— визначення і контролю критичних точок технологічних процесів виробництва готових лікарських засобів.

Термічні методи аналізу, як правило, не вимагають великих кількостей речовин і нетривалі за часом визначення. Тому, наприклад, визначення втрати в масі при висушуванні методом термогравіметрії проводять для дорогих субстанцій.

ТЕРМОГРАВІМЕТРІЯ

Прилад. Звичайно у термовагах використовують інертну (азот або аргон) або окисну (повітря або кисень) атмосферу.

Застосування

Розробка умов проведення аналітичних методик. Точне визначення умов висушування або прожарювання аналітичних осадів.

Кількісний аналіз. Дослідження термограм багатокомпонентної суміші дає можливість визначити компоненти суміші та розрахувати їх кількості у випробовуваному зразку.

Кінетичні дослідження. Вивчення реакцій розкладання, що протікають при сталій температурі.

Визначення вмісту води у пробі. Одержання інформації щодо природи води, що міститься,—адсорбована чи структурна.

Часто буває корисним порівняти термогравіметричну криву з термогравіметричною кривою за похідною, на якій більш чітко окреслюються відповідні ділянки. Такий аналіз має назву диференціальної термогравіметрії (ТГП).

ДИФЕРЕНЦІАЛЬНА СКАНУВАЛЬНА КАЛОРИМЕТРІЯ

Диференціальна сканувальна калориметрія (ДСК) є одним із варіантів класичного диференціального термічного аналізу (ДТА), який дозволяє простежити за змінами у випробовуваному зразку на підставі вимірювання поглиненої або виділеної теплоти. На відміну від класичного методу ДТА ДСК дозволяє одержати не тільки якісні дані щодо температур і напрямків переходів, але й кількісні дані. Площа під піком кривої ДСК відповідає кількості енергії, витраченої на підтримування ізотермічних умов. При цьому розходження у теплопровідності, теплоємності й інших параметрах нівелюються.

ДЕРИВАТОГРАФІЯ

Одночасне поєднання різних методів термічного аналізу або послідовне застосування методу терміч-

2.2 Фізнгчні та фізнко-хімітні метод»

ного аналізу з іншими фізико-хімічними методами має назву комбінованих методів термічного аналізу.

Одночасна реєстрація кривих термогравіметричного визначення (ТГ), диференціального термічного аналізу (ДТА), а часто й диференціального термогравіметричного аналізу (ДТГ) називається дериватографією. Одночасна реєстрація зміни маси зразка і процесів, що супроводжуються виділенням або поглинанням тепла, дозволяє істотно розширити можливість застосування цих методів.

ТЕРМОМІКРОСКОПІЯ

Прилад. Використання комбінованого обладнання дозволяє поєднувати методи термомікроскопії з іншими методами термічного аналізу. Наприклад, фотовізуальна диференціально-скануюча калориметрія.

Обладнання для високотемпературної мікроскопії, що споряджене додатковими пристроями для проведення випробувань у широкому діапазоні програмованих значень температури і створення бази даних, дозволяє визначати та підтверджувати характеристики лікарських субстанцій, допоміжних речовин або готових лікарських форм.

2.2.41. КРУГОВИЙ ДИХРОЇЗМ

Круговий дихроїзм оптично активних речовин — відмінність у поглинанні для світла з лівою і правою круговою поляризацією в межах смуги поглинання.

Пряме вимірювання дає середню алгебраїчну величину:

ДА = Al — Ar.

де:

Д/4 — оптична густина кругового дихроїзму:

Аь — оптична густина для світла з лівою круговою поляризацією;

Ар — оптична густина для світла с правою круговою поляризацією.

Величину кругового дихроїзму розраховують за рівнянням:

М

AS = £L -SR = — .

де:

Де — молярний круговий дихроїзм або молярний диференціальний дихроїзм, або молярний диференціальний дихроїчний показник поглинання у л-моль'-см"1:

eL — молярний показник поглинання (2.2.25) для світла з лівою круговою поляризацією;

єк — молярний показник поглинання ятя світла з правою круговою поляризацією;

С— концентрація випробовуваного розчину, у моль-л"1;

/— довжина оптичного шляху, у см.

Також для характеристики кругового дихроїзму можуть бути використані такі показники:

Фактор дисиметрії:

Де

S = —-

£

де:

г — молярний показник поглинання (2.2.25).

