Summary
En enkel och icke-förstörande teknik som mäter den genomsnittliga halten av läkemedelssubstanser i formulerade läkemedel som innehåller fluor med låg-fältet fluor-19 (19F) tid-domän (TD) kärnmagnetisk resonans (NMR) presenteras här. Tekniken kan användas till utveckling och tillverkning av droger inom läkemedelsindustrin.
Abstract
Här, beskriver vi ett protokoll som utvecklats av vår grupp som använder låg-fältet fluor-19 (19F) tid-domän (TD) kärnmagnetisk resonans (NMR) för att mäta den genomsnittliga halten av fluorerade droger i deras formulerade drog produktformer: tabletter eller kapslar. Denna metod är specifika för fluorerade droger eftersom det upptäcker bara innehållet av fluor, undvika störningar från hjälpämne som saknar fluor. Fördelarna med att mäta det aktiva innehållet av fluorerade droger med låg-fält 19F TD-NMR kontra hög-fält 19F solid-state (SS) NMR är enkelheten i metoden. den låga kostnaden; och den icke-destruktiva karaktären av tekniken, med alla prover ersättningsgilla i intakt former (t.ex., pulver, tabletter och kapslar), att göra denna teknik överkomligt för alla laboratorier.
Vi har testat metoden med tre fluorerade läkemedel tillgängliga på marknaden - cinacalcet, lansoprazol och ciprofloxacin - med doser från 15 till 500 mg. Resultaten av de analyser, mätt med låg-fält 19F TD-NMR, stöds den rapportera märkningen för genomsnittliga drog innehållet.
Baserat på enkelhet och reproducerbarhet av analysen, föreställer vi denna metod som genomförs i ett laboratorium, inklusive fabriks-växter, som en process analytical technology (PAT) verktyg inom läkemedelsindustrin.
Introduction
I läkemedelsindustrin, måste innehållet i läkemedelssubstanser i sin enhet-av-beredningsformer (t.ex. tabletter och kapslar) vara inom intervallet på etiketten hävdar att möta kvalitetskontroll och prestanda riktlinjer. Högpresterande vätskekromatografi (HPLC) är det konventionella analysteknik som används för att mäta innehåll likformigheten av droger i deras sammansatta former. Metoden är dock lång och destruktiva, som kräver upplösning av läkemedlet till dess formulerad form med hjälp av lämpligt lösningsmedel före analys. Även med automation, kan processen ta 1-3 h per prov, beroende på utvecklingen av lämplig analytisk metod1,2,3. Förutom HPLC, har infrarött (NIR) använts för samma ändamål och som PAT verktyg, med förbehållet att kräva chemometric analys av data, vilket gör dess genomförande långa och mer komplexa4. Båda tekniker är destruktiva, med formulerade läkemedlet kasseras efter analys.
I detta manuskript, beskriver vi steg för steg protokollet av en metod som tidigare publicerats av vår grupp5 att mäta den genomsnittliga halten av fluorerade droger i deras beredningsformer (t.ex. tabletter och kapslar) med låg-fält 19F NMR. Under åren, har procentandelen av fluorerade droger på marknaden godkända av globala tillsynsmyndigheter som formulerade läkemedel ökat från 2% i 1970 till 25% i 20136. Därför anser vi att det finns en efterfrågan att utveckla en enklare men mer specifik metod än de för närvarande tillgängliga metoderna för kvalitetskontroll av innehållet av fluorerade droger i deras formulerade former.
Läkemedel som innehåller fluor-19 (19F) i deras strukturer har fördelen av att lätt upptäckas av 19F NMR på grund av dess 100% överflöd och 83% känslighet jämfört med protoner7. Direkt mätning av 1H TD-NMR är inte användbart eftersom både hjälpämnen och API har protoner, och den totala proton signalen kommer från alla delar av drogen produkten, vilket gör det opraktiskt att mäta halten API i läkemedel använder 1 H TD-NMR. Mäta halten drog av fluorerade läkemedel använda 19F TD-NMR har därför fördelen att inga störningar med hjälpämnen på grund av fluor. För att demonstrera vår metodik att mäta genomsnittlig drog innehållet av fluorerade läkemedel, valde vi tre kommersiellt framtagen läkemedel som innehåller fluor i olika dosen varierar. Figur 1 visar strukturerna av de droger som valts, där två av dem - cinacalcet HCl8 och lansoprazol9-har en trifluoromethyl (CF3) grupp i sina strukturer, med doser från 15 till 90 mg, och tredje -ciprofloxacin HCl monohydrat10 - innehåller en fluor atom kopplad till en aromatisk ring, med en 500 mg-dos.
