Co naprawdę oznacza czystość na świadectwie analizy

Świadectwo wskazujące na czystość 99,8% wygląda jak oświadczenie dotyczące butelki. Jest bliższe stwierdzeniu odnoszącemu się do jednego chromatogramu, zarejestrowanego przy użyciu jednego detektora, w jednym dniu, względem jednego zestawu kryteriów akceptacji. To, co oznacza czystość na świadectwie analizy, jest nierozłączne z metodą, która dała ten wynik. Po usunięciu metody liczba przestaje być pomiarem i staje się sloganem.

Ta strona jest mapą dla kategorii kontroli czystości i jakości. Definiuje słownictwo robocze — zanieczyszczenie, próg, specyfikacja, produkt rozkładu, certyfikowany materiał odniesienia — oraz pokazuje, skąd każdy termin pochodzi i co może uzasadniać. Poszczególne techniki i przypadki są omawiane w oddzielnych artykułach.

Co czystość na świadectwie analizy naprawdę oznacza

Czystość prawie nigdy nie jest mierzona bezpośrednio. Jest wnioskowana z braku czegoś innego. Wartość czystości chromatograficznej to ułamek całkowitej odpowiedzi detektora przypisywanej głównemu pikowi, co jest inną wielkością niż ułamek masy próbki, który stanowi zamierzony związek.

Ta luka ma znaczenie, ponieważ detektor reaguje na właściwość, a nie na substancję. Detektor ultrafioletowy reaguje na absorpcję światła, więc współeluujące zanieczyszczenie bez chromoforu nic nie wnosi do całkowitej odpowiedzi i jest po cichu wyłączane z mianownika. Jego brak na chromatogramie jest właściwością detektora, a nie próbki.

Zharmonizowana wytyczna ICH Q2(R2) dotycząca walidacji procedur analitycznych bezpośrednio odnosi się do tej kwestii. Stwierdza ona, że swoistość lub selektywność można wykazać poprzez brak interferencji lub porównanie wyników z procedurą ortogonalną oraz że jeśli jedna procedura analityczna nie zapewnia wystarczającego rozróżnienia, odpowiednie jest połączenie procedur. W tym ujęciu pojedyncza liczba z jednej metody jest tylko częściową odpowiedzią.

Zatem za każdym twierdzeniem dotyczącym czystości stoją trzy pytania. Jaką metodę zastosowano? Na co ta metoda jest ślepa? I co jeszcze wykonano równolegle z nią?

Dlaczego procent powierzchniowy i procent masowy to nie ta sama liczba

Normalizacja powierzchni traktuje każdy pik, jakby reagował tak samo jak główna substancja. To założenie jest wygodne, ale zwykle błędne. Dwie substancje o identycznym stężeniu masowym mogą różnić się wielokrotnie pod względem odpowiedzi detektora, dlatego względny współczynnik odpowiedzi — stosunek odpowiedzi zanieczyszczenia do odpowiedzi głównej substancji przy równym stężeniu masowym — decyduje o tym, jak duży wydaje się udział zanieczyszczenia.

ICH Q3A(R2) wyraźnie stwierdza, że poziomy zanieczyszczeń organicznych mogą być mierzone za pomocą technik porównujących odpowiedź analityczną dla zanieczyszczenia do tej uzyskanej przy użyciu odpowiedniego wzorca analitycznego lub do odpowiedzi substancji leczniczej samej w sobie, i odnosi się do poziomów zanieczyszczeń obliczanych z wykorzystaniem współczynnika odpowiedzi substancji leczniczej. Wytyczna traktuje współczynnik odpowiedzi jako zmienną, którą należy uwzględnić, a nie jako stałą, którą można zignorować.

Praktyczną konsekwencją jest to, że procent powierzchniowy i procent masowy odpowiadają na różne pytania.

