API-Partikelgrößenanalyse: Chemische Identifizierung durch konfokales Raman und TERS
Bei der API-Partikelgrößenanalyse mittels konfokalem Raman und TERS handelt es sich um die Bestimmung der Partikel- und Domänengröße mit zugehöriger chemischer Identifizierung im Mikro- und Nanometerbereich. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Partikelgrößenverteilung, die die Größe einer Population misst, ohne zu bestätigen, woraus jedes Partikel besteht, identifiziert Percevia jede Domäne chemisch und löst bei Bedarf unterhalb der optischen Beugungsgrenze auf.
Was ist die API-Partikelgrößenanalyse mittels konfokalem Raman und TERS?
Eine herkömmliche Partikelgrößenverteilung mittels Laserbeugung, Siebung oder dynamischer Lichtstreuung misst die Größe einer Partikelpopulation, gibt jedoch nicht an, woraus jedes Partikel besteht. In einer Formulierung mit einem API und mehreren Hilfsstoffen trennt diese Messung nicht chemisch, welcher Anteil des Ergebnisses dem Wirkstoff und welcher jedem Hilfsstoff entspricht.
Die konfokale Raman-Mikroskopie beantwortet diese Frage, indem sie Größe mit chemischer Identität verknüpft: Jedes beobachtete Partikel oder jede beobachtete Domäne wird mit Referenzschwingungssignaturen des Wirkstoffs und der Hilfsstoffe verglichen, sodass die Größe speziell für Partikel gemessen werden kann, die als aktiv bestätigt wurden. TERS erweitert diese Fähigkeit auf den Nanometerbereich, unterhalb der optischen Beugungsgrenze des herkömmlichen konfokalen Raman, wenn die interessierenden Domänen zu klein sind, um durch optische Mikroskopie aufgelöst zu werden.
Die Durchführbarkeit hängt von der Raman-Reaktion der Komponenten, der Matrixfluoreszenz, der Größe und Konzentration der interessierenden Domänen und der Probenvorbereitung ab. Bevor Percevia eine Partikel-für-Partikel-Messung verspricht, bewertet er die analytische Fragestellung, die Matrix und die Fähigkeit, die relevanten Signaturen zu unterscheiden. Der Bericht trennt Beobachtung, Verarbeitung und Interpretation, sodass die Schlussfolgerung keine größere Präzision impliziert als die Datenunterstützung.
Was die chemisch identifizierte Partikelgröße verrät und warum sie wichtig ist
Eine aggregierte Größenverteilung kann verbergen, welcher Anteil des Ergebnisses tatsächlich API ist, insbesondere wenn der Wirkstoff und ein Hilfsstoff einen ähnlichen Größenbereich aufweisen.
| Was wird beobachtet | Was es anzeigen kann | Praktische Konsequenz |
|---|---|---|
| Partikelgröße bestätigt als API, nicht als Hilfsstoff | Chemische Identität, die jedem gemessenen Partikel zugeordnet ist und innerhalb desselben Größenbereichs das Aktive vom Hilfsstoff trennt. | Vermeidet, der API ein Größenergebnis zuzuordnen, das tatsächlich einem Hilfsstoffpartikel entspricht. |
| Domänen unterhalb der optischen Beugungsgrenze | Das Vorhandensein von Domänen im Nanometerbereich, die durch herkömmliche konfokale Raman- oder Laserbeugungstechniken nicht aufgelöst werden können. | Kann darauf hindeuten, dass eine Technik zur Bestimmung der Partikelgröße eine für die Auflösung relevante Feinfraktion unterschätzt oder übersieht. |
| Zusammenhang zwischen Partikelgröße und Auflösung | API-Domänen, die größer oder kleiner als erwartet sind, verändern die Oberfläche, die dem Auflösungsmedium ausgesetzt ist. | Kann eine Abweichung des Auflösungsprofils erklären, die nicht in der aggregierten Partikelgrößenverteilung auftritt. |
| Überprüfung der Mikronisierung | Bestätigung, dass ein Mikronisierungsprozess tatsächlich die Größe der API-Partikel und nicht nur der Hilfsstoffaggregate reduziert hat. | Unterstützt eine Prozessentscheidung, ohne sich ausschließlich auf eine physikalische Größenmessung ohne angehängte chemische Identität zu verlassen. |
| Größenkonsistenz über Chargen oder Produkte hinweg | Vergleich der Partikelgröße und der chemischen Identität zwischen Chargen oder zwischen einem Referenzprodukt und einem Generikum. | Kann auf ein Äquivalenzrisiko hinweisen, wenn die API-Partikelgröße selbst bei vergleichbarer Massenverteilung unterschiedlich ist. |
Die Partikel-für-Partikel-Messung durch konfokales Raman und TERS ersetzt nicht eine statistische Partikelgrößenverteilung über eine große Population; Es beantwortet eine andere Frage, nämlich die chemische Identität, die mit der Größe bestimmter Partikel oder Domänen verbunden ist.