Här visar vi den metod vi har utvecklat5 för att kvantifiera genomsnittliga drog innehållet av fluorerade läkemedel med ett låg-fältet bänkmonterade TD-NMR instrument (23,4 MHz för 1H och 22,0 MHz för 19F). Vi jämför också två programpaket (RI kalibrering och Mnova programvara) som kan användas för att rapportera resultaten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
försiktighet: Vänligen konsultera alla relevanta säkerhetsdatablad (MSDS) innan du använder inga kemikalier. Läkemedelssubstanser i allmänhet är giftiga och bör hanteras med lämplig personlig skyddsutrustning (PPE; t.ex. handskar, skyddsglasögon, laboratorierock, hellånga byxor och stängt-toe skor,) med särskild försiktighet vid vägning pulvermaterial. Det rekommenderas att använda en balans som placeras i en huva med bra luftflöde för att minimera pudret från fasta material spridning av området kring balansen.
Obs: programvara instruktionerna är specifika för kalibrering av RINMR, RI och Mnova. För andra TD-NMR leverantör instrument och programvarupaket, anvisningarna kommer att variera.
1. beredning av prover före 19 F TD-NMR mätning
- väga proverna för kalibrering (pulver läkemedelssubstans eller aktiv farmaceutisk ingrediens (API)) i lämpliga NMR rören (2,5-, 3-, 5-, 10-, 18-, och 25 mm OD NMR rör) tills raden märkning (höjd av spolen för NMR sonden), eller ca 30 mm i höjd. Meddelande att höjden kan bero på sonden.
Obs: Cinacalcet HCl är ett exempel på ett API att använda för kalibrering för att bestämma halten läkemedel i cinacalcet kommersiella tabletter. Vikten beror på tätheten av pulvret. När det gäller cinacalcet HCl, vikterna av API är runt 7,2, 3.5, 1.0, 0,3, 0,1 och 0,07 g när fylla spolen för den 25-, 18-, 10-, 5-, 3- och 2,5 mm NMR rör, höjd respektive. - Väger de formulerade drog produkt proverna (tabletter eller kapslar) i lämpliga NMR rören tills märkning linje (höjd av spolen för NMR sonden), eller ca 30 mm i höjd, enligt ovan.
Obs: 25 - eller 18-mm rören är lämplig för stora tabletter/kapslar eller när tillräckligt formulerade narkotika produkt är tillgänglig. Använd 10 mm rör för mindre tabletter/kapsel eller när inte tillräckligt formulerade narkotika produkt är tillgänglig men det signal-brus-förhållandet kan fortfarande vara tillräckligt för mätning. Mäta tabletterna direkt, eller krossa om så önskas. Ingen observation av variationer i deras mätningar har observerats här, som nämnts i diskussionen.- När förbereder kommersiella tabletter av cinacalcet, väger omkring femton 90 mg tabletter i 25 mm NMR röret (cirka 9,2 g), femtio 30 mg-tabletter i 25 mm NMR röret (cirka 9,6 g), tjugotvå 30 mg-tabletter i de 18-mm NMR tube (cirka 4,2 g) , och tjugotre 60 mg tabletter i 25 mm NMR röret (cirka 8,8 g).
2. Beredning av NMR instrumentet för mätning
- Tuning instrumentet NMR till 19 F
- bära ut alla mätningar vid temperatur av permanent magneten i NMR instrument. Här använda 40 ° C; ingen temperaturkontroll är tillgänglig för 26-mm 19 F NMR sonden används här. Utföra alla mätningar på en frekvens av 22,0 MHz för 19 F 23-MHz (för 1 H) NMR instrumentet.
- Placera Teflon standardprov inuti en 25 - eller 26-mm NMR tub och placera det i sonden släpper magneten. Möjliggöra Jämviktstiden för runt 5-10 min och finjustera instrumentet till 19 F. Välj " Auto O1 " under den " kommandon " menyn i programvaran RINMR. Upprepa mätningen minst 3 gånger och ta det sista värdet för parametern O 1 (frekvens offset).
- Kalibrering av 19 F 90 graders pulsen
- kalibrera 90 graders pulsen för F-19 med Teflon standardprov med den standard automatiska kalibrering sekvensen finns i instrumentet. Välj " automatisk P90 " under den " kommandon " menyn i programvaran RINMR.
Obs: Normalt, 90 graders pulsen behöver inte mätas ofta om instrumentet inte presterar eller sonden inte har använts under en viss tid. 90-graders värdet erhålls för Teflon med 26-mm 19 F NMR sond används här var 7,05 µs.