Wyrażenie czystości	Co uwzględnia	Główny martwy punkt
Procent powierzchni metodą normalizacji powierzchni	Udział głównego piku w całkowitej odpowiedzi detektora	Wszystko, czego detektor nie widzi, plus nierówne współczynniki odpowiedzi
Zawartość względem wzorca analitycznego	Masa związku względem scharakteryzowanego wzorca	Dziedziczy jakość i przypisaną wartość tego wzorca
Bilans masy	Zawartość plus wszystkie oznaczone ilościowo zanieczyszczenia, woda, rozpuszczalniki i pozostałość	Wymaga kilku ortogonalnych oznaczeń, nie jednego chromatogramu

Bilans masy to uczciwa wersja pytania, ponieważ wymusza, by każdy składnik został albo oznaczony ilościowo, albo jawnie uznany za brakujący. To także wersja kosztowna, bo obok chromatogramu wymaga oznaczenia zawartości wody, pozostałości rozpuszczalników i pozostałości nieorganicznej. Świadectwa bardzo się różnią pod względem tego, ile tej pracy pokazują.

Trzy progi, które decydują, jak daleko bada się zanieczyszczenie

Kontrola zanieczyszczeń farmaceutycznych opiera się na drabinie progowej, a nie na jednym limicie. ICH Q3A(R2) definiuje każdy szczebel w jednej linii. Próg raportowania to limit, powyżej którego zanieczyszczenie należy zgłosić. Próg identyfikacji to limit, powyżej którego zanieczyszczenie należy zidentyfikować. Próg kwalifikacji to limit, powyżej którego zanieczyszczenie należy zakwalifikować, co oznacza, że jego bezpieczeństwo biologiczne na tym poziomie musi być poparte danymi.

Szczeble są powiązane z maksymalną dzienną dawką substancji leczniczej, ponieważ ilość zanieczyszczenia docierająca do pacjenta zależy od ilości użytego materiału. Załącznik 1 do wytycznej określa te wartości.

Maksymalna dawka dobowa	Próg raportowania	Próg identyfikacji	Próg kwalifikacji
Do 2 g na dzień	0,05%	0,10% lub 1,0 mg dziennego przyjęcia, w zależności od tego, która wartość jest niższa	0,15% lub 1,0 mg dziennego przyjęcia, w zależności od tego, która wartość jest niższa
Powyżej 2 g na dzień	0,03%	0,05%	0,05%

Przykład w tym samym załączniku konkretyzuje drabinę. Dla maksymalnej dziennej dawki wynoszącej 0,5 g próg raportowania wynosi 0,05%, próg identyfikacji to 0,10%, a próg kwalifikacji to 0,15%. Zanieczyszczenie na poziomie 0,04% w ogóle nie podlega raportowaniu. To samo zanieczyszczenie przy stężeniu 0,12% musi zostać zidentyfikowane. Przy jeszcze wyższym stężeniu należy je również zakwalifikować.

Dwa szczegóły w Q3A(R2) są trudne do zauważenia i zmieniają sposób odczytywania świadectwa analizy. Granica oznaczalności metody analitycznej nie powinna przekraczać progu raportowania, więc metoda, która nie jest w stanie osiągnąć poziomu raportowania, nie może uzasadniać opartego na niej twierdzenia. Ponadto wyniki ilościowe powinny być przedstawiane liczbowo, a nie w ogólnych sformułowaniach takich jak spełnia lub mieści się w limicie. Świadectwo analizy stwierdzające jedynie zgodność uchyla się od odpowiedzi na pytanie.

Należy zachować ostrożność przy zapożyczaniu tych wartości. Progi ICH są sformułowane dla nowych substancji leczniczych i produktów leczniczych, gdzie istnieje maksymalna dzienna dawka, a główną troską jest narażenie pacjenta. Wzorzec analityczny przechowywany w laboratorium nie ma określonej dziennej dawki, więc hierarchia progów przenosi się jako sposób myślenia o proporcjonalności, a nie jako zestaw limitów, które automatycznie mają zastosowanie.