Молярна еліптичність:

Деякі типи приладів безпосередньо реєструють величину еліптичності 0, у градусах (°). При використанні таких приладів величина молярної еліптичності [0] може бути розрахована за рівнянням:

№&хМ

сх / х Ю '

де:

10] — молярна еліптичність, в (°)-см2-дмоль"'; 0 — величина еліптичності, що реєструється при-

ладом;

М— відносна молекулярна маса випробовуваної речовини;

с— концентрація випробовуваної речовини, в г\мл;

/— довжина оптичного шляху, у см.

Величина молярної еліптичності також пов'язана з величиною молярного кругового дихроїзму випробовуваної речовини таким рівнянням:

[ © ] = Х З О З А є ^ ^ * ЗЗООДє

ж

Молярну еліптичність часто використовують при аналізі білків і нуклеїнових кислот. У цьому разі молярну концентрацію, виражену в одиницях мономірних залишків, розраховують за формулою:

молекулярна маса число амінокислот

Середня відносна молекулярна маса мономірного залишку складає від 100 до 120 (звичайно 115) для

білків і близько 330 — для нуклеїнових кислот (у вигляді натрієвої солі).

Прилад. Джерелом світла (S) є ксеонова лампа (Рис. 2.2.41.-1), світло проходить крізь подвійний монохроматор (М), забезпечений кварцовими призмами (Pi, Р2).

Лінійний промінь з першого монохроматора розділяється на 2 компоненти, які поляризуються під правим кутом другим монохроматором. Екстраординарний промінь усувається за допомогою вихідної щілини монохроматора.

Поляризоване монохроматичне світло проходить крізь двопроменезаломлюючий модулятор (Сг): у результаті утворюється модульоване світло з круговою поляризацією.

Потім промінь проходить крізь випробовуваний зразок (С) і потрапляє на фотопомножувач (РМ), за яким іде підсилювач, що спричиняє два електричні сигнали: один постійного струмуVc, а інший змінного струму з частотою модуляції Vac, характерною для випробовуваного зразка. Фаза є показником кругового дихроїзму. Відношення Vac\Vc пропорційне диференціальному поглинанню АА, що створюєт сигнал. За допомогою дихрографа звичайно можна проводити вимірювання у діапазоні довжин хвиль від 179 нм до 800 нм.

Калібрування приладу. Правильність шкали оптичної густини. 10.0 мг ізоандростерону Р розчиняють у діоксані Р і об'єм розчину доводять тим самим розчинником до 10.0 мл. Записують спектр кругового дихроїзму одержаного розчину за довжини хвилі від 289 нм до 360 нм. Величина Az, виміряна в максимумі за довжини хвилі 394 нм, дорівнює +3.3. Також може бути використаний розчин (1 S)-(+)~ 10-

камфоросульфонової кислоти Р.

Лінійність модуляції. 10.0 мг ( 1Sj-(-т)-10-камфоро- сульфонової кислоти Р розчиняють у воді Р і об'єм розчину доводять тим самим розчинником до 10.0 мл. Точну концентрацію камфоросульфонової кислоти в розчийі визначають методом УФспектрометрії (2.2.25), використовуючи величину

питомого показника поглинання 1.49 за довжини хвилі 2S5 нм.

Записують спектр кругового дихроїзму розчину за довжини хвилі від 1S5 нм до 340 нм. Величина As, виміряна в максимумі за довжини хвилі 290.5 нм, дорівнює від +2.2 до +2.5, а виміряна в максимумі за довжини хвилі 192.5 нм — від (-4.3) до (—5).

Дійсну густину одержують із використанням кристалографічних даних (розмір і структура елементарної комірки), наприклад, заданими рентгенівської дифракції або монокристала або уточненням кристалічної структури за даними рентгенівської дифракції порошків.

Може бути використаний (1S) -(+) або його оптичний антипод (1К)-(-)-амонію 10-камфоросульфонат Р.

2.2.42. ГУСТИНА ТВЕРДИХ РЕЧОВИН

Густина твердих речовин відповідає їх середнім масам на одиницю об'єму і звичайно виражається у грамах на сантиметр кубічний (г/см3), хоча Міжнародна Одиниця — кілограм на метр кубічний (1г/см3=1000 кг/м3).

На відміну від газів і рідин, густина яких залежить лише від температури та тиску, густина твердих речовин також залежить від їх будови і, отже, залежить від їх кристалічної структури та ступеня кристалічності.