- kalibrera 90 graders pulsen för F-19 med Teflon standardprov med den standard automatiska kalibrering sekvensen finns i instrumentet. Välj " automatisk P90 " under den " kommandon " menyn i programvaran RINMR.
3. Mätning av T 1 eller längsgående relaxationstiden för Standard Pure API prover
- för en bättre signal-brus-förhållande, placera API provet beredd i 25 mm NMR röret inuti sonden F-19 installerad i magneten och låt jämvikta i minst 10 min.
- Mät den T 1 avkoppling tid, följa instruktionerna av instrumentet handbok, för varje API prov med ett standard experiment för inversion-återhämtning från programvaran RINMR.
Obs: De rekommenderade experimentella parametrarna är 16 skannar samlas in med en 0,1-µs dröjtiden; 8 datapunkter; en 90-graders puls, som nämnts ovan; och en dödtid på 10 µs för F-19 26 mm sonden. En rad förseningar från 100 µs till 8 s (t.ex. 100 µs, 500 µs, 10 ms, 100 ms, 300 ms, 700 ms, 1 s, 2 s, 5 s och 8 s) för droger med CF 3 och förseningar från 100 µs till 20 s (t.ex. 100 µs, 500 µs, 1 ms, 100 ms, 500 ms, 1 s, 5 s, 10 s, 15 s, och 20 s) för läkemedel med en fluor grupp ansluten till aromatiska ring rekommenderas.- i the RINMR programvara, ladda den " invrec.exe " puls sekvens genom att markera " Ladda " under " sekvens " och klicka på " öppna. " Kontrollera att de grundläggande parametrarna har rätt värden genom att klicka på " A " eller välja " Förvärv " under de " parametrarna " menyn.
- Välj " skript " under de " verktyg " menyn; ett fönster kommer att dyka upp. Välj den " T1.ris " fliken och klicka på den gröna pilen; ett fönster kommer att dyka upp. Välj filen dröjsmål list med lämpliga förseningar eller skapa listan efter klickande " öppna. " när listan fördröjning är tillfredsställande, klicka " OK. "
Obs: ett fönster kommer att visas en fråga för att skapa en fil för alla spektra som kommer att samlas i för att beräkna värdet T 1. Läge och namnen på de mappar och filer som är upp till användaren. - Klicka på " Spara " för instrumentet att börja skaffa data och automatiskt spara filerna för förseningarna i den valda mappen.
Obs: Programvaran RIMNR skapar T 1 avkoppling kurvorna och beräkna T 1 avkoppling tider för varje fall. Ett fönster dyker upp med kurvan T 1 avkoppling och tidskonstant eller T 1 värde . Här värdet för T1 för cinacalcet HCl var 2.4 s.
4. Mäta kalibrering prover med ren API
- mäta API prover för att bygga kalibreringskurvan
- förlägger en kalibrering provet i magneten för en viss API. Temperera proverna för minst 5 min för de mindre rören och 10 min för större rören.
- Skaffa en gratis induktion decay (FID) eller fast (90 x-90y FID) experiment med lämpliga parametrar följa instruktionerna i handboken för instrumentet. I den RINMR programvaran, ladda den " solid.exe " (eller " fid.exe ") puls sekvens genom att markera " Ladda " under " sekvens " och klicka på " öppna. "
Obs: rekommenderade experimentet är fast för fasta material som är snabb-avkopplande med kort T 2 s (övergripande avkoppling tid). De rekommenderade experimentella parametrarna är 128 skannar samlas in, med en 0,1 µs dröjtiden, 1.024 datapunkter, en 90-graders puls (7,05 µs i detta fall, calibrpade med Teflon), och en död tid av 10 µs för 19 F 26-mm sonden. Återvinn försening 7,5 s för droger med gruppen CF 3 och 20 s droger med gruppen F bifogas en aromatisk (på grund av längre T 1 avkoppling gånger) har använts för de fall som presenteras här, utifrån deras T 1 mätningar. - Mäter alla prover berett för varje API efter de är utjämnad till temperaturen av magneten för 5-10 min att generera kalibreringskurvorna av varje API-provet. Spara data i en mapp, ger en distinkt namn till varje experimentella kör.
- Beräkna vikt procentandelen av proverna baserat på mängden i varje rör och med tanke på renheten av API provet i det största röret.
5. Mätning av drogen produkten prover som tabletter
- plats den redan utarbetats framtagen drog varuprover (tabletter eller kapslar) i magneten att mäta dem en i taget. Temperera provet för 5 min för små NMR rör eller 10 min för proverna i större NMR rören.
