niż w przypadku butelki PP , a powierzchnia piku w dalszym ciągu maleje podczas przechowywania.
Rycina 3 Zmiany w obszarach pików wodnych roztworów solifenacyny, kwasu bursztynowego i bursztynianu solifenacyny przechowywanych w fiolkach szklanych i fiolkach PP
W celu dalszych badań tego zjawiska solifenacyna, kwas bursztynianowy, wodne roztwory kwasu solifenacyny i bursztynianu w szklanych fiolkach producenta Band PP w celu zbadania zmiany powierzchni piku w czasie, a jednocześnie szkła
Trzy roztwory w fiolkach połączono indukcyjnie przy użyciu spektrometru mas Agilent 7800 ICP-MSPlasma do analizy elementarnej.Dane na Figurze 3 pokazują, że fiolki szklane w środowisku wodnym nie adsorbowały kwasu bursztynowego, ale adsorbowały wolną zasadę solifenacyny i bursztynian solifenacyny.Fiolki szklane adsorbują bursztynian.Zawartość linacyny jest większa niż w przypadku wolnej zasady solifenacyny, w początkowej chwili bursztynianu solifenacyny i wolnej zasady solifenacyny w szklanych fiolkach.Stosunki powierzchni pików roztworów zawartych w butelkach PP wynosiły odpowiednio 0,94 i 0,98.
Powszechnie uważa się, że powierzchnia szkła krzemianowego może wchłonąć pewną ilość wody, która łączy się z Si4+ w postaci grup OH, tworząc grupy silanolowe. W składzie szkła tlenkowego jony wielowartościowe prawie się nie przemieszczają, ale metale alkaliczne (takie jak np. Na+) i jony metali ziem alkalicznych (takie jak Ca2+) mogą przemieszczać się, gdy pozwalają na to warunki, zwłaszcza jony metali alkalicznych łatwo przepływają, mogą wymieniać się z H+ zaadsorbowanym na powierzchni szkła i przenosić się na powierzchnię szkła, tworząc grupy silanolowe [3-4].Dlatego też wzrost stężenia H+ może sprzyjać wymianie jonowej w celu zwiększenia liczby grup silanolowych na powierzchni szkła.z tabeli 1 wynika, że zawartość B, Na i Ca w roztworze waha się od wysokiej do niskiej.to kwas bursztynowy, bursztynian solifenacyny i solifenacyna.
próbka B (µg/L) Na(µg/L) Ca(µg/L) Al(µg/L) Si(µg/L) Fe(µg/L)
woda 2150 3260 20 Brak detekcji 1280 4520
Roztwór kwasu bursztynowego 3380 5570 400 429 1450 139720
Roztwór bursztynianu solifenacyny 2656 5130 380 Brak wykrycia 2250 2010
roztwór solifenacyny 1834 2860 200 Brak wykrycia 2460 Brak wykrycia
Tabela 1 Stężenia pierwiastkowe bursztynianu solifenacyny, solifenacyny i roztworów wodnych kwasu bursztynowego przechowywanych w szklanych fiolkach przez 8 dni
Ponadto z danych zawartych w tabeli 2 wynika, że po przechowywaniu w szklanych butelkach przez 24 godziny pH rozpuszczonej cieczy wzrosło.Zjawisko to jest bardzo zbliżone do powyższej teorii
Nr fiolki Stopień odzysku po przechowywaniu w szkle przez 71 godzin
(%) Stopień regeneracji po dostosowaniu pH
Fiolka 1 97,07 100,35
Fiolka 2 98,03 100,87
Fiolka 3 87,98 101,12
Fiolka 4 96,96 100,82
Fiolka 5 98,86 100,57
Fiolka 6 92,52 100,88
Fiolka 7 96,97 100,76
Fiolka 8 98,22 101,37
Fiolka 9 97,78 101,31
Tabela 3. Sytuacja desorpcji bursztynianu solifenacyny po dodaniu kwasu
Ponieważ Si-OH na powierzchni szkła można zdysocjować na SiO-[5] w zakresie pH 2~12, podczas gdy solifenacyna występuje w środowisku kwaśnym N Protonacja (zmierzone pH wodnego roztworu bursztynianu solifenacyny wynosi 5,34, wartość pH solifenacyny roztwór wynosi 5,80), a różnica między dwoma oddziaływaniami hydrofilowymi prowadzi do adsorpcji leku na powierzchni szkła (ryc. 3), z biegiem czasu solifenacyna była adsorbowana coraz bardziej.
Ponadto Bacon i Raggon [6] również odkryli, że w roztworach obojętnych roztwory soli hydroksykwasów z grupą hydroksylową w pozycji względem grupy karboksylowej mogą ekstrahować utleniony krzem.W strukturze molekularnej bursztynianu solifenacyny znajduje się grupa hydroksylowa w stosunku do pozycji karboksylanu, która atakuje szkło, ekstrahuje się SiO2 i szkło ulega erozji.Dlatego też, po utworzeniu soli z kwasem bursztynowym, adsorpcja solifenacyny w wodzie jest jeszcze bardziej widoczna.
