Aplicación y metodología de la técnica de RMN no destructivos 19F dominio del tiempo para medir el contenido en medicamentos que contienen flúor

Resumen

Una técnica sencilla y no destructivo que mide el contenido promedio de drogas sustancias en medicamentos formulados, que contienen flúor utilizando bajo campo flúor-19 (¹⁹F) dominio de tiempo (TD) resonancia magnética (RMN) se presenta aquí. La técnica puede ser aplicada al desarrollo y fabricación de medicamentos en la industria farmacéutica.

Resumen

Aquí, describimos un protocolo desarrollado por nuestro grupo que utiliza bajo campo flúor-19 (¹⁹F) dominio de tiempo (TD) resonancia magnética (RMN) para medir el contenido promedio de fármacos fluorados en sus formas de producto formulado drogas: pastillas o cápsulas. Este método es específico para fármacos fluorados porque detecta sólo el contenido de flúor, evitando la interferencia de los excipientes que carecen de flúor. Las ventajas de medir el contenido activo de fármacos fluorados mediante baja campo ¹⁹F TD-NMR versus alto campo ¹⁹F estado sólido (SS) NMR son la simplicidad del método; el bajo costo; y la naturaleza no destructiva de la técnica, con todas las muestras recuperables en forma intacta (por ejemplo, polvos, tabletas y cápsulas), esta técnica asequible para cualquier laboratorio.

Hemos probado el método con tres fluorados productos farmacéuticos disponibles en el mercado - cinacalcet, lansoprazol y ciprofloxacina - con dosis que van desde 15 a 500 mg. Los resultados de los análisis, midiendo bajo campo ¹⁹F TD-NMR, apoyaron las reclamaciones de etiqueta reportados para el contenido promedio de la droga.

Basado en la simplicidad y reproducibilidad de los análisis, tenemos la visión de esta metodología en cualquier laboratorio, incluyendo plantas de fabricación, como una herramienta (PAT) de tecnología analítica de procesos en la industria farmacéutica.

Introducción

En la industria farmacéutica, el contenido de drogas sustancias en sus formas de unidad de dosificación (p. ej., comprimidos y cápsulas) debe estar dentro de la gama en la reclamación de la etiqueta para cumplir con el control de calidad y pautas de actuación. Cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) es la técnica analítica convencional utilizada para medir la uniformidad de contenido de los fármacos en sus formas formulados. Sin embargo, el método es muy larga y destructiva, que requiere la disolución de la droga en su forma formulada utilizando los solventes adecuados antes del análisis. Incluso con la automatización, el proceso puede durar 1-3 h por muestra, dependiendo del desarrollo del método analítico adecuado^1,2,3. Además de HPLC, infrarrojo cercano (NIR) se ha utilizado para el mismo propósito y como una herramienta de PAT, con la salvedad de que requiere el análisis quimiométrico de los datos, que hace su aplicación muy largo y más complejo⁴. Ambas técnicas son destructivas, con la droga formulada descartada tras análisis.

En este manuscrito, describimos el protocolo paso a paso de una metodología previamente publicado por nuestro grupo⁵ para medir el contenido promedio de fármacos fluorados en sus formas de dosificación (p. ej., comprimidos y cápsulas) con campo de baja ¹⁹F NMR. Con los años, el porcentaje de fármacos fluorados en el mercado aprobado por agencias reguladoras en todo el mundo como medicamentos formulados ha aumentado de 2% en 1970 a 25% en el 2013⁶. Por lo tanto, creemos que existe una demanda para desarrollar un método más simple pero más específico que los métodos actualmente disponibles para el control de calidad de los contenidos de fármacos fluorados en sus formas formulados.

Medicamentos que contienen flúor-19 (¹⁹F) en sus estructuras tienen la ventaja de ser fácilmente detectado por ¹⁹F NMR debido a su sensibilidad de 100% abundancia y 83% en comparación con los protones⁷. Medición directa por ¹H TD-NMR no es útil, porque tanto los excipientes como API tienen protones, y la señal del protón total proviene de todos los componentes del producto de droga, lo que es poco práctico para medir el contenido de la API en medicamentos con ¹ H TD-NMR. Por lo tanto, medir el contenido de fármaco de productos fluorados con ¹⁹F TD-NMR tiene la ventaja de no interferencia con excipientes debido a la falta de flúor. Para demostrar nuestra metodología de medir el contenido de drogas promedio de productos fluorados, hemos seleccionado tres productos formulados comercialmente que contienen flúor en rangos de dosis diferentes. La figura 1 muestra las estructuras de los medicamentos seleccionados, donde dos de ellos - cinacalcet HCl⁸ y lansoprazol⁹-tienen un grupo trifluorometilo (CF₃) en sus estructuras, con dosis que van desde 15 a 90 mg y la tercera -ciprofloxacina HCl monohidrato¹⁰ - contiene un átomo de flúor unido a un anillo aromático, con una dosis de 500 mg.

