Applicazione di metodi validati USP per l'equivalenza delle colonne di separazione

La Farmacopea degli Stati Uniti (USP) ha iniziato nel 2010 ad aggiornare circa 4300 monografie e 220 capitoli generali con tecnologie moderne [1]. Durante questo periodo, anche la cromatografia ionica (IC) divenne una tecnica analitica più popolare man mano che maturava. Le agenzie di regolamentazione ora considerano l'IC come una tecnologia accettabile per analizzare prodotti farmaceutici e biofarmaceutici.

L’ambito delle analisi IC nel settore farmaceutico è piuttosto ampio. L'IC può valutare tracce di impurità, eccipienti, ingredienti farmaceutici attivi (API) e metaboliti, nonché determinare componenti ionici in soluzioni farmaceutiche e fluidi corporei [2–10]. Questi parametri di controllo della qualità possono essere misurati nelle materie prime, durante il processo di produzione e nei prodotti finali. L'IC è adatto anche per il controllo della qualità delle acque di processo e delle acque reflue, salvaguardando la produzione e garantendo che le acque reflue scaricate soddisfino le normative [2,11–17].

Questo articolo del blog si concentra sull'incorporazione dell'IC durante la modernizzazione dei metodi USP. Viene discussa l'equivalenza delle colonne di separazione e come questa renda i laboratori più flessibili implementando colonne alternative per metodi analitici in conformità con i requisiti USP.

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• USP Capitoli e Monografie
• USP guida alla validazione cromatografica, alla qualificazione e all'idoneità del sistema
• Specifiche e requisiti per analisi farmaceutiche di alta qualità
• La colonna analitica: parte essenziale della metodologia
• Criteri di accettazione del metodo USP per le colonne
• Studi di equivalenza delle colonne Metrohm
• L'importanza dell'equivalenza delle colonne per l'analisi farmaceutica

Capitoli generali e monografie USP

L'USP fornisce standard di qualità per farmaci sicuri, sostanze farmaceutiche, integratori alimentari e prodotti alimentari. I presupposti e le definizioni di base sono riepilogati nei capitoli «Avvisi e requisiti generali». Le «monografie» e i «capitoli generali» descrivono procedure di prova e criteri di accettazione o linee guida generali per garantire l'identità, la qualità e la purezza dei prodotti.

Guida USP alla validazione cromatografica, alla qualificazione e all'idoneità del sistema

Il capitolo generale <621> [18] (così come <1065> [19] e <1225> [20]) si concentra sulla validazione e qualificazione dei metodi cromatografici, compreso l'IC. Stabilisce inoltre i requisiti e il quadro per i test di idoneità del sistema.

Le prove di idoneità del sistema sono parte integrante della procedura analitica. Questi test garantiscono prestazioni adeguate del sistema cromatografico. Il rispetto dei criteri di idoneità del sistema è obbligatorio durante tutta la procedura cromatografica. L'analisi di un campione è accettabile solo se è stata dimostrata l'idoneità del sistema.

Specifiche e requisiti per analisi farmaceutiche di alta qualità

Il processo complessivo di validazione e qualificazione di un metodo USP per la determinazione degli analiti descritto nelle Monografie e nei Capitoli Generali è molto complesso e soggiace a rigide linee guida come già accennato.

Le procedure cromatografiche generali specificate in questi metodi USP implicano numerosi dettagli sul sistema e sulle condizioni cromatografiche. Per queste condizioni, i test di idoneità del sistema dimostrano che il metodo cromatografico è robusto e valido per quantificare gli analiti di interesse. Tali test includono misurazioni ripetute di campioni e standard che devono soddisfare i criteri di accettazione e soddisfare i criteri di prestazione del metodo [18,21] come spiegato di seguito:

• numero di piatti teorici (N, una misura dell'efficienza della colonna)
• fattore di scodamento (chiamato anche fattore di simmetria A_S, una misura dell'asimmetria di picco)
• risoluzione (R_S, descrive la qualità di separazione)
• deviazione standard relativa - una misura della ripetibilità del sistema calcolata da serie consecutive di misurazioni per non meno di tre, ma fino a sei iniezioni o applicazioni di una soluzione di riferimento

I moderni programmi software cromatografici (ad esempio MagIC Net) facilitano la procedura di calcolo complessiva di questi parametri. Tuttavia, la procedura di validazione completa è rigorosa, laboriosa e molto complessa.

La colonna analitica: parte essenziale della metodologia

Considerando i parametri metodologici, è evidente che la colonna è una parte fondamentale del metodo. Ciò è specificato dalle dimensioni e dall'imballaggio della colonna (o dalla classificazione del gruppo L secondo il database USP).

La tabella 1 elenca alcuni gruppi L rilevanti per l'analisi IC insieme alla loro descrizione ed esempi di colonne Metrohm equivalenti. Questi si trovano nel database delle colonne USP [22] e sono specificati anche nei documenti USP, capitolo «Reagenti» [23].

