在保证药物纯度的同时快速追踪元素分析的XRF应用方法

在化学家或制药科学家的培训中，重点是学习如何形成新的化学键。你大部分时间都花在学习如何执行过去化学家设计的反应上。为了实际患者生产真实分子时，分子纯化需要花费同样多（有时更多）的时间。因为开发最佳下一代疗法需要具备生产纯净分子的能力。

可以说，制造规模扩大和工艺开发研究领域是最重要的部分。

确定药物的纯度

在开发用于制药API的合成工艺时，在下游处理前去除与金属催化剂相关的元素杂质是非常重要的。

金属催化剂是有机化学的基石，在各种化学转化中扮演重要角色。然而，当用于制药API合成时，在下游处理之前，去除这些催化剂相关的元素杂质到百万分比（ppm）水平是必要的。

清除过程（Scavenging processes）的效率通常通过电感耦合等离子体光谱法（最常见的ICP-OES或ICP-MS）来确定。虽然ICP可以非常准确地检测到极低浓度的元素杂质，但这是一个耗时且昂贵的过程。在等待结果的期间，工艺开发决策可能会被延迟，项目可能会被搁置。

克服ICP的问题

随着与药物开发相关的成本和风险持续增加，制药科学家需要在研发的每个阶段找到提升效率的创新方法。而且，还必须在不降低分析的质量和可靠性的情况下做到这一点。否则就会面临合规问题！

多年来，我们采访了许多使用ICP的制药科学家。这些对话揭示了客户在使用ICP时面临的许多挑战。

ICP的问题

• 样品准备所需时间长，导致反馈循环慢
• 所需基础设施和公用设施使得在远程或生产线上安置ICP成为不可能
• 劳动密集型 – ICP需要高度训练的专业操作员
• 需要使用对用户有风险和对环境有害的危险化学品
• 操作成本高
• 难以测量卤素
• 化学品和玻璃器具导致事故发生
• 无检测工具

从这一问题清单来看，一个反复出现的大问题是样品准备。由于需要将粉末样品溶解在液体中，这是一个非常单调且耗时的过程。根据样品、元素和浓度的不同，这一过程可能需要24至48小时，若需将分析外包，时间会更长。

XRF：确保药物纯度的强大解决方案

X射线荧光（XRF）是一种能够快速、易于使用和部署的工具，用于筛查药物合成工艺中的元素杂质。XRF可以作为一种具有成本效益和时间效益的手段，支持药物合成工艺优化，进行金属催化剂的去除。

为了安全地制造和交付药物，公司需要在药物剂量的某一部分中控制例如铅（Pb）、汞（Hg）、砷（As）和镉（Cd）等毒性元素对患者的暴露在安全限度内。为了满足这些需求，国际协调会议（ICH）发布了ICH Q3D指南，规定了口服、非口服和吸入药物中24种潜在毒性元素的允许暴露限值。诸如美国药典（USP）<232>和<233>章节中提供的药典指导支持ICH Q3D，并提供关于可用于评估金属杂质存在及其浓度的测量程序的更多指导。自2018年起，向美国市场供应的所有制药公司都必须遵守USP <232>和USP <233>。先进的XRF设备可以满足这些标准。

更多阅读材料

要了解关于XRF的更多信息以及其如何帮助确定药物纯度，请查看以下优秀资源。

• 网络研讨会：USP232、USP233和ICH Q3D – 元素杂质测试
• 网页：XRF在制药中的应用