Aquí, demostramos la metodología que hemos desarrollado⁵ para cuantificar el contenido de drogas promedio de productos fluorados mediante un instrumento de bajo campo Banco TD-NMR (23,4 MHz para ¹H y 22,0 MHz para ¹⁹F). También comparamos dos paquetes de software (software de calibración de RI y Mnova) que pueden utilizarse para informar de los resultados.

Protocolo

PRECAUCIÓN: consulte todas las hojas de datos seguridad material (MSDS) antes de utilizar cualquier producto químico. Sustancias de drogas en general son tóxicos y deben manejarse con el equipo de protección personal (EPI; por ejemplo, guantes, gafas, bata de laboratorio, pantalones largos y zapatos cerrados), con especial atención al peso de materiales en polvo. Se recomienda utilizar una balanza colocada en una capilla con buena circulación de aire para reducir al mínimo el polvo de materiales sólidos difundir fuera de la zona que rodea el balance.

Nota: las instrucciones de software son específicas para la calibración de RINMR, RI y Mnova. Para otros instrumentos proveedores de TD-NMR y paquetes de software, variarán las instrucciones.

1. preparación de las muestras antes de los ¹⁹ F TD-NMR medida

1. pesar las muestras para la calibración (polvo droga sustancia o ingrediente farmacéutico activo (API)) en los correspondientes tubos NMR (2.5, 3, 5, 10, 18- y 25 mm OD NMR tubos) hasta la línea de marcado (altura de la bobina para la sonda NMR), o alrededor de 30 mm de altura. Aviso que la altura dependerá de la sonda de.
   Nota: Cinacalcet HCl es un ejemplo de una API para utilizar para la calibración para determinar el contenido de medicamento en tabletas comerciales cinacalcet. El peso dependerá de la densidad del polvo. En el caso de cinacalcet HCl, los pesos de la API son alrededor de 7.2, 3.5, 1.0, 0.3, 0.1 y 0,07 g cuando la altura de la bobina para el 25, 18, 10-, 5-, 3-y tubos NMR de 2,5 mm, respectivamente.
2. Pesar las muestras de producto formulado medicamentos (tabletas o cápsulas) en los tubos NMR correspondientes hasta la línea de marcado (altura de la bobina para la sonda NMR), o alrededor de 30 mm de altura, como se indica arriba.
   Nota: tubos 25 o 18 mm son apropiados para tabletas/cápsulas de gran tamaño o cuando hay suficiente producto del medicamento formulado. Para cápsulas/tabletas más pequeñas o cuando no hay suficiente producto formulado drogas está disponible pero la relación señal a ruido todavía puede ser suficiente para la medición, pueden utilizar tubos de 10 mm. Medir directamente las tabletas, o aplastar si lo desea. No observación de las variaciones en sus mediciones se han observado aquí, como se mencionó en la discusión.
   1. Cuando tabletas comerciales preparación de cinacalcet, pesan unos quince tabletas de 90 mg en el tubo NMR de 25 mm (9,2 g), tubo de cincuenta tabletas de 30 mg en el tubo de NMR de 25 mm (alrededor de 9.6 g), veinte y dos tabletas de 30 mg en la RMN de 18 mm (4,2 g) y veinte y tres tabletas de 60 mg en el tubo NMR de 25 mm (alrededor de 8,8 g).