Skąd pochodzą zanieczyszczenia i dlaczego związek ulega degradacji na półce

Zanieczyszczenia nie są skażeniem w potocznym rozumieniu. Większość z nich to przewidywalne pozostałości drogi syntezy, którą otrzymano związek, a każda ich rodzina ma własną wytyczną.

Zanieczyszczenia związane z procesem pochodzą z materiałów wyjściowych, półproduktów, odczynników i produktów ubocznych, a Q3A(R2) osobno wskazuje przeniesienie katalizatorów do substancji leczniczej jako problem nieorganiczny. Rozpuszczalniki resztkowe mają własną wytyczną. ICH Q3C(R8) dzieli rozpuszczalniki na trzy klasy według możliwego ryzyka dla zdrowia ludzkiego, a kierunek tej skali warto przedstawić jasno, ponieważ jest on często podawany odwrotnie.

Klasa Q3C	Definicja w wytycznej	Sposób kontroli
Klasa 1	Rozpuszczalniki, których należy unikać: znane substancje rakotwórcze dla ludzi, silnie podejrzewane o działanie rakotwórcze dla ludzi oraz zagrożenia środowiskowe	Indywidualne limity stężeń w częściach na milion
Klasa 2	Rozpuszczalniki do ograniczenia: niegenotoksyczne substancje rakotwórcze dla zwierząt lub możliwe czynniki sprawcze innej nieodwracalnej toksyczności, takiej jak neurotoksyczność czy teratogenność	Wartości dopuszczalnego dziennego narażenia dla poszczególnych rozpuszczalników
Klasa 3	Rozpuszczalniki o niskim potencjale toksycznym dla człowieka, dla których nie jest potrzebny limit narażenia oparty na kryteriach zdrowotnych	Limit ogólny zamiast wartości specyficznych dla substancji

Klasa 1 to niebezpieczny koniec tej skali, a nie bezpieczny. Q3C(R8) stwierdza, że rozpuszczalników klasy 1 nie należy stosować w wytwarzaniu substancji leczniczych, substancji pomocniczych i produktów leczniczych z powodu ich niedopuszczalnej toksyczności lub szkodliwego wpływu na środowisko. Tam, gdzie ich obecność jest nieunikniona, wytyczna ustala limity w częściach na milion, z benzenem na poziomie 2 ppm i tetrachlorkiem węgla na poziomie 4 ppm. 1,1,1-Trichloroetan figuruje w tej samej tabeli z limitem 1500 ppm, a wytyczna wyraźnie zaznacza, że jest tam wymieniony jako zagrożenie dla środowiska, a nie z tego samego powodu toksykologicznego.

Zanieczyszczenia pierwiastkowe mają swój własny dokument. ICH Q3D(R2) zalicza arsen, kadm, rtęć i ołów do klasy 1 jako substancje toksyczne dla ludzi, które wymagają oceny we wszystkich potencjalnych źródłach i drogach podania. Kobalt, nikiel i wanad należą do klasy 2A, obejmującej pierwiastki o stosunkowo wysokim prawdopodobieństwie występowania w produkcie. Klasa 2B obejmuje srebro, złoto, iryd, osm, pallad, platynę, rod, ruten, selen i tal, które mogą być wyłączone z oceny ryzyka, chyba że są celowo dodane.

Zanieczyszczenia posiadające ostrzeżenie strukturalne dotyczące reaktywności DNA są traktowane oddzielnie. ICH M7(R1) dzieli je na pięć klas i kontroluje te nieprzebadane poprzez próg zaniepokojenia toksykologicznego, koncepcję opracowaną w celu określenia akceptowalnego spożycia dla nieprzebadanej substancji chemicznej, która stwarza znikome ryzyko kancerogenności. Zanieczyszczenie ze strukturą alertową niezwiązaną z substancją leczniczą i bez danych dotyczących mutagenności, może być kontrolowane na tym poziomie lub poddane badaniu mutagenności bakteryjnej i przeklasyfikowane w zależności od wyniku.