Якщо тверда речовина аморфна або частково аморфна, її густина може додатково залежати від її виготовлення та обробки.

Тому, на відміну від флюїдів (плинних середовищ), густини 2 хімічно еквівалентних твердих речовин можуть бути різними, і ця різниця пов'язана з відмінностями в структурах речовин у твердому стані. Густина складових частинок є важливою фізичною характеристикою порошків для фармацевтичного застосування.

Густина частинок твердої речовини може бути виражена різними величинами залежно від методу, що використовується при вимірюванні об'єму частинок. Для зручності розрізняють 3 рівні вираження густини:

—дійсна густина, при визначенні якої враховують лише тверду фракцію речовини; у разі кристалічних речовин дійсну густину також називають

кристалічною густиною;

—густина частинок, при визначенні якої також враховують і об'єм пір усередині частинок;

—насипна густина, при визначенні якої додатково враховують об'єм порожнин між частинками, сформованих шаром порошку; насипну густину також називають уявною густиною.

ДІЙСНА ГУСТИНА

Дійсна густина речовини є відношенням маси до одиниці об'єму елементарної комірки, за винятком усіх порожнин, що не є основною частиною молекулярної структури. Дійсна густина є характерною властивістю певної кристалічної структури речовини і, відповідно, не має залежати від методу визначення. Дійсна густина може бути визначена розрахунковим методом.

ГУСТИНА ЧАСТИНОК

Гранулометрична густина частинок зумовлена як дійсною густиною, так і внутрішньочастковою пористістю (закриті і/або експериментально недоступні відкриті пори). Таким чином, густина частинок залежить від величини визначуваного об'єму, який у свою чергу залежить від методу вимірювання. Густина частинок може бути визначена з використанням одного із 2 наведених нижче методів.

Пікнометричну густину визначають вимірюванням об'єму, зайнятого відомою масою порошку, що еквівалентна об'єму газу, витісненого порошком із використанням пікнометра (2.9.23). При вимірюванні пікнометричної густини визначуваний об'єм виключає об'єм відкритих пір; однак він включає об'єм, зайнятий закритими порами або порами, недоступними для газу. При виборі газу перевага надається гелію, бо через його високий коефіцієнт дифузії більшість відкритих пір доступні для даного газу. Таким чином, величина пікнометричної густини тонко здрібненого порошку, як правило, істотно не відрізняється від величини дійсної густини. Отже, така густина є кращою оцінкою дійсної густини аморфних або частково кристалічних зразків і з цієї причини широко застосовується для зразків технологічно оброблених порошків для фармацевтичного застосування.

Ртутно-порозиметричну густину також називають

гранулярною густиною. Об'єм, що визначається даним методом, також включає об'єм, зайнятий закритими порами або порами, недоступними для ртуті; проте він включає об'єм тільки тих відкритих пір, розмір яких менший за деяку межу. Дана межа розміру пір або мінімальний діаметр доступу залежить від максимального ртутного іетрузійного тиску, застосовуваного під час визначення; при цьому при нормальному робочому тиску ртуть не проходить крізь найдрібніші пори, доступні гелію. Для одного зразка можуть бути одержані різні значення гранулярної густини, бо для кожного застосовуваного ртутного інтрузійного тиску густина може бути визначена при відповідній межі розміру пір за даного тиску.

НАСИПНА ГУСТИНА ТА ГУСТИНА ПІСЛЯ УСАДКИ

Насипна густина порошку включає об'єм порожнин між частинками. Тому насипна густина залежить як від густини частинок порошку, гак і від просторового розташування частинок у шарі порошку.

2.2 Фізнгчні та фізнко-хімітні метод»

Насипну густину порошку часто дуже складно RH- міряти з достатньою віттворюваніегю результатів. Go незначне порушення його шару може призвести до одержання іншого значення густини. Отже, важливо при поданні даних специфікувати, яким чином було проведено визначення.

Насипну густину та густину після усадки визначають. як зазначено в загальній статті (2.9.34. «Насипна густина і густина пісія усадки»).

2.2.48. РАМАНІВСЬКА СПЕКТРОМЕТРІЯ

Раманівська спектрометрія (непружне розсіяння світла) — це процес світлорозсіяння, що відбувається при дії на випробовуваний зразок інтенсивного монохроматичного випромінювання (звичайно лазерного), і вимірювання зсуву частоти випромінювання. що розсіюється зразком.