2. Preparación del instrumento para la medición de RMN

instrumento

1. Afine el instrumento NMR a ¹⁹ F
   1. llevar a cabo todas las medidas a la temperatura de los imanes permanentes en la RMN. Aquí, uso de 40 ° C; control de temperatura no está disponible para la sonda de RMN F 26 mm ¹⁹ usada aquí. Llevar a cabo todas las medidas a una frecuencia de MHz 22,0 ¹⁹ F utilizando el instrumento de NMR de 23 MHz (para ¹ H).
   2. Colocar la muestra estándar de teflón dentro de un tubo NMR de 25 o 26 mm y colocar en la sonda dentro del imán. Permiten equilibrar por alrededor 5-10 min y afine el instrumento ¹⁹ F. Seleccione " Auto O1 " bajo la " comandos " menú del software RINMR. Repita la medición por lo menos 3 veces y tomar el último valor del parámetro ₁ O (desplazamiento de frecuencia).
2. Calibración del pulso de 90 grados de ¹⁹ F
   1. calibrar el pulso de 90 grados para F-19 con la muestra de teflón estándar utilizando la secuencia de calibración automatizada estándar disponible en el instrumento. Seleccione " Auto P90 " bajo la " comandos " menú del software RINMR.
      Nota: Normalmente, el pulso de 90 grados no necesita medirse con frecuencia a menos que el instrumento no está funcionando o la sonda no se ha utilizado durante algún tiempo. El valor de 90 grados de teflón con la sonda de RMN F 26 mm ¹⁹ usada aquí fue 7,05 μs obtenido.

3. Medición de la T ₁ o tiempo de relajación Longitudinal de muestras estándar de API puro

1. para una mejor relación señal a ruido, coloque la muestra de API en el tubo NMR de 25 mm dentro de la sonda de F-19 instalado en el imán y deje que se equilibre durante al menos 10 min
2. Medir el tiempo de relajación T ₁, siguiendo las instrucciones del manual del instrumento, para cada muestra de API utilizando un experimento estándar de recuperación de la inversión desde el software RINMR.
   Nota: Los parámetros experimentales recomendados son 16 exploraciones obtenidas con un tiempo de permanencia de 0,1 μs; 8 puntos; un pulso de 90 grados, como se ha mencionado anteriormente; y un tiempo muerto de 10 μs para la sonda de 26 mm de F-19. Una serie de retrasos de 100 μs a 8 s (p. ej., 100 μs, 500 μs, 10 ms, 100 ms, 300 ms, 700 ms, 1 s, 2 s, 5 s y 8 s) para drogas con CF ₃ y retrasos de 100 μs a 20 s (por ejemplo 100 μs, 500 μs, 1 ms, 100 ms 500 ms, 1 s, 5 s, 10 s, 15 s y 20 s) para fármacos con un grupo de flúor unido al anillo aromático son recomendados.
   1. En el RINMR software, carga la " invrec.exe " pulso secuencia seleccionando " carga " bajo " secuencia " y haciendo clic en " abierto " comprobar que los parámetros básicos los valores correctos de clic en " A " o seleccionando " Adquisición de " bajo la " parámetros " menú.
   2. Select " Scripts " bajo la " herramientas " menú; se abrirá una ventana. Seleccione la " T1.ris " ficha y haga clic en la flecha verde; una ventana se abrirá. Seleccione el archivo de lista de retardo con retrasos apropiados o crear la lista después de hacer clic " abierto " una vez que la lista de retardo es satisfactoria, haga clic en " OK. "
      Nota: una ventana mostrará un mensaje para la creación de un archivo de todos los espectros que se recogerán en para poder calcular el valor de T ₁. La ubicación y los nombres de las carpetas y archivos son hasta el usuario.
   3. Clic en " guardar " para el instrumento comenzar a adquirir los datos y guardar automáticamente los archivos de los retrasos en la carpeta seleccionada.
      Nota: El software RIMNR crear las curvas de relajación de T ₁ y calcular los tiempos de relajación T ₁ para cada caso. Una ventana se abrirá con la curva de relajación T ₁ y la constante de tiempo o el valor de T ₁ . Aquí, el valor de T1 para cinacalcet HCl fue 2.4 s.

4. Medición de muestras de calibración con API puro

1. medición de la API de las muestras para construir la curva de calibración
   1. lugar una muestra de calibración en el imán para un API especial. Equilibre las muestras durante un mínimo de 5 min para los tubos más pequeños y 10 min para los tubos mayores.
   2. Adquirir una decadencia de inducción libre (FID) o sólido (90 x-90y FID) experimento con los parámetros adecuados, siguiendo las instrucciones en el manual del instrumento. En el software RINMR, carga la " solid.exe " (o " fid.exe ") pulso secuencia seleccionando " carga " bajo " secuencia " y haciendo clic en " abierto "
      Nota: el experimento recomendado es sólido para los materiales sólidos que son rápida relajación con corto T ₂ s (tiempo de relajación transversal). Los parámetros experimentales recomendados son 128 análisis recogidos, con un tiempo de permanencia de 0,1 μs, 1.024 puntos, un pulso de 90 grados (7,05 μs en este caso, calibrADO con teflón) y un tiempo muerto de 10 μs para la sonda de 26 mm ¹⁹ F. Un retraso de reciclaje de 7.5 s de drogas con el grupo de ₃ CF y 20 s para drogas con el Grupo F a un aromático (debido al tiempo de relajación T ₁) se han utilizado para los casos presentados aquí, basado en su T ₁ medidas.
   3. Mida todas las muestras preparadas para cada API después de que están equilibrados a temperatura del imán de 5-10 minutos generar las curvas de calibración de cada muestra de API. Guardar los datos en una carpeta, darle un nombre distinto para cada ejecución experimental.
   4. Calcular el porcentaje de peso de las muestras según la cantidad en cada tubo y teniendo en cuenta la pureza de la muestra de API en el tubo más grande.