Degradacja to kategoria, która zmienia się po wydrukowaniu świadectwa. ICH Q3B(R2) definiuje produkt degradacji jako zanieczyszczenie wynikające ze zmiany chemicznej substancji leczniczej zachodzącej podczas wytwarzania lub przechowywania pod wpływem na przykład światła, temperatury, pH, wody albo reakcji z substancją pomocniczą lub bezpośrednim systemem zamknięcia pojemnika. Ta lista jest zarazem listą tego, co kontroluje decyzja o przechowywaniu. Wartość czystości to znacznik czasu, a nie trwała właściwość.

Dlaczego specyfikacja i świadectwo analizy odpowiadają na różne pytania

Specyfikacja to zestaw testów z kryteriami akceptacji, które materiał musi spełnić, aby być akceptowalnym do zamierzonego użycia. Świadectwo analizy to zapis wyników jednej partii po przeprowadzeniu tych testów. Pierwsze jest umową, drugie obserwacją, a ich mylenie jest najczęstszym błędem w całej dziedzinie.

Q3A(R2) wprowadza drugie rozróżnienie, które świadectwa analizy często zacierają. Zanieczyszczenie wyspecyfikowane jest wymienione indywidualnie i ograniczone własnym kryterium akceptacji. Zanieczyszczenie niewyspecyfikowane jest ograniczone tylko kryterium ogólnym. Na osobnej osi zanieczyszczenie zidentyfikowane to takie, dla którego uzyskano charakterystykę strukturalną, a niezidentyfikowane jest określone wyłącznie jakościową właściwością analityczną, taką jak czas retencji chromatograficznej. Obie osie są niezależne, więc zanieczyszczenie wyspecyfikowane może pozostać niezidentyfikowane: wymienione, ograniczone i strukturalnie nieznane.

Dlatego dwie partie o tej samej deklarowanej czystości nie muszą być równoważne. Jeśli jedno świadectwo analizy wymienia trzy nazwane substancje pokrewne z indywidualnymi kryteriami, a drugie podaje tylko największy niewyspecyfikowany pik, oba dokumenty zawierają zupełnie inną ilość informacji, nawet jeśli wartość liczbowa jest identyczna. Liczba jest taka sama; wiedza stojąca za nią już nie.

Co wnosi certyfikowany materiał odniesienia, czego nie daje sama wartość czystości

Metrologia ma formalną definicję obiektu, na którym ostatecznie opiera się deklaracja czystości. Międzynarodowy słownik metrologii, opublikowany jako JCGM 200:2012, definiuje certyfikowany materiał odniesienia jako materiał odniesienia z dokumentacją wydaną przez uprawniony organ, podającą jedną lub więcej określonych wartości właściwości wraz z niepewnościami i spójnością pomiarową, uzyskanymi przy użyciu ważnych procedur.

W tej definicji najważniejsze są dwa słowa. Niepewność oznacza, że dokument określa, jak dobrze znana jest wartość, a nie tylko jaka jest ta wartość. Spójność pomiarowa oznacza, że wartość jest powiązana poprzez łańcuch porównań z określonym wzorcem odniesienia. Samo podanie procentowej czystości nie zawiera tych informacji, dlatego nie może samodzielnie stanowić podstawy wyniku ilościowego gdzie indziej. Słownik odsyła do ISO Guide 35 dotyczący sposobu produkcji i charakteryzowania takich materiałów.

Praktyczny wniosek jest taki, że liczbę można przenieść tylko w takim zakresie, na jaki pozwala towarzysząca jej dokumentacja. Dlatego warunki dostawy i oświadczenia o przeznaczeniu są częścią dokumentacji technicznej, a nie prawną ozdobą; nasze opisano w warunkach dostawy.

Często zadawane pytania

Co tak naprawdę oznacza 99,5% czystości według HPLC?

Oznacza to zazwyczaj, że 99,5% całkowitej odpowiedzi detektora w chromatogramie pochodziło z głównego piku. Jest to udział odpowiedzi, a nie udział masy. Składniki, które nie absorbują przy monitorowanej długości fali lub nigdy nie eluują z kolumny, są pomijane zarówno w liczniku, jak i w mianowniku tego obliczenia.