Раманівська спектрометрія й інфрачервона спектрометрія є взаємодоповнюючими у тому сенсі, що з використанням обох методів досліджують коливання молекул речовини. Проте раманівська спектрометрія відрізняється від інфрачервоної спектрометрії за відносною чутливістю для різних функціональних груп. Раманівська спектрометрія особливо чутлива до неполярних зв'язків (наприклад. С-С зв'язки, одинарні або кратні) і менш чутлива до полярних зв'язків. Тому вода, яка має сильне поглинання в інфрачервоній області, дає слабке раманівське розсіяння і, відповідно, добре підходить як розчинник для раманівській спектрометрії.

Прилад. Спектрометри для отримання раманівських спектрів звичайно включають такі складові частини:

—джерело монохроматичного випромінювання, звично лазер з довжиною хвилі в ультрафіолетовій, видимій або ближній інфрачервоній області спектра;

—підхожа оптична система (лінзи, дзеркала або волоконно-оптична система), за допомогою якої спрямовується на зразок збуджуюче випромінювання і збирається розсіюване зразком світло;

—оптичний пристрій (монохроматор або фільтр), який пропускає розсіяне випромінювання, зміщене за частотою (раманівське розсіяння), і затримує інтенсивне розсіяне випромінювання, частота якого дорівнює частоті падаючого випромінювання (релєєвське розсіяння), перешкоджаючи його попаданню на детектор:

—дисперсійний пристрій (дифракційні грати або призмовий монохроматор) у поєднанні зі щілиною з вибірковістю за довжиною хвилі і детектором (звичайно фотоелектронний помножувач);

або

— дисперсійний пристрій (дифракційні грати або призма) у поєднанні з багатоканальним детектором (звичайно прилад із зарядовим зв'язком (ЛЗЗ):

або

— інтерферометр з детектором, що реєструє інтенсивність розсіяного світла в часі, і пристрій обробки даних, який трансформує дані шляхом фур'є-перетворення в діапазон значень частоти або хвильових чисел.

ПРОБОПШГОТОВКА

Раманівські спектри можуть бути отримані для твердих речовин, рідин і газів як безпосередньо, так і в скляних контейнерах або трубках, звичайно без попередньої обробки або розчинення зразка.

Основним обмеженням раманівської спектрометрії є можлива флуоресценція домішок, що заважає детектору реєструвати значно більш слабкіший раманівський сигнал. Флуоресценції можна уникнути шляхом вибору джерела збуджуючого лазерного випромінювання з великим значенням довжини хвилі, наприклад, таким, що знаходиться в ближній інфрачервоній області спектра. Інтенсивність деяких раманіських ліній може бути посилена низкою способів, наприклад, шляхом використання резонансної раманівської спектрометрії (РР) або поверхнево—посиленою раманівською спектрометрією (SERS).

У зв'язку з вузьким фокусуванням падаючого лазерного променя спектр звичайно отримують з використанням лише декількох мікролітрів зразка. Тому слід брати до уваги неоднорідність зразка, якщо тільки об'єм зразка не збільшений, наприклад, шляхом його обертання.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ І КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ СТАНДАРТНИХ ЗРАЗКІВ

Проводять пробопідготовку випробовуваної речовини і стандартного зразка за аналогічними методиками і записують їх спектри в однакових умовах. Максимуми в спектрі, отриманому для випробовуваної речовини, мають відповідати за положенням і відносною інтенсивністю відповідним максимумам v спектрі, отриманому для стандартного зразка (ФСЗ).

При відмінності в положеннях максимумів у спектрах, отриманих для випробовуваної речовини і стандартного зразка в твердому стані, проводять аналогічну обробку випробовуваної речовини і стандартного зразка так, щоб вони перекр металізуватися і/або утворили однакову форму, або вчиняють, як зазначено в окремій статті, а потім записують спектри.