Criteri di accettazione del metodo USP per le colonne

Innanzitutto, la colonna deve essere assegnata a una specifica categoria L. I materiali per ciascun gruppo o categoria L hanno determinate proprietà e determinate caratteristiche fisiochimiche della colonna (vedere la Tabella 1 per gli esempi). Questi devono corrispondere alle proprietà e alla chimica della colonna di separazione in questione. Le categorie del gruppo L possono includere colonne diverse di un singolo fornitore o di diversi produttori.

Se l'USP assegna una singola colonna a un gruppo L, allora le condizioni descritte in una monografia possono essere qualificate (ad esempio, determinazione dell'ossido di zinco secondo USP <591> [24]; AN-U-076) come descritto in precedenza. Il gruppo L è specificato per ciascun metodo IC, non per una colonna particolare. Ciò consente una certa flessibilità all'utente a seconda delle sue preferenze quando seleziona una colonna dello stesso gruppo L per la qualificazione del metodo (Tabella 1).

Equivalenza della colonna

L'equivalenza delle colonne ora consente ai laboratori e ai produttori di qualificare le colonne per metodi cromatografici convalidati. La Figura 1 mostra la procedura generale.

Sono disponibili due opzioni per eseguire il test di equivalenza delle colonne senza la necessità di una convalida completa:

1. l'utente seleziona una colonna che appartiene allo stesso gruppo L specificato per il metodo completamente convalidato
   
2. l'utente seleziona una colonna che appartiene a un gruppo L simile nelle sue caratteristiche fisico-chimiche della fase stazionaria senza alcuna modifica dell'identità del sostituente

Il capitolo generale <621> dell'USP [18] specifica i requisiti per questa procedura insieme ai criteri di idoneità e accettazione del metodo validato per il quale la colonna deve essere qualificata.

Studi di equivalenza delle colonneMetrohm

Metrohm è coinvolta nell'esecuzione delle convalide complete del metodo USP. Un esempio è descritto nella nota applicativae AN-S-398: «Phosphate in sodium and potassium phosphates compounded injections».Qui la colonna Metrosep A Supp 17 - 150/4.0  è utilizzata per la determinazione dei fosfati. 

Diverse colonne Metrohm (Tabella 1) sono state qualificate per i metodi USP nell'ambito del processo di equivalenza delle colonne. Altri esempi includono la convalida della colonna Metrosep A Supp 4 - 250/4.0 per il dosaggio del nitrito nel nitrito di sodio (AN-S-400) o della colonna Metrosep A Supp 1 per la quantificazione del voriconazolo come mostrato più dettagliatamente di seguito.

Esempio applicativo: analisi del voriconazolo

La colonna Metrosep A Supp 1 è stata qualificata dall'USP per l'analisi del composto correlato al voriconazolo F. Voriconazolo è un farmaco usato per trattare gravi infezioni fungine [25]. La Tabella 2 elenca tutti i requisiti USP e i parametri del metodo, nonché le caratteristiche prestazionali ottenute per lo studio sull'equivalenza delle colonne.

Lo studio è stato condotto con un sistema 940 Professional IC Vario utilizzando soluzioni F RS del composto correlato al voriconazolo. Per i test di idoneità del sistema sono state utilizzate diverse concentrazioni (2,5–5 µg/mL) e composizioni (Tabella 3). Inoltre, è stata testata una soluzione campione di voriconazolo (lotto n.: VZFP22009, Tabella 4).

Il sistema IC Metrohm che utilizza la colonna Metrosep A Supp 1 - 250/4.6 ha soddisfatto i criteri di idoneità USP per l'analisi del composto F RS correlato al voriconazolo (Tabella 3).

Questo studio soddisfaa anche il criterio di accettazione per le analisi dei campioni di voriconazolo (Tabella 4) ed è stato accettato dall'USP. Un esempio di cromatogramma del composto F correlato al voriconazolo è mostrato nella Figura 2.

L'importanza dell'equivalenza delle colonne per l'analisi farmaceutica

I sistemi di cromatografia ionica da laboratorio dedicati possono differire dalle configurazioni convalidate dall'USP. Ciò è dovuto principalmente alle colonne cromatografiche in uso. L'iniziativa di modernizzazione della monografia dell'USP ha ampliato la scelta delle colonne per i ricercatori. Ciò è molto vantaggioso per l’industria farmaceutica.

Gli studi di equivalenza delle colonne consentono di utilizzare colonne analitiche alternative per analisi farmaceutiche di alta qualità. Ciò consente di risparmiare una notevole quantità di tempo e fatica evitando una procedura completa di convalida del metodo di diverse settimane. In definitiva, l'accuratezza e l'affidabilità dei risultati analitici vengono comunque raggiunte secondo il metodo convalidato.

Metrohm offre diverse applicazioni convalidate USP nonché colonne alternative per metodi USP convalidati approvati da studi di equivalenza di colonne di successo.

Approfondimenti

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