Czy procent powierzchni jest tym samym co procent masy?

Nie. Normalizacja powierzchni zakłada, że każdy składnik reaguje tak jak związek główny, co rzadko jest prawdą. Względne współczynniki odpowiedzi mogą się różnić wielokrotnie między zanieczyszczeniem a strukturą macierzystą, więc zanieczyszczenie może być przeszacowane lub niedoszacowane. Konwersja między nimi wymaga albo zmierzonych współczynników odpowiedzi, albo metody ortogonalnej, która określa masę bezpośrednio.

Jaka jest różnica między progiem raportowania a progiem identyfikacji?

ICH Q3A(R2) definiuje próg raportowania jako limit, powyżej którego zanieczyszczenie należy zgłosić, oraz próg identyfikacji jako limit, powyżej którego należy ustalić jego strukturę. Raportowanie to ujawnienie; identyfikacja to praca strukturalna. Oba są powiązane z maksymalną dzienną dawką substancji leczniczej, a nie stałymi procentami, które mają zastosowanie wszędzie.

Dlaczego dwie partie o tej samej czystości zachowują się inaczej?

Ponieważ identyczna wartość procentowa czystości może ukrywać różne profile zanieczyszczeń. Jedna partia może zawierać pojedynczą dobrze scharakteryzowaną substancję pokrewną, a inna mieszankę niezidentyfikowanych pików wraz z pozostałościami rozpuszczalnika. Czystość określa, jaka część materiału nie jest głównym związkiem. Nie określa, czym jest ta pozostałość, a to właśnie ona wpływa na reaktywność i zakłócenia.

Czy progi zanieczyszczeń ICH są wiążące dla wzorców analitycznych?

Nie. Progi ICH są określone dla nowych substancji leczniczych i produktów leczniczych, gdzie maksymalna dawka dobowa definiuje narażenie pacjenta. Wzorzec analityczny stosowany w laboratorium nie ma takiej dawki. Logika progów pozostaje przydatna jako argument proporcjonalności, ale cytowanie tych procentów jako laboratoryjnych limitów zniekształca ich zakres.

Których rozpuszczalników resztkowych należy całkowicie unikać?

ICH Q3C(R8) zalicza je do klasy 1, opisanej w wytycznej jako rozpuszczalniki, których należy unikać: znane ludzkie kancerogeny, substancje silnie podejrzewane o działanie rakotwórcze u ludzi oraz zagrożenia dla środowiska. Benzen i tetrachlorek węgla mieszczą się w tej klasie. Klasa 3, na przeciwnym końcu skali, obejmuje rozpuszczalniki o niskim potencjale toksyczności, dla których nie jest potrzebny limit narażenia oparty na kryteriach zdrowotnych.

Czy świadectwo analizy ma datę ważności?

Pomiar nie traci ważności, ale jego aktualność tak. ICH Q3B(R2) definiuje produkty rozkładu jako zanieczyszczenia powstające podczas produkcji lub przechowywania na skutek działania światła, temperatury, pH, wody lub reakcji z systemem zamknięcia pojemnika. Świadectwo analizy opisuje materiał w dniu badania, a terminy ponownego badania istnieją właśnie dlatego, że ten opis ulega zmianie.

Bibliografia

Tylko do celów badawczych. Nonsensia dostarcza wzorce analityczne do zastosowań laboratoryjnych i badawczych. Niniejszy artykuł jest publikowany w celach naukowych i edukacyjnych. Nie stanowi on porady medycznej, nie opisuje żadnego zastosowania u ludzi, a nic w nim zawartego nie powinno być odczytywane jako zalecenie podania jakiejkolwiek substancji osobie lub zwierzęciu.

Kategorie: Czystość i kontrola jakości

Nonsensia dostarcza omawiane w tym przewodniku związki jako wzorce analityczne do użytku laboratoryjnego i badawczego.

Co naprawdę oznacza czystość: zanieczyszczenia, świadectwa analizy i specyfikacje