5. Muestras de medición del producto medicamentos como tabletas

1. lugar ya preparado formulado muestras de productos de medicamentos (tabletas o cápsulas) en el imán para medirlos uno a la vez. Equilibrar la muestra durante 5 min para tubos NMR o 10 minutos para las muestras en los tubos NMR más.
2. Adquirir el mismo NMR experimento (es decir, sólido) con las mismas condiciones que las muestras de calibrado para cada API particular.

6. Curvas de generación de la calibración con muestras de API puro y añadir los datos de muestras de productos de medicamentos como tabletas en las curvas de calibración

1. en estos casos, seleccionados la región del sólido experimenta de 5 a 300 puntos para crear las curvas de calibración. Los datos pueden analizarse de tres maneras diferentes, como se indica más abajo.
2. Abra el software de calibración de RI. Recordar todos los datos sólidos haciendo clic en el símbolo del clip para abrir los archivos sólidos o FID de un API especial. Para todas las muestras medidas, introduzca los porcentajes de peso bajo la “ Conc ” columna y los pesos en la “ masa ” columna. Seleccione la región adecuada (5-300 puntos) utilizando el método promedio para construir la curva de calibración (abrir el icono de “ datos de NMR de pantalla ” para seleccionar el rango de puntos para el cálculo). Guardar la curva de calibración.
   Nota: La columna Cal proporcionará el porcentaje de fármaco en las muestras mide.
3. Software de la calibración del RI con la misma región seleccionada (5 300 puntos), utilice el método apto para construir la curva de calibración. Guardar la curva de calibración. Siga las mismas instrucciones como en el paso 4.2.2.
4. Abrir el software (por ejemplo, Mnova). Arrastrar los sólidos datos de un API particular y entrar en los porcentajes de peso de las muestras estándar; manual de instrucciones puede encontrarse haciendo clic en “ contenido ” bajo la “ ayuda ” menú. En el “ avanzado ” menú, seleccione “ dominio de tiempo ” y luego “ cuantificación; ” aparecerá una ventana. Haga clic en el signo más azul para seleccionar el área de integración. Integrar la región apropiada (5 300 puntos) usando el modo de magnitud para construir la curva de calibración.
5. Guardar la curva de calibración. En la tabla, introduzca los porcentajes de las drogas por ejemplo sólo para los estándares bajo el “ concentración (x) ” columna y los pesos para todas las muestras bajo la “ masa (m) ” columna; muestras de calibración deben estar en rojo (comprobado). Asegúrese de que el “ función de la señal ” es “ y = s/m ” (para normalizar a la señal, masa).
6. Para medir la reproducibilidad y repetibilidad, cada uno muestra 3 veces en días diferentes y construir la curva de calibración en ambos paquetes de software. Guardar la calibración curva archivos.