Незважаючи нате, що закон Бера-Ламберта для раманівської спектроскопії не виконується, інтенсивність раманівського розсіяння прямо пропорційна концентрації розсіюючих частинок. Як і для інших

спектроскопічних методів, кількісне визначення може бути проведене з використанням відомих кількостей або концентрацій стандартних зразків. Унаслідок невеликого просторового розрізнення, характерного для даного методу, необхідно забезпечувати репрезентативність для стандартних і випробовуваних зразків, наприклад, бути упевненим у тому, шо вони є в одному і тому самому фізичному стані, або використовувати внутрішній стандарт для рідких зразків.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ І КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ СПЕКТРАЛЬНИХ БІБЛІОТЕК І СТАТИСТИЧНИХ МЕТОДІВ КЛАСИФІКАЦІЇ І КАЛІБРУВАННЯ

Контроль робочих характеристик приладу. Експлуатацію приладу проводять відповідно до інструкцій виробника приладу і виконують зазначені калібрування і тестування функціональних характеристик системи через регулярні інтервали часу залежно від застосування приладу і випробовуваних речовин. При використанні раманівської спектрометрії для кількісних визначень або при установці спектральних бібліотек порівняння для (хемометричної) класифікації або калібрування слід переконатися в тому, що зроблені необхідні поправки і/або вимірювання для контролю варіабельності значень хвильових чисел й інтенсивностей відгуку приладу.

2.2 Фізнгчні та фізнко-хімітні метод»

—відмінності у фокусі і геометричній формі зразка;

—відмінності в щільності упаковки для твердих зразків.

Відповідні критерії прийнятності варіюють залежно від конкретного застосування, але зазвичай допустимі відхилення відносних величин інтенсивностей смуг±10 %.

Установка бібліотеки спектрів порівняння. Записують спектри підхожої кількості субстанцій, що пройшли повне тестування (наприклад, як зазначено в окремій статті) і які мають відмінності (виробник, серія, кристалічна модифікація, розмір частинок і т.д), характерні для випробовуваної субстанції. За допомогою інформації, отриманої для даного ряду спектрів, встановлюють межі ідентичності або межі кількісного визначення, які можуть бути використані, наприклад, для ідентифікації субстанції або контролю її кількості, що утворилася в процесі виробництва. Число субстанцій у базі даних залежить від конкретного застосування. Колекція спектрів у базі даних може бути представлена різними способами, визначуваними математичною методикою, використовуваною для класифікації або кількісного визначення.

Таблица 2.2.48.-1

Зсуви значень хвильових чисел (імежі допустимих відхилень для циклогексану, індену і нафталіну)

Верифікація шкали хвильових чисел. Шкалу хвильових чисел раманівських зсувів частоти (зазвичай виражену в сантиметрах зворотних) верифікують із використанням підхожих стандартів, які мають характеристичні максимуми при досліджуваних величинах хвильових чисел (наприклад, органічна речовина, неонова лампа або лінії Аг+ плазми від аргон-іонного лазера).

Калібрування приладу має відповідати типу зразка, тобто для твердих випробовуваних зразків слід використовувати тверді стандартні зразки, а для рідких випробовуваних зразків — рідкі стандартні зразки. Вибирають підхожу речовину (наприклад, інден, циклогексан або нафталін) з точно встановленими значеннями зсувів хвильових чисел (див. Табл. 2.248.-1). Зразок індену для запобігання його деструкції переважно поміщають у пробірку д ля ЯМР, яку вакуумують і герметично закупорюють в атмосфері інертного газу, а потім зберігають у прохолодному і темному місці.

Верифікація шкали інтенсивностей відгуку приладу.

На абсолютні і відносні величини інтенсивностей смуг комбінаційного розсіяння робить вплив низка чинників, що включають:

—рівень поляризації впливаючого випромінювання;

—рівень поляризації збираючої оптики;

—інтенсивність впливаючого випромінювання;

—відмінності у відгуку приладу;

А Standard guidefor Raman shift standardsfor spectrometer calibration ^American Society for Testing and Materials ASTM

E 1840).

B D.A. Carter, W.R. Thompson, C.E. Taylor and J.E. Pemberton, Applied Spectroscopy, 1995,49(11), 1561-1576.

У процесі валідації має бути встановлена вибірна здатність бази даних, що дозволяє позитивно ідентифікувати дану субстанцію і належним чином відрізнити її від інших субстанцій бази даних. Для упевненості в поточній придатності бази даних вибірна здатність має контролюватися через регулярні проміжки часу; особливо це необхідно після яких-небудь значних змін, що стосуються субетації (наприклад, зміна постачальника або процесу виробництва субстанції), або при установці робочого режиму приладу для раманівської спектрометрії (наприклад, верифікація шкали хвильових чисел або відтворюваність відгуку спектрометра).