- Förvärvar samma NMR experiment (dvs, SOLID) med samma förhållanden som de kalibrerade proverna för varje särskild API.
6. Generation av kalibreringen kurvor med ren API samples och lägga till uppgifterna om drogen varuprover som tabletter i kalibreringskurvorna
- i dessa fall, välj regionen i fast experimentera från 5 till 300 punkter för att skapa kalibreringskurvorna. Data kan analyseras på tre olika sätt, som beskrivs nedan.
- Öppna RI kalibrering programvaran. Minns alla solida data genom att klicka på symbolen klipp att öppna FID eller SOLID filer från en viss API. För alla prover mätta, ange vikt procentsatserna enligt den “ Conc ” kolumn och vikter under den “ massan ” kolumn. Välj aktuell region (5-300 poäng) med genomsnittliga metoden för att bygga kalibreringskurvan (öppna ikonen för “ Display NMR data ” att markera intervallet för beräkning). Spara kalibreringskurvan.
Obs: Kolumnen Cal kommer att ge procentandelen av drogen i de prover som mätt. - i the RI kalibrering programvara med samma valda region (5-300 poäng), använda metoden passar för att bygga kalibreringskurvan. Spara kalibreringskurvan. Följ samma instruktioner som i steg 4.2.2.
- Öppna programvaran (t.ex., Mnova). Dra alla solida data från ett visst API och ange vikt procentsatserna av standardproven; manuella instruktioner kan hittas genom att klicka på “ innehåll ” under de “ hjälp ” menyn. I den “ Avancerat ” menyn, Välj “ Time Domain ” och sedan “ kvantitering; ” ett fönster kommer att dyka upp. Klicka på det blå plustecknet till Välj området integration. Integrera aktuell region (5-300 poäng) använder magnitud läge för att bygga kalibreringskurvan.
- Spara kalibreringskurvan. I tabellen, ange procentsatserna för droger per prov endast för kraven under den “ koncentration (x) ” kolumn och vikter för alla prover under den “ massan (m) ” kolumn. kalibrering prover bör i rött (markerad). Se till att den “ Signal funktion ” är “ y = s/m ” (att normalisera till signal/massa).
- För reproducerbarhet och repeterbarhet mäta varje prov 3 gånger på olika dagar och bygga upp kalibreringskurvan i båda programvarupaket. Spara kalibreringen kurva filer.
7. Beräkning av fluorerade API drogen vikt i framtagen drog produkt med kalibreringskurvorna
- beräkningen av vikt procent och genomsnittlig dosering per tablett/kapsel av fluorerade API drug i formulerade drogen produkt
- använda filen för kalibreringskurvan från RI kalibrering programvaran och genomsnittliga metod. Läs NMR data från uppmätta tabletter (eller kapslar) och ange deras vikt för att bestämma vikt procentandelen av fluorerade API i formulerade tabletter eller kapslar från kalibreringskurvan.
Obs: Den “ Cal ” kolumn kommer att ge procentandelen av drogen i de uppmätta proverna (kalibrering och kommersiella tabletter eller okända). Observera att parametern O1 måste vara samma för kalibrering proverna och tabletter eller kapslar för RI kalibrering programvaran. - Använda filen för kalibreringskurvan från RI kalibrering programvaran med metoden passar. Läs NMR data från tabletter (eller kapslar) mätt och ange deras vikt för att bestämma vikt procentandelen av fluorerade API i formulerade tabletter eller kapslar från kalibreringskurvan. Följ samma instruktioner som i steg 5.2.1. Observera att parametern O 1 måste vara samma för kalibrering proverna och tabletter eller kapslar för RI kalibrering programvaran.
- Använda filen Mnova och dra förvärvade NMR data för formulerade API (eller mäta dem alla på samma dag). Följ instruktionerna i steg 4.2.4. Ange vikterna för att bestämma vikt procentandelen av fluorerade API i formulerade tabletter eller kapslar från kalibreringskurvan.
