Schadensanalyse an pharmazeutischen Produkten in jeder Darreichungsform
Materialanalyse mittels TOF-SIMS in der Pharmazie: Anwendungsbeispiele
Pharmazeutische Produkte existieren in unzähligen Darreichungsformen: Tabletten, Kapseln, Dragees, Pulver, Salben, Cremes und Pflaster. Aufgrund ihrer enthaltenden Hilfs- und Wirkstoffe unterliegen sie strengsten Qualitätsanforderungen. Kleinste Verunreinigungen können die Wirksamkeit beeinträchtigen, zu unerwünschten Nebenwirkungen führen und die Sicherheit des Patienten gefährden. Ursächlich für solche Verunreinigungen können Fremdkontaminationen aus Herstellungs- oder Verpackungsprozessen sein. Die instrumentelle Analytik ist ein unentbehrliches Mittel, um die chemische Zusammensetzung pharmazeutischer Produkte zu prüfen. Die Darreichungsformen, komplexe Aufbauten und die Kombination aus verschiedensten Hilfs- und Wirkstoffen beschränken die Auswahl an analytischen Verfahren. TOF-SIMS (Time-of-Flight Sekundärionenmassenspektrometrie) bietet eine präzise Möglichkeit zur Schadensanalyse pharmazeutischer Produkte.
TOF-SIMS: Verfahren für die Untersuchung pharmazeutischer Produkte
TOF-SIMS ist ein hochempfindliches Verfahren in der instrumentellen Analytik, welches die chemische Analyse von pharmazeutischen Produkten bis in den Spurenbereich ermöglicht. Neben dem Nachweis von Wirkstoffen, Additiven und Füllstoffen ermöglicht das Verfahren die Erkennung von Kontaminationen und die Abbildung des Schichtaufbaus (Galenik) – dies alles ohne Einschränkung durch die Darreichungsform.
Problem-/Fragestellungen für Darreichungsformen: Beispiele
- Pflaster: Welche chemische Zusammensetzung hat die äußere Schicht?
- Nasenspray: Welche Wirkstoffe und Zusätze können chemisch charakterisiert werden?
- Pellets: Wie sieht der Schichtaufbau aus?
- Tabletten: Was ist die chemische Ursache für die Verfärbung/Flecken auf Tabletten?
- Augentropfen: Können Verunreinigungen chemisch identifiziert werden?
- Salbe: Wodurch wird die Verfärbung verursacht?
- Beschichtung: Welche chemische Zusammensetzung haben die farbigen Beläge?
- Injektionslösung: Welche chemische Zusammensetzung haben die Verunreinigungen?
- Zerstäuber: Welche chemische Zusammensetzung haben die Fremdpartikel?
- Suspension: Welche Wirkstoffzusammensetzung hat das pharmazeutische Produkt?
Durch die Kombination aus einer Vielzahl an Hilfs-, Füll- und Wirkstoffen, sowie der Nutzung unterschiedlichster Darreichungsformen können unterschiedlichste Problemstellungen bei der Qualitätssicherung entstehen. Konkrete Anwendungsbeispiele sind z.B. die Fremdkontamination von Citalopram-Tabletten durch Zinkbromid oder auch die genaue Charakterisierung des Schichtaufbaus eines Omeprazol Präparates.
Ergebnisse und Bildgebung der TOF-SIMS-Analytik pharmazeutischer Produkte
Im Vergleich zu vielen anderen Verfahren der instrumentellen Analytik, ist TOFSIMS nicht auf die chemische Analyse einzelner spezieller Substanzen und Stoffgruppen limitiert. Die hohe Empfindlichkeit der TOF-SIMS-Analyse ermöglicht die Identifizierung aller anwesenden chemischen Spezies, zudem ist eine ortsaufgelöste Darstellung der detektierten chemischen Substanzen möglich. Je nach Analyseziel können die Daten als Massenspektren oder als ortsaufgelöste Images visualisiert werden.
Fallbeispiele
Identifizierung der Wirkstoffkombinationen in einem Veterinärmedikament
Ein Vorteil des TOF-SIMS Verfahrens für die Materialanalyse an pharmazeutischen Produkten ist die Identifikationen von Wirkstoffen, Hilfsstoffen und Füllstoffen in einer Analyse. Hier im Beispiel werden in einem Veterinärmedikament beide enthaltenden Wirkstoffe (Paracetamol und Meloxicam) detektiert
TOF-SIMS Imaging zur ortsaufgelösten Materialanalyse
Die Galenik spielt eine wichtige Rolle für die Wirksamkeit pharmazeutischer Produkte. Mithilfe der abbildenden TOF-SIMS-Analyse (Imaging) kann der Schichtaufbau dieser Produkte präzise und mit hoher Ortsauflösung geprüft werden. Die Darstellung zeigt anhand eines TOF-SIMS Images die ortsaufgelöste Materialanalyse eines Omeprazol Präparates.
Oberflächenanalyse von Verunreinigungen pharmazeutischer Produkte
Kleinste Verunreinigungen von pharmazeutischen Produkten, wie Tabletten, können die Wirksamkeit beeinträchtigen. Das TOF-SIMS Verfahren ermöglicht eine eindeutige Identifikation von Fremdkontaminationen und Fremdsubstanzen. Im unteren Beispiel konnte so – neben dem Wirkstoff Citalopram und Hilfsstoffen – Zinkbromid als Ursache für die dunklen Flecken chemisch identifiziert werden.
Identifizierung von Substanzen im höheren Massenbereich
TOF-SIMS zeichnet sich dadurch aus, dass es nicht den typischen Einschränkungen vieler anderer Verfahren unterliegt. Es ermöglicht die gleichzeitige Analyse nahezu aller Elementen und Verbindungen – sowohl kleiner als auch größerer Massen. Bei der chemischen Untersuchung eines Nasensprays wurden beispielsweise der Wirkstoff Desmopressin, und auch Substanzen auf Basis quartärer Ammoniumverbindungen (Biozide) nachgewiesen.
Ergebniszusammenfassung: TOF-SIMS für präzise Schadensanalyse und Qualitätskontrolle
Präzise chemische Analysen mittels TOFSIMS bis in den µm-Bereich ermöglichen die zuverlässige Identifizierung chemischer Substanzen. Auf diese Weise kann die Ursache von Qualitätsabweichungen, wie Verunreinigungen, Verfärbungen, Rückstände, Fremdpartikel und andere Materialdefekte, gefunden werden.
Kontaktieren Sie uns bei Fragen zu der chemischen Zusammensetzung und zum Schichtaufbau Ihrer pharmazeutischen Produkte. Wir unterstützen Sie bei der Fehlersuche und Schadensanalyse sowie bei der Überwachung der Langzeitstabilität (Degradation) Ihrer Produkte. Unser Team steht Ihnen bei Frage- und Problemstellungen – auch in anderen Branchen – gerne zur Verfügung.
