Signal-to-News IR/Raman Customer News Letter FT-NIR 分光法による凍結乾燥された医薬品原料中の水分量測定サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社 IR/Raman 営業部編集発行：マーケティング部 M05004 概要 Key Words y Nicolet Antaris ロイコボリンカルシウム (葉酸カルシウム塩) の凍結乾燥した y 近赤外原料中の水分量測定について、フーリエ変換近赤外分光装置(FT-NIRアナライザー)を用い、その有用性を評価した。 FT-NIRスペクトルは、Nicolet™ Antaris™ メソッド開発システ y 積分球 y 水分量 y 凍結乾燥 y 医薬品表1 凍結乾燥されたロイコボリンカルシウム中の水分量ムの積分球モジュールを用い、拡散反射法で測定した。検量線は、段階的多重回帰分析法(SMLR)によって作成した。得られた検量線から、FT-NIR分光法が凍結乾燥した原料中の水分量測定について非常に有用であることが示された。近赤外分光法の特長定量メソッドは、メソッド開発用ソフトウェア TQ Analyst™ を多くの製剤は、凍結乾燥した原料から調剤し、製造されている。残留湿気の濃度が化学的、物理的に安定した製薬の製造に影響があるため、凍結乾燥した原料の水分量を一定の範囲内に維持する必要がある。水分量を測定するための最も一般的な手法として、カールフィッシャー滴定が挙げられるが、試薬が必要で、しかも試料を破壊する必要がある。さらに凍結乾燥した製剤は高価なので、破壊して測定するカールフィッシャー滴定作業の代替法として、高速、正確、非破壊で凍結乾燥された原料中の残留湿気の濃度を分析する技術が望まれている。近赤外分光法は従来の分析手法と比較して、水分の検出において多くの長所がある。まず、この分析方法は非破壊分析が可能なことが挙げられる。試薬を使う必要がなく、少量の試料が入ったガラスやプラスチックの入れ物を通してそのまま分析することが可能である。また、同時に複数成分を、しかも短時間で分析することが可能である。近赤外法には、残留湿気に起因する水酸基や水素結合に特に敏感という長所がある。今回の実験の目的として、FT-NIRを用いてロイコボリンカルシウムの凍結乾燥した試料から、水分量を正しく測定できるかを検証した。ロイコボリンカルシウムは、葉酸の代謝産物で、葉酸欠乏症を治療するための抗貧血や処方された葉酸拮抗薬(例メトキサレート)の解毒薬として使用される。使用して作成した。試料は吸湿性があるため、透明なガラスバイアルの中に密閉された状態で、ガラス瓶を積分球モジュールに直接置いて分析した。また、測定によるデータのバラつきを確認するため、1点の試料に対して複数のスペクトルを測定している。スペクトルのバックグラウンドは、積分吸モジュールに内蔵されている金蒸着ミラーを使用した。結果と考察ロイコボリンカルシウムの最終的な水分量は、8%付近で設定されている。しかし、これより低い水分量の製剤を製造することがあり、凍結乾燥の終点を求めるために通常使われている手法は信頼性が低い。さらに、重量分析法で測定する水分量は、凍結乾燥終了後に判断するが、結果を得るまで数時間要する。FT-NIRは、アットライン、ニアラインで分析できるため、非破壊かつ短時間で測定することができる。迅速で正確な水分量の判断によって、凍結乾燥のプロセスは最適な水分量で乾燥を終わらせることが可能になる。実験方法標準試料空気を通さないように密封したガラスバイアルの中に、異なる水分量の凍結乾燥されたロイコボリンカルシウムを8点用意した。その標準試料の水分量を、重量測定(乾燥減量)によって測定した。装置として Nicolet Antaris FT-NIRアナライザー (図1)を使用し、積分球モジュールを用いて拡散反射スペクトルを測定した。スペクトルは、分解能 4 cm-1 、積算時間 1 分、波数範囲は12,000 ~ 4,000 cm-1で測定した。図1 Nicolet Antaris FT-NIR アナライザー異なる水分量で凍結乾燥したロイコボリンカルシウムのFTNIRスペクトルを図2,3に示す。ベースラインがシフトしている (瓶の違いや試料の形態が原因と思われる) が、OH基の倍音、結合音の領域で特に強い変化が見られる。検量線モデルは、段階的多変量回帰分析法(SMLR)によって作成した。この手法は、近赤外領域の定量分析を行うにあたって、最も一般的なモデル作成手法の1つである。OH基バンドによる2 つの領域をモデル作成に用いた。TQ Analyst ソフトウェアの SMLRの段階的アルゴリズムは、自動的に最も適切な領域を M05004 診断させることができる。試料の粒径および配合がほぼ一定であったため、光路長を補正せずにモデルを作成している。サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社スペクトロスコピー営業本部 IR/Raman 営業部横浜本社 045-453-9210 図4 凍結乾燥したロイコボリンカルシウムのSMLR 検量線結果大阪支店 06-6863-1552 E-mail [email protected] 図2 凍結乾燥したロイコボリンカルシウムのFT-NIR スペクトル (同一スケール) 図5 凍結乾燥したロイコボリンカルシウムのSMLR クロスバリデーション結果まとめ図3 凍結乾燥したロイコボリンカルシウムのFT-NIR スペクトルの拡大表示サンプルによるベースラインのオフセットや傾きの違いを除去するため、二次微分スペクトルを利用した。検量線は、実際の水分濃度に対し、計算から求めた水分濃度をプロットして求めた(図4)。検量線の相関係数は0.9996、検量線の平均二乗誤差の平方根(RMSEC)は、濃度2.65～8.04%の範囲で 0.0610% という結果が得られた。データの1点を取り除く方法で行ったクロスバリデーションによる相関係数およびRMSEV は0.9989 および 0.0987 という結果が得られた(図5)。これらの結果から、凍結乾燥した原料中の水分量測定にFT-NIR を使用できることが証明された。凍結乾燥したロイコボリンカルシウム中の水分量測定で、有効なSMLRモデルを作成することができた。近赤外法による水分量定量の有用性を検討した結果、凍結乾燥された原料中の水分濃度を迅速に、しかも前処理や試薬が不要で定量できることが証明された。この結果は、乾燥プロセスの異なる方法を検討するための有効な分析技術であるといえる。このように FT-NIR は、凍結乾燥プロセスの終点をニアライン、アットラインで判断することに大きな利用価値があることが分かった。 www.thermofisher.co.jp (日本) www.thermo.com (グローバル) ©2007 Thermo Fisher Scientific Inc. All rights reserved. All trademarks are the property of Thermo Fisher Scientific Inc. and its subsidiaries. Specification, terms and pricing are subject to change. Not all products are available in all countries. Please consult your local sales representative for details.