Obs: I tabellen blir kalibrering proverna i rött (rutig) och de okända eller kommersiella tabletter/kapslarna i blått (avmarkerad). Den “ koncentration (x) ” kolumn kommer att visa de beräknade värdena för kommersiella tabletter av okända prover i blått baserat på värdena för kalibrering proverna i rött. Meddelande att programvaran inte kräver användning av samma O1 parameter att beräkna vikt procentandelen. - Beräkna mängden fluorerade läkemedel per tablett eller kapsel som det genomsnittliga värdet från ekvationen nedan (D = API dosen i mg, W NMR = vikt procentandelen API som erhållits från kalibreringskurvan, w = totalvikt framtagen produkt från vikten av formulerade drogen kommer från uppmätta tabletter eller kapslar och N = antal formulerade tabletter eller kapslar används för mätning) och jämför med de värden som beräknas av programmet baserat på den kalibreringskurvorna:
- använda filen för kalibreringskurvan från RI kalibrering programvaran och genomsnittliga metod. Läs NMR data från uppmätta tabletter (eller kapslar) och ange deras vikt för att bestämma vikt procentandelen av fluorerade API i formulerade tabletter eller kapslar från kalibreringskurvan.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vi har testat low-fält 19F TD-NMR med tre kommersiella läkemedel (cinacalcet lansoprazol och ciprofloxacin) att mäta genomsnittlig drog innehållet av fluorerade drog produkter. Figur 1 visar strukturerna av de testa drogerna, visar platserna där fluoratomer.
Vi testade flera partier och beredningsformer (dvs 30, 60 och 90 mg) med cinacalcet tabletter, en beredningsform (15 mg) av varumärket och generisk massor av lansoprazol kapslar, och en beredningsform (500 mg) och en massa ciprofloxacin tabletter. NMR signal förfaller för cinacalcet (figur 2), som ett exempel, och kalibreringskurvorna för de tre läkemedel (figur 3 - 5) erhölls från RI kalibrering programvaran med hjälp av genomsnittet och passa metoder och från Mnova med magnitud läge. Data från dessa kurvor var också ritade att kontrollera sin reproducerbarhet över exemplar mätningarna (figur 3 - 5), visar utmärkt linjäritet och god reproducerbarhet. Resultaten av mätningarna för de tre läkemedel är tabellerade (tabellerna 1-3) och Visa bra avtal med märkningen för de tre läkemedel.
För att testa effekten på provberedning, krossades hälften av tabletter av ciprofloxacin. Tabell 3 visar att resultaten av det genomsnittliga drog innehållet från intakt och de krossade tabletterna håller väl med etiketten fordran, som anger att det finns ingen anledning att förstöra tabletterna för att utföra mätningen. Dessutom visar att metoden är icke-förstörande och att proverna kan återställas i formulären intakt.
För att avgöra betydelsen på mätning av de fysiska och kemiska formerna, använde vi ciprofloxacin fria basen och HCl monohydrat som kalibrering standarder för att avgöra den genomsnittliga halten av drogen i intakt och krossade ciprofloxacin tabletter. Figur 6 visar dessa resultat. Figur 6 A skildrar resultaten när ciprofloxacin HCl monohydrat användes som standarden kalibrering (röda prickar) och figur 6B visar ciprofloxacin fri bas (röda prickar). Blå prickar i figur 6 motsvarar intakt och krossade ciprofloxacin tabletterna. Endast i figur 6A gör den genomsnittliga halten av ciprofloxacin i tabletterna och krossade tabletter håller väl med etiketten fordran, vilket indikerar att den korrekt kalibreringen standard är ciprofloxacin HCl monohydrat. Röntga pulver diffraktion (XRPD) data på cipro tabletter ciprofloxacin fria basen och ciprofloxacin HCl monohydrat spelades in för att bekräfta deras olika fysiska former baserat på de XRPD mönsterna (figur 7).
Figur 1 . Kemiska strukturer av lansoprazol, Ciprofloxacin saltsyra monohydrat och Cinacalcet saltsyra.
Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2. Förfalla av signalen NMR, mätt för Cinacalcet HCl, över tid, visar de olika Data behandlingarna.
(A) RI kalibrering programvara genomsnittsmetoden, (B) RI kalibrering programvara passar metod, och (C) Mnova programvara område. Regionen från 5-300 poäng användes för att analysera alla data behandlingar. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3. Kalibreringskurvorna (NMR Signal jämfört med andelen Drug) för Cinacalcet HCl, beräknat som fri bas, genereras från mätningar utförs i tre exemplar.
(A) RI kalibrering programvara i det genomsnittliga funktionsläget, (B) RI kalibrering programvara i fit-läge, och (C) Mnova mjukvaran område metod. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4 . Kalibreringskurvorna (NMR Signal kontra procentandel av Drug) för lansoprazol, genererade från mätningar utförs i tre exemplar.
