Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze
Kontrola kvality je ve farmaceutickém průmyslu nezbytná. Titrace je jako vybraná testovací metoda popsána v mnoha lékopisech díky své snadné proveditelnosti a přesnosti, například v americkém lékopisu United States Pharmacopeia-National Formulary (USP-NF) v obecné kapitole <541>. Zde potenciometrická titrace a další detekční principy v automatizovaném titračním postupu představují zjednodušený přístup ve srovnání s manuálními titračními postupy. Tento článek podrobně popisuje, jak úspěšně přejít z manuální titrace na automatizovanou ve farmaceutickém průmyslu.
Budou popsána následující témata:
- Využitelnost moderních titračních metod ve farmaceutické analýze
- Postup automatizované titrace
- Výběr elektrod pro farmaceutické titrace
- Validace titračních metod
- Příklady aplikací
Využitelnost moderních titračních metod ve farmaceutické analýze
Obecná kapitola <541> Titrimetrie popisuje kvantitativní techniku se zaměřením na různé typy titrací a materiály a vybavení potřebné pro titraci. Nejnovější aktualizovaná verze USP <541> nyní oficiálně uznává automatizovanou titraci jako moderní metodu titrace ve farmaceutické analýze. Tato obecná kapitola uvádí, že automatický titrátor je „multifunkční zpracovatelská jednotka schopná provádět jednotlivé kroky titrace“ [1].
Ve srovnání s manuální titrací přináší automatizovaná potenciometrická titrace ve farmaceutické analýze vyšší přesnost, preciznost a efektivitu. Proto společnost Metrohm nabízí řadu aplikací pro různé monografie léčivých látek (API) uvedených v Americkém lékopisu (USP) a zároveň analytické přístroje splňující požadavky lékopisů.
Více o principech titrace se dozvíte v blogovém příspěvku „Titrace – definice a principy“.
Postup automatizované titrace
Práce s analytickým přístrojem Metrohm, který vyhovuje požadavkům lékopisu, je poměrně jednoduchá. Jak je znázorněno na Obrázku 1, automatizovaná titrace se skládá ze čtyř hlavních kroků:
- Titrant je přidáván pomocí automatické pístové byrety, která zajišťuje přesné a bezpečné dávkování.
- Vzorek je homogenizován míchadlem.
- Elektroda detekuje koncový bod titrace, čímž se eliminuje subjektivita barevných změn.
- Výsledky jsou automaticky vypočítány a zobrazeny, čímž se eliminuje riziko lidské chyby.
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Obrázek 1. Anatomie automatického titrátoru.
Tyto čtyři kroky se opakují až do ukončení titrace (Obrázek 2).
Navíc všechna zařízení pracující s nejnovějším softwarem OMNIS®, nebo s předchozím tiamo®, jsou v souladu s požadavky 21 CFR Part 11 a splňují všechna kritéria ALCOA+. Díky zlepšení produktivity, přesnosti a preciznosti je lidský vliv na analýzu minimalizován.
Více informací naleznete v naší brožuře OMNIS Compliance Package pro přístroje Metrohm.
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Obrázek 2. Titrační cyklus znázorňující jednotlivé kroky automatizovaného titračního postupu.
Pokud vás zajímá, jak převést manuální titraci na automatizovanou, podívejte se na náš další blogový příspěvek na toto téma. Nezapomeňte si také stáhnout náš bezplatný White Paper porovnávající manuální a automatizovanou titraci.
Výběr elektrod pro farmaceutické titrace
Metrohm nabízí rozsáhlé portfolio různých elektrod pro titrace. Zatímco dříve se používaly samostatné elektrody, dnes nabízíme mnoho kompaktních, praktických a uživatelsky přívětivých kombinovaných elektrod. Tyto kombinované elektrody obsahují referenční elektrodu (obvykle Ag/AgCl) a iontově selektivní skleněnou elektrodu, která slouží jako indikační elektroda. Pro automatickou titraci lze kromě osvědčených elektrod použít také fotometrické senzory. Oba typy dokážou detekovat bod neutralizace analyzované látky ve vzorku a jsou velmi vhodné pro různé farmaceutické aplikace.
Volba elektrody závisí na typu reakce, vzorku a použitém titračním činidle. Stáhněte si zdarma náš leták a dozvíte se více:
Elektrody pro titrace – Která elektroda pro kterou aplikaci?
