Water in pharma and healthcare

Význam tématu

Analytická kvalita vody je klíčová ve farmacii a zdravotnictví. I nízké hladiny kontaminantů mohou zásadně ovlivnit přesnost měření terapeutických hladin léků, kvantifikaci účinných látek (API), forenzní toxikologii i analýzy v nemocničním prostředí. Nepřesné výsledky mohou vést ke špatnému klinickému rozhodnutí, nevyhovujícím šaržím léčiv i chybným soudním či dopingovým verdiktům.

Cíle a přehled studie

Cílem příručky je interaktivní formou demonstrovat dopad kvality laboratorní vody v následujících čtyřech oblastech:

• Therapeutic drug monitoring (TDM)
• Active pharmaceutical ingredient measurement (API)
• Forenzní toxikologie
• Voda v nemocničním prostředí

Pro každou oblast jsou připraveny krátké kvízy, praktické experimenty a srovnání výsledků při použití kontaminované versus ultrapure vody.

Použitá metodika

Experimenty zahrnovaly:

• Odběr vzorků biologických tekutin (krev, moč, vlasy) v závislosti na aplikaci
• Dissolution testing pro hodnocení uvolňování API z tablet
• Analytické techniky jako imunoanalýzy, kapalinová chromatografie (HPLC) a LC-MS/MS
• Srovnání signálového šumu a úrovně detekce při použití různých typů vody

Použitá instrumentace

• Kapalinové chromatografy s UV detekcí a hmotnostní spektrometry (LC-MS/MS)
• Imunotesty pro kvantifikaci léčiv a protilátek
• Dissolution testery pro in vitro uvolňování API
• Standardní vybavení pro odběr a přípravu vzorků (centrifuga, pipety, odběrové soupravy)

Hlavní výsledky a diskuse

Srovnání kontaminované a ultrapure vody ukázalo:

• Výrazné zvýšení pozadí signálu u kontaminované vody, vedoucí k nižší citlivosti a reprodukovatelnosti měření
• Nižší přesnost kvantifikace terapeutických hladin léků a stanovení API
• Riziko falešně pozitivních či negativních výsledků ve forenzní toxikologii
• V nemocniční diagnostice možnost dezinterpretace biomarkerů a patogenů

Přínosy a praktické využití metody

Použití ultrapure vody přináší:

• Zvýšení spolehlivosti a reprodukovatelnosti analytických dat
• Optimalizaci spotřeby činidel díky nižšímu šumu pozadí
• Snížení nákladů spojených s opakovanými analýzami a nevyhovujícími šaržemi
• Zvýšení bezpečnosti pacientů a validitu forenzních důkazů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace on-line monitoringu kvality vody a IoT senzorů
• Miniaturizace analytických systémů a mikrofluidních platforem
• Víceanalyzový přístup LC-MS/MS pro simultánní měření několika látek
• Ekologické technologie úpravy vody s nižší spotřebou energie a chemikálií

Závěr

Prezentované experimenty a kvízy jasně demonstrují, že kvalita laboratorní vody zásadně ovlivňuje přesnost a spolehlivost měření v celé řadě farmaceutických a klinických aplikací. Implementace ultrapure vody je proto klíčová pro zachování vysokých standardů analytické kvality, bezpečnosti pacientů i integrity forenzních a QA/QC procesů.

Reference

1. Hartono C., Muthukumar T., Suthanthiran M. Immunosuppressive drug therapy. Cold Spring Harb Perspect Med. 2013;3(9).
2. Arupconsult. Therapeutic drug monitoring [online]. 2020.
3. McMaster MC. HPLC and Column Maintenance. In: LC/MS: A Practical User’s Guide. John Wiley & Sons; 2005:33.
4. European Pharmacopoeia Edition 7. EDQM; 2011.
5. Zhang X. et al. Mechanistic Oral Absorption Modeling. CPT Pharmacometrics Syst Pharmacol. 2017;6(8):492–495.
6. Anand O., Yu LX., Conner DP., Davit BM. Dissolution testing for generic drugs. AAPS J. 2011;13(3):328–335.
7. FIP/AAPS Guidelines for Dissolution/In Vitro Release Testing. 2020.
8. EMA. Guideline on the quality of water for pharmaceutical use. 2020.
9. Hadland SE., Levy S. Objective Testing: Urine and Other Drug Tests. Child Adolesc Psychiatr Clin N Am. 2016;25(3):549–565.
10. WADA. Anti-doping testing figures report. 2018.
11. EWG. European Guidelines for Workplace Drug and Alcohol Testing in Hair. 2015.
12. Boumba VA. et al. Hair as indicator of drug use. Int J Toxicol. 2006;25(3):143–163.
13. Herath HM. et al. Ionization suppression by trace impurities. Rapid Commun Mass Spectrom. 2010;24(11):1502–1506.
14. Waritani T. et al. ELISA protocol for serological antibody assays. MethodsX. 2017;4:153–165.
15. Dancer SJ. Controlling Hospital-Acquired Infection. Clin Microbiol Rev. 2014;27(4):665–690.
16. Eisfeld AJ., Neumann G., Kawaoka Y. Influenza A virus isolation. Nat Protoc. 2014;9(11):2663–2681.
17. McLaurin MD. et al. Cardiac troponins in dialysis patients. Clin Chem. 1997;43(6 Pt 1):976–982.
18. Infection Control Today. Water & instrument processing [online]. 2020.
19. Rashid MA. et al. Medication taking in coronary artery disease. Ann Fam Med. 2014;12(3):224–232.