7. Cálculo de la droga fluorados API peso en la formula drogas producto utilizando las curvas de calibración

1. cálculo de la peso porcentaje y media dosis cantidad por tableta/cápsula de fluorado API de la droga en la droga formulada producto método
   1. uso el archivo de la curva de calibración del software de calibración de RI y la media. Leer los datos de NMR de las tabletas medidas (o cápsulas) y entrar en sus pesos para determinar el porcentaje de peso de fluorado API el formulado tabletas o cápsulas de la curva de calibración de.
      Nota: El “ Cal ” columna proporciona el porcentaje de fármaco en las muestras medidas (calibración y tabletas comerciales o incógnitas). Observe que el parámetro O1 debe ser el mismo para las muestras de calibración y las tabletas o cápsulas para el software de calibración RI.
   2. Utilizar el archivo de la curva de calibración desde el software de calibración de RI con el método de ajuste. Leer los datos de NMR de las pastillas (o cápsulas) medido e introduzca sus pesos para determinar el porcentaje de peso de fluorado API en el formulado tabletas o cápsulas de la curva de calibración. Siga las mismas instrucciones como en el paso 5.2.1. Observe que el parámetro de ₁ O debe ser el mismo para las muestras de calibración y las tabletas o cápsulas para el software de calibración RI.
   3. Utiliza el archivo Mnova y arrastre los datos adquiridos de la NMR para la API de formulado (o medir todo en el mismo día). Siga las instrucciones en el paso 4.2.4. Ingresar el peso para determinar el porcentaje de peso de los fluorados API el formulado tabletas o cápsulas de la curva de calibración de.
      Nota: En la tabla, las muestras de calibración estará en rojo (comprobado) y las desconocida o comerciales tabletas/cápsulas en azul (sin marcar). El “ concentración (x) ” columna mostrará los valores calculados para las tabletas comerciales de muestras desconocidas en azul basado en los valores de las muestras de calibración en rojo. Aviso que el software no requiere el uso del mismo parámetro O1 para calcular el porcentaje peso.
   4. Calcular la cantidad de fármacos fluorados por tableta o cápsula como el valor medio de la ecuación siguiente (D = dosis de API en mg, W _NMR = porcentaje de peso de API que se obtiene de la curva de calibración, w = peso total de formulado el producto del peso de la droga formulado desde la medida tabletas o cápsulas y N = número de formulado tabletas o cápsulas para medir) y comparar con los valores calculados por el software basado en la curvas de calibración:
      

Resultados

Hemos probado bajo campo ¹⁹F TD-NMR con tres productos comerciales (cinacalcet, lansoprazol y ciprofloxacina) para medir el contenido de drogas promedio de los productos fluorados. La figura 1 muestra las estructuras de los fármacos probados, mostrando la ubicación de los átomos de flúor.

Probamos varios lotes y formas de dosificación (es decir, 30, 60 y 90 mg) tabletas de cinaca...

Discusión

Mientras más fármacos fluorados se vuelven disponibles en el mercado, hemos desarrollado una metodología específica y simple para medir el contenido de drogas promedio de productos fluorados con campo de baja ¹⁹F TD-NMR⁵. Hemos probado este método en tres comerciales de medicamentos: comprimidos que contienen cinacalcet HCl, conteniendo lansoprazol cápsulas y tabletas que contienen ciprofloxacina HCl monohidrato. Las ventajas de este método son su especificidad debido a la falta de flúo...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
MQC-23	Oxford Instruments	52-AM4044	23.4 MHz para 1H y 22.0 MHz para 19F
Sonda de 26 mm (19F)	Sonda	Oxford Instruments 52-AM4061	19F
Cinacalcet HCl	Amgen	Lot 005002 M Pureza	99.8%
Cinacalcet comprimidos comerciales	Amgen	Lote 0010021308	comprimidos de 30 mg
Cinacalcet comprimidos comerciales Amgen		Lote D1026396	comprimidos de 30 mg
Cinacalcet comprimidos comerciales	Amgen	Lot D118714	comprimidos de 30 mg
Cinacalcet comprimidos comerciales Amgen		Lot D061829	60 mg comprimidos
Cinacalcet comprimidos comerciales Amgen		Lot 00100213	comprimidos de
90 mgCinacalcet comprimidos comerciales	Amgen	Lot D064074	90 mg comprimidos
Cinacalcet comprimidos comerciales	Amgen	Lot 1026356	90 mg comprimidos
Lansoprazol	Fluka Lot	LRAA1897	Pureza 99.7%
Marca Lansoprazol	Novartis	Lot DV1891	15 mg cápsulas
Lansoprazol genérico	SUPERVALUE INC	Lot 2GE2027	15 mg cápsulas
libre de ciprofloxacino	Fluka	Lot BCBM7969V	99,9% de pureza
Ciprofloxacina HCl monohidrato	Fluka	Lot P500044	94% de pureza como sal de HCl
Cipro	genérico Pack Farmacéutico	Lote PUB3033	500 mg comprimidos Tubo de
RMN de 25 mm	New Era Enterprises	NE-25TD-200-FB
Tubo de RMN de 18 mm	New Era Enterprises	NE-18TD-200-FB
Tubo de RMN de 10 mm	New Era Enterprises	NE-10TD-200-FB
Tubo de RMN de 5 mm	New Era Enterprises	NE-HL5-7
Tubo de RMN de 3 mm	New Era Enterprises	NE-H3-7
Tubo de RMN de 2,5 mm	New Era Enterprises	NE-H5/2.5