Chcete-li se dozvědět více o tom, jak se rozpoznává bod ekvivalence (EP) pomocí elektrod nebo fotometrických senzorů, přečtěte si náš související blogový příspěvek:
Nejste si jisti, která elektroda je pro vaši aplikaci nejvhodnější? V následujících podsekcích najdete přehled elektrod pro různé farmaceutické titrace.
Acidobazická titrace ve vodném prostředí
Například titrace s NaOH nebo HCl jako titračním činidlem a fenolftaleinem jako indikátorem.
Používá se kombinovaná pH elektroda s referenčním elektrolytem c(KCl) = 3 mol/l (např, Ecotrode Plus, Unitrode).
Příklady aplikací zahrnují ve vodě rozpustné kyselé a zásadité účinné látky (API) a pomocné látky.
API: Benzbromaron, Uhličitan draselný, Hydrogenuhličitan draselný
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Acidobazická titrace ve vodném prostředí.
Acidobazická titrace v nevodném prostředí
Například v případech, kdy je použito organické rozpouštědlo nebo bezvodá kyselina octová a jako indikátor krystalová violeť.
Používají se kombinované pH elektrody s alkoholovým referenčním elektrolytem, např. LiCl v ethanolu (např. Solvotrode easyClean).
Aplikace zahrnují ve vodě nerozpustné slabé kyseliny a zásady, stanovení obsahu účinné látky (API) nebo stanovení čísla kyselosti (volných mastných kyselin).
API: Kofein, Ketokonazol
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Acidobazická titrace v nevodném prostředí.
Redoxní titrace
Například titrace thiosíranem sodným za použití škrobového indikátoru.
Používají se platinové elektrody (např. kombinovaná platinová prstencová elektroda nebo Pt Titrode).
Typické aplikace zahrnují stanovení obsahu antibiotik nebo peroxidové číslo v tucích a olejích.
API: Kaptopril, Paracetamol, Sulfonamidy
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Redoxní titrace.
Srážecí titrace
Například titrace dusičnanem stříbrným jako titračním činidlem a síranem amonnoželezitým jako indikátorem.
Používají se stříbrné elektrody (např. kombinovaná stříbrná prstencová elektroda nebo Ag Titrode).
Mezi příklady aplikací patří stanovení jodidů v perorálních roztocích nebo obsahu chloridů ve farmaceutických přípravcích.
API: Dimenhydrinát
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Srážecí titrace.
Komplexotvorná titrace
Například titrace EDTA jako titračním činidlem a hydroxynaftolovou modří jako indikátorem.
Používají se iontově selektivní elektrody (např. kombinovaná vápníkově selektivní elektroda s polymerní membránou).
Příkladem aplikace je stanovení obsahu vápníku ve farmaceutických přípravcích.
API: Sukcinát vápenatý
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Komplexotvorná titrace.
Fotometrická titrace
Například titrace EDTA jako titračním činidlem a eriochromovou černí T jako indikátorem.
Používají se fotometrické senzory (např. Optrode).
Příkladem aplikace je stanovení obsahu kovových solí v účinných látkách.
Účinné látky (API): Chondroitin sulfát, Dusičnan vizmutitý, Síran zinečnatý
Metrohm Česká republika: Porozumění potenciometrické titraci: Nezbytná technika ve farmaceutické analýze: Fotometrická titrace.
Abychom vám pomohli vybrat tu nejvhodnější elektrodu pro vaše titrace, připravili jsme přehledný leták, díky kterému snadno najdete ideální elektrodu pro monografie USP. Navíc v něm najdete informace o správné údržbě a skladování senzorů.
Pokud preferujete ještě jednodušší řešení, vyzkoušejte Metrohm Electrode Finder. Stačí vybrat typ reakce a oblast aplikace titrace – a my vám nabídneme nejlepší řešení.
Vzhledem k tomu, že dokumentace a dohledatelnost jsou ve farmaceutickém průmyslu klíčové, vyvinula společnost Metrohm plně digitální elektrody zvané „dTrodes“. Tyto elektrody automaticky ukládají důležitá data, jako je číslo výrobku, sériové číslo, kalibrační údaje a historie, doba použití a platnost kalibrace – to vše na integrovaném paměťovém čipu.