2.2 Metody unikania adsorpcji
Czas przechowywania pH
0h 5.50
24h 6.29
48h 6.24
Tabela 2. Zmiany pH wodnych roztworów bursztynianu solifenacyny w butelkach szklanych
Chociaż fiolki PP nie adsorbują bursztynianu solifenacyny, ale podczas przechowywania roztworu w fiolce PP generowane są inne piki zanieczyszczeń, a wydłużenie czasu przechowywania stopniowo zwiększa powierzchnię piku zanieczyszczeń, co spowodowało zakłócenia w wykrywaniu głównego piku .
Dlatego konieczne jest zbadanie metody, która może zapobiec adsorpcji szkła.
Wziąć 1,5 ml wodnego roztworu bursztynianu solifenacyny do szklanej fiolki.Po umieszczeniu w roztworze na 71 godzin, wszystkie wskaźniki odzysku były niskie.Dodać 0,1 M kwas chlorowodorowy, ustawić pH na około 2,3, na podstawie danych z Tabeli 3. Można zauważyć, że wszystkie szybkości odzysku powróciły do normalnego poziomu, co wskazuje, że reakcję adsorpcji podczas przechowywania można zahamować przy niższym pH.
Innym sposobem jest zmniejszenie adsorpcji poprzez dodanie rozpuszczalników organicznych.Przygotowano 10%, 20%, 30%, 50% metanol, etanol, izopropanol, acetonitryl w stężeniu 0,01 mg/ml w ciekłym bursztynianie solifenacyny.Powyższe roztwory umieszczono odpowiednio w fiolkach szklanych i fiolkach PP.W temperaturze pokojowej zbadano jego stabilność.Badanie wykazało, że zbyt mało rozpuszczalnika organicznego nie może zapobiec adsorpcji, natomiast zbyt dużo rozpuszczalnika organicznego doprowadzi do nieprawidłowego kształtu piku głównego w wyniku działania rozpuszczalnika.Aby skutecznie zapobiegać kwasowi bursztynowemu, można dodać tylko umiarkowane rozpuszczalniki organiczne. Solifenacyna jest adsorbowana na szkle. Dodaj 50% metanolu lub etanolu lub 30% ~ 50% acetonitrylu, aby przezwyciężyć słabą interakcję między lekiem a powierzchnią fiolki.
Fiolki PP Fiolki szklane Fiolki szklane Fiolki szklane Fiolki szklane
Czas przechowywania 0h 0h 9,5h 17h 48h
30% acetonitryl 823,6 822,5 822 822,6 823,6
50% acetonitryl 822,1 826,6 828,9 830,9 838,5
30% izopropanol 829,2 823,1 821,2 820 806,9
etanol 50% 828,6 825,6 831,4 832,7 830,4
50% metanol 835,8 825 825,6 825,8 823,1
Tabela 4 Wpływ różnych rozpuszczalników organicznych na adsorpcję szklanych butelek
że bursztynian solifenacyny jest korzystnie zatrzymywany w roztworze.Tabela 4 liczby
Wykazano, że bursztynian solifenacyny przechowywany w szklanych fiolkach należy stosować
Po rozcieńczeniu roztworu rozpuszczalnika organicznego z powyższego przykładu, bursztynian znajduje się w szklanych fiolkach.Powierzchnia piku linacyny w ciągu 48 godzin jest taka sama jak powierzchnia piku fiolki PP po godzinie 0.Pomiędzy 0,98 a 1,02 dane są stabilne.
Wniosek 3.0:
Różne marki szklanych fiolek na słabo zasadowy związek kwasu bursztynowego Solifenacyna będzie wytwarzać różne stopnie adsorpcji, adsorpcja jest głównie spowodowana interakcją protonowanych grup aminowych z wolnymi grupami silanolowymi.Dlatego ten artykuł przypomina firmom testującym leki, że podczas przechowywania lub analizy cieczy należy zwrócić uwagę na utratę leku, można wcześniej sprawdzić odpowiednie pH rozcieńczalnika lub odpowiednie pH rozcieńczalnika.Przykład dla rozpuszczalników organicznych, aby uniknąć interakcji między podstawowymi lekami a szkłem, aby zmniejszyć błąd danych podczas analizy leku i wynikający z tego błąd w badaniu.
[1] Nema S., Ludwig JD.Farmaceutyczne postacie dawkowania – leki pozajelitowe: tom 3: regulacje, walidacja i przyszłość.wydanie 3.Crc Press;2011.
[2] https://go.drugbank.com/drugs/DB01591
[3] El-Shamy TM.Trwałość chemiczna szkieł K2O-CaO-MgO-SiO2, Phys Chem Glass 1973;14:1-5.
[4] El-Shamy TM.Decydujący o szybkości etap dealerkalizacji szkieł krzemianowych.
Fizyka Chem Szkło 1973;14:18-19.
[5] Mathes J, Friess W. Wpływ pH i siły jonowej na tovials adsorpcji IgG.
Eur J Pharm Biopharm 2011, 78(2):239-
[6] Bacon FR, Raggon FC.Promocja ataku na szkło i krzemionkę przez Citrateand
Inne aniony w roztworze neutralnym.J AM
Rysunek 4. Oddziaływanie protonowanej grupy aminowej solifenacyny i zdysocjowanych grup silanolowych na powierzchni szkła
Czas publikacji: 26 maja 2022 r