(A) RI kalibrering programvara i det genomsnittliga funktionsläget, (B) RI kalibrering programvara i fit-läge, och (C) Mnova mjukvaran område metod. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5 . Kalibreringskurvorna (NMR Signal jämfört med andelen Drug) för Ciprofloxacin HCl H2O, beräknat som fri bas, genereras från mätningar utförs i tre exemplar.
(A) RI kalibrering programvara i det genomsnittliga funktionsläget, (B) RI kalibrering programvara i fit-läge, och (C) Mnova mjukvaran område metod. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6. NMR Data.
NMR signal som en funktion av andelen läkemedelssubstans ens gratis bas för intakt och krossade tabletter av ciprofloxacin (blå prickar) när du använder (A) ciprofloxacin HCl monohydrat (röda prickar) och (B) ciprofloxacin fria basen (röda prickar) som referensstandarder. Data har genererats med hjälp av Mnova programvara. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7 . X-ray Diffraction kraftdata.
X-ray diffraction kraftdata för ciprofloxacin gratis bas (övre), ciprofloxacin narkotika produkt som cipro från tabletter (mitten) och ciprofloxacin HCl monohydrat (nederst). Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Tabell 1. Beräknat doser av Cinacalcet fria basen i kommersiella tabletter, med deras statistik beräknas av programpaketet RI kalibrering med hjälp av genomsnittet och passa metoder och med programvaran Mnova. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner.
Tabell 2. Beräknade doser av lansoprazol i varumärket och generisk kapslar, med deras statistik beräknas av programpaketet RI kalibrering med hjälp av genomsnittet och passa metoder och med programvaran Mnova. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner.
Tabell 3. Beräknade doser av Ciprofloxacin generiska Cipro tabletter och krossade tabletter, med deras statistik beräknas av programpaketet RI kalibrering med hjälp av genomsnittet och passa metoder och med programvaran Mnova. Särtryck ur5, copyright 2015, med tillstånd från John Wiley & söner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Eftersom mer fluorerade droger blir tillgängliga på marknaden, har vi utvecklat en specifik och enkel metod för att mäta halten genomsnittliga drog av fluorerade läkemedel med låg-fält 19F TD-NMR5. Vi testade denna metod på tre kommersiella läkemedel: tabletter innehållande cinacalcet HCl, kapslar innehållande lansoprazol och tabletter som innehåller ciprofloxacin HCl monohydrat. Fördelarna med denna metod är dess särart på grund av fluor i hjälpämnen och sin enkelhet. Vi testade mätning kapacitet på intakt formuleringar (kapslar eller tabletter) för cinacalcet och lansoprazol formulerat droger. Dock när det gäller ciprofloxacin formulerat drogen, vi testade intakt och krossade tabletter för att utvärdera provberedning. En del av utvecklingen av metoden fokuserar på jämförelse av två programvarupaket, RI kalibrering (gemensam programvara för kvantitering av TD-NMR data) och en nyligen kommersiellt tillgängliga versionen av Mnova programvara som kan bearbeta TD-NMR data (Mnova är en av vanliga programpaket för bearbetning av hög-fältdata med NMR). Vi utvärderade både programvarupaket på deras förmåga att rapportera resultaten och deras förenlighet med standard kommersiella office programvara paket5.
Cinacalcet8 HCl (figur 1) är formulerad som tabletter i tre doser (30, 60 och 90 mg, stod som fri bas). Vi testade flera partier från de tre kommersiella Dosstyrkorna med våra 19F TD-NMR metod för att beräkna de genomsnittliga beloppen av cinacalcet som fri bas i tabletterna. Kalibreringskurvorna för cinacalcet HCl genererades i tre exemplar, som anges i protokollet, med två programvarupaket som linjär kalibreringskurvorna med bra reproducerbarhet (figur 3). Tabell 1 visar de resultat som håller väl med etiketten anspråksvärden för de testade doser, med bra standardavvikelse och procent relativ standardavvikelse (RSD).
Lansoprazol9 (figur 1) säljs i en formulerad 15 mg-dos, som är en modellsystem att testa vår metodik för låg dos kapsel formuleringar. Vi testade vår metod, som beskrivs ovan, och används för prover som mottagits. Som i fallet av cinacalcet HCl tabletter, kalibreringskurvorna, som exemplar, var linjär och hade bra reproducerbarhet (figur 4). Resultaten av analys visar att den testade dosen stämmer väl överens med etiketten hävdar, med bra standardavvikelse och RSD procentvärden (tabell 2). Ciprofloxacin10 monohydrat hydroklorid (figur 1) är formulerad i tabletter som innehåller ciprofloxacin HCl monohydrat, med en 500 mg-dos som fri bas. Liksom i föregående fall var kalibreringskurvorna i tre exemplar linjär, med bra reproducerbarhet (figur 5). Resultaten av analys visar att den testade dosen stämmer väl överens med etiketten hävdar, med bra standardavvikelse och RSD procentvärden (tabell 3). I det här fallet, utvärderat vi också metoden använder intakt och krossade tabletter för att avgöra effekterna av provberedning. I båda fallen var resultaten bra avtal med etiketten fordran (tabell 3), visar att de genomsnittliga drog innehåll resultat påverkas knappt av beredning av provet.