Připravili jsme také blogový příspěvek zaměřený na řešení problémů – najdete v něm nejčastější příčiny chyb a tipy, jak jim předcházet nebo je odstranit.
Validace titračních metod
Ve farmaceutickém průmyslu představuje validace analytických metod důležitý nástroj zajištění kvality. Vhodnost a použitelnost zvolené metody pro daný analytický účel lze prokázat pouze pomocí validace. Mnoho aplikací nabízených společností Metrohm dokazuje, že titrační metody splňují nejen regulační předpisy, ale také zkušební metody stanovené v lékopisech. Náš blogový článek „Validace titračních metod“ se věnuje nejdůležitějším aspektům validace metod v souladu s obecnou kapitolou USP <1225>.
Nejen aplikace Metrohm odpovídají požadavkům lékopisů. Také přístroje Metrohm splňují mnoho metod kontroly kvality a schvalování produktů, které jsou v nich uvedeny. Více informací o kvalifikaci analytických přístrojů najdete v naší sérii článků na blogu
- Blogový příspěvek: Úvod do kvalifikace analytických přístrojů – část 1
- Blogový příspěvek: Úvod do kvalifikace analytických přístrojů – část 2
Aplikační poznámky
V této části uvádíme pečlivě vybraný soubor aplikačních poznámek k titračním metodám používaným ve farmaceutické analýze.
Pokud zde nenajdete informace, které hledáte, obraťte se prosím na zástupce společnosti Metrohm pro další pomoc.
- Aplikační poznámka: Stanovení obsahu dusíku – Kjeldahlova metoda podle obecné kapitoly USP <461>
- Aplikační poznámka: Stanovení kapacity neutralizace kyselin podle USP<301> – Rychlá a přesná potenciometrická zpětná titrace kapacity neutralizace kyselin (ANC) komerčních antacid
- Aplikační poznámka: Nevodná titrace slabých zásad kyselinou chloristou – Rychlé a přesné stanovení amonného čísla kyselinou chloristou nevodnou titrací
- Aplikační poznámka: Stanovení síranu zinečnatého – Fotometrická analýza podle Ph.Eur. a USP
- Aplikační poznámka: Stanovení uhličitanu draselného a hydrogenuhličitanu draselného – Spolehlivé a selektivní stanovení obou látek
- Aplikační poznámka: Stanovení vitamínu C – Rychlá a přesná analýza podle USP <580>
- Aplikační poznámka: Test povrchového skla podle USP<660>
- Aplikační poznámka: Stanovení laktátu sodného – Srovnání USP–NF 2021, vydání 2 a modifikované metody pro absolutní obsah laktátu sodného titrací
- Aplikační poznámka: Hydroxylové číslo v ricinovém oleji a stearylalkoholu – rychlá metoda bez pyridinu pro farmaceutické vzorky
- Aplikační poznámka: Stanovení obsahu metforminhydrochloridu podle USP
- Aplikační poznámka: Titrace dusitanů podle obecné kapitoly USP <451>
- Aplikační poznámka: Stanovení jodometrickou metodou podle USP<425>
- Aplikační poznámka: Fotometrická titrace chondroitin sulfátu podle Ph. Eur. a USP
- Aplikační poznámka: Kvantifikace 1,2-diolů jodometrickou redoxní titrací – Oxidativní štěpení použité jako předtitrační úprava vzorku pro analýzu mannitolu, glycerinu a mnoha dalších látek
- Aplikační poznámka: Fotometrická EDTA titrace dusičnanu vizmutu podle Ph. Eur. a USP
Závěr
V aktuální obecné kapitole <Titrimetry> Amerického lékopisu (USP) již není požadováno provádět titraci ručně. Pomocí vhodného senzoru lze bod ekvivalence spolehlivě určit i automatizovanou titrací. Na rozdíl od vizuální detekce má fyzikální detekce řadu výhod, jako je vyšší přesnost a opakovatelnost – nemluvě o výrazné úspoře času.
Přístroje a aplikace Metrohm jsou v souladu s mnoha metodami kontroly kvality a schvalování produktů uvedenými v lékopisech. To opět potvrzuje, že Metrohm je spolehlivým a kvalifikovaným partnerem pro všechny chemické a farmaceutické analýzy a pro validaci analytických metod.
[1] <541> Titrimetry; U.S. Pharmacopeia/National Formulary: Rockville, MD. DOI:10.31003/USPNF_M99300_01_01