Vår metod att använda 19F TD-NMR åtgärder genomsnittliga fluorerade drog innehållet i formulerade läkemedel, direkt från deras solida stater som pulver, tabletter eller kapslar, utan behov av någon annan manipulering (t.ex. upplösning, som i vätskekromatografi (LC) metoder). Därför måste rätt kemikalien och de rätta fysiska formerna av referensstandarder utvärderas för att bestämma deras inverkan på resultaten av analysen. För att demonstrera denna punkt, byggt vi kalibreringskurvorna för ciprofloxacin med ciprofloxacin HCl monohydrat och dess fria basen som kalibrering normerna. När den standard som används för kalibreringskurvan var den fria basen, mätning av formulerade cipro tabletterna anges 137,8 och 138,8% av läkemedelssubstans i den formulerade hela och krossade tabletter, respektive (data som representeras i diagram B över figur 6 som blå prickar). Dessa resultat är klart långt ifrån etikett påståendet att den fria basen för ciprofloxacin runt 64,7% (tabell 3). Illustration A i figur 6 visar resultaten att komma överens med etiketten fordran när kalibreringskurvan är gjort med ciprofloxacin HCl monohydrat (röda prickar) att mäta cipro och krossade tabletter (blå prickar). Skillnaderna mellan resultaten beror felaktiga fysikaliska och kemiska former som används som den fria basen för referens standardproven. Denna bedömning bekräftades genom att jämföra de XRPD mönster av ciprofloxacin fria basen, ciprofloxacin HCl monohydrat och generiska cipro tabletter. Ciprofloxacin fria basen har en annan kristallform än ciprofloxacin HCl monohydrat och cipro tabletter på grund av de olika XRPD mönsterna (figur 7).
När man jämför programpaket för kalibrering, ge RI kalibrering och Mnova tillfredsställande resultat. Mnova har fördelen att vara mer kompatibel med andra kommersiella office programpaket för statistiska och vetenskapliga grafritande och analys av data, vilket är användbart för rapportering. Mnova programvara är revideras och uppdateras varje år, medan RI kalibrering programvaran inte är. Angående två data analysmetoder används i RI kalibrering, ”passa” metoden ger rimliga resultat men är sämre än den ”genomsnittliga” metoden eftersom metoden ”passa” förlitar sig på extrapolering till noll av uppmätta data, lägga till mer osäkerhet till den slutresultaten.
Sammanfattningsvis har vi utvecklat en enkel metod baserad på låg-fält 19F TD-NMR att mäta det genomsnittliga drog innehållet av fluor-innehållande läkemedel. Detta enkla protokoll ger resultat bra överens med märkningen på kortare tid än klassiska metoder (t.ex., LC). Tekniken är oförstörande och krävs inte någon prov manipulation, med komplett prov återställning med intakt former under analys (t.ex. pulver, tabletter och kapslar). De standarder som används för att bygga kalibreringskurvan måste ha samma kemiska och fysikaliska former som drogen i formuläret formulering. Angående de programpaket som används för analysen (RI kalibrering och Mnova), båda är tillräcklig, men Mnova är uppdaterad och fullt kompatibel med vanliga paket kontorsprogram. Utifrån dessa slutsats kan förutse vi denna metod som genomförs i laboratorier och fabriker som processen PAT verktyg inom läkemedelsindustrin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Detta manuskript är baserad på en tidigare publicerad artikel5. Särtryck ur5, copyright 2015 med tillstånd från John Wiley & Sons.
Vi är tacksamma till vår ledning, Dr Janet Cheetham, Dr Francisco Alvarez, Dr Arwinder Nagi och Dr David Semin, för deras stöd, intresse och uppmuntran att utföra detta forskningsprojekt, och Dr Minhui Ma och Mr Robert Munger, för att förse oss med cinacalcet HCl, formulerade tabletter och information om läkemedlet. Vi vill också tacka Dr Michael Bernstein, Dr. Manuel Perez och Dr. Santiago Dominguez för deras konstruktiva stöd och diskussioner om utvecklingen av den för närvarande kommersiella versionen av programvaran Mnova som gäller för kvantitering av TD-NMR data. Dessutom tabletter ett speciellt tack till Mr Regnar L. Madarang F.N.P. för att förse oss med generiska cipro för att genomföra våra undersökningar.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MQC-23 | Oxford Instruments | 52-AM4044 | 23.4 MHz for 1H and 22.0 MHz for 19F |
| 26 mm Probe (19F) | Oxford Instruments | 52-AM4061 | 19F NMR probe |
| Cinacalcet HCl | Amgen | Lot 005002 M | Purity 99.8% |
| Cinacalcet commercial tablets | Amgen | Lot 0010021308 | 30 mg tablets |
| Cinacalcet commercial tablets | Amgen | Lot D1026396 | 30 mg tablets |
| Cinacalcet commercial tablets | Amgen | Lot D118714 | 30 mg tablets |
| Cinacalcet commercial tablets | Amgen | Lot D061829 | 60 mg tablets |
| Cinacalcet commercial tablets | Amgen | Lot 00100213 | 90 mg tablets |
| Cinacalcet commercial tablets | Amgen | Lot D064074 | 90 mg tablets |
| Cinacalcet commercial tablets | Amgen | Lot 1026356 | 90 mg tablets |
| Lansoprazole | Fluka | Lot LRAA1897 | Purity 99.7% |
| Brand name Lansoprazole | Novartis | Lot DV1891 | 15 mg capsules |
| Lansoprazole generic | SUPERVALUE INC | Lot 2GE2027 | 15 mg capsules |
| Ciprofloxacin free base | Fluka | Lot BCBM7969V | 99.9% purity |
| Ciprofloxacin HCl monohydrate | Fluka | Lot P500044 | 94% purity as HCl salt |
| Cipro generic | Pack Pharmaceuticals | Lot PUB3033 | 500 mg tablets |
| 25 mm NMR tube | New Era Enterprises | NE-25TD-200-FB | |
| 18 mm NMR tube | New Era Enterprises | NE-18TD-200-FB | |
| 10 mm NMR tube | New Era Enterprises | NE-10TD-200-FB | |
| 5 mm NMR tube | New Era Enterprises | NE-HL5-7 | |
| 3 mm NMR tube | New Era Enterprises | NE-H3-7 | |
| 2.5 mm NMR tube | New Era Enterprises | NE-H5/2.5 |
References
- El-Yazigi, A., Wahab, F. A., Afrane, B. Stability Study and Content Uniformity of Prochloroperazine in Pharmaceutical Preparations by Liquid Chromatography. J Chromatogr A. 690, 71-76 (1995).
- Takeuchi, Y., Yoshida, M., Ito, A., Sunada, H. Uniformity of Drug Content During Pharmaceutical Dry Granulation by Roller Compaction and Tableting Processes. J Drug Del Sci Tech. 19 (2), 119-124 (2009).
- Toro, I., Dulsat, J. F., Fábregas, J. L., Claramunt, J. Development and Validation of a Fully Automated method of the Chromatographic Determination of Content Uniformity of Drug Tablets. J Pharm Biomed Anal. 36, 57-63 (2004).
- Shi, Z., Hermiller, J. G., Gunter, T. Z., Zhang, X., Reed, D. E. A Novel Sample Selection Strategy by Near-Infrared Spectroscopy-Based High Throughput Tablet Tester for Content Uniformity in Early-Phae Pharmaceutical Product Development. J Pharm Sci. 101 (7), 2502-2511 (2012).
- Silva Elipe, M. V., et al. Applications of 19F Time-Domain NMR to Measure Content in Fluorine-Containing Drug Products. Magn Reson Chem. 54 (6), 531-538 (2015).
- Wang, J., et al. Fluorine in Pharmaceutical Industry: Fluorine-Containing Drugs Introduced to the Market in the Last Decade (2001-2011). Chem Rev. 114, 2432-2506 (2014).
- Dolbier, W. R. Jr Guide to Fluorine NMR for Organic Chemists. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ. (2009).
- Barman, J. A., Scott, L. J.
- Horn, J. The Proton-Pump Inhibitors: Similarities and Differences. Clin Ther. 22 (3), 266-280 (2000).
- LeBel, M. Ciprofloxacin: Chemistry, Mechanism of Action, Resistance, Antimicrobial Spectrum, Pharmacokinetics, Clinical Trials, and Adverse Reactions. Pharmacotherapy. 8 (1), 3-30 (1988).