Vom einzelnen Teilchen zur Entscheidung
Die Wahl der Methode hängt von der Raman-Reaktion der Komponenten, der Größe der interessierenden Partikel oder Domänen und der analytischen Fragestellung ab. Keine Technik gelangt in den Anwendungsbereich, ohne eine Frage zu beantworten, die bei der Machbarkeitsprüfung aufgeworfen wurde.
| Technik | Was es misst | Welche Entscheidung es unterstützt |
|---|---|---|
| Referenzspektren | Die für den Wirkstoff und die Hilfsstoffe spezifische Schwingungssignatur. | Ob Partikel verschiedener Komponenten unter den Untersuchungsbedingungen chemisch unterschieden werden können. |
| Partikel-für-Partikel-konfokale Raman-Mikroskopie | Die Größe, Form und chemische Identität einzelner Partikel und Domänen im Mikrometerbereich. | Welcher Anteil der beobachteten Verteilung entspricht dem API und welcher jedem Hilfsstoff? |
| TERS · Spitzenverstärkte Raman-Spektroskopie | Chemische Identität von Domänen im Nanometerbereich unterhalb der optischen Beugungsgrenze. | Unabhängig davon, ob Partikel oder Domänen zu klein sind, um durch herkömmliches konfokales Raman aufgelöst zu werden, handelt es sich tatsächlich um API. |
| Korrelation mit optischer oder Elektronenmikroskopie | Die Morphologie und physikalische Dimension des beobachteten Partikels korreliert mit der Position jedes gesammelten Spektrums. | Ob die gemessene physikalische Größe mit dem chemisch identifizierten Partikel übereinstimmt und nicht mit einem Probenartefakt. |
Der analytische Workflow
Jede Stichprobe durchläuft die gleiche logische Abfolge, wobei Auflösung, Maßstab und die Notwendigkeit von TERS an die Fragestellung und die Matrix angepasst sind; Nicht jede Probe erfordert eine Messung im Nanometerbereich.
Machbarkeitsprüfung
Bewertung der Matrix, bekannter Komponenten, der Fluoreszenz und des erwarteten Größenbereichs sowie der analytischen Fragestellung, um zu definieren, ob eine Partikel-für-Partikel-Messung diese beantworten kann und ob TERS erforderlich ist.
Machbarkeitsmeinung und Studiendesign
Charakterisierung von Referenzspektren
Sammlung von Spektren des Wirkstoffs und der Hilfsstoffe, um zu bestätigen, dass die relevanten Signaturen vor jeder Größenmessung unter realen Probenbedingungen unterschieden werden können.
Eine Referenzspektralbibliothek für die Probe
Partikel-für-Partikel-Erfassung, bei Bedarf mit TERS
Sammlung von Spektren einzelner Partikel und Domänen über den definierten Bereich und die definierte Auflösung, mit TERS, wenn die interessierenden Domänen unter die optische Beugungsgrenze des herkömmlichen konfokalen Raman fallen.
Größe und chemische Identität pro beobachtetem Partikel oder Domäne
Interpretation und Vergleich
Vergleich über Regionen, Proben oder Chargen hinweg, die im Umfang enthalten sind, mit einer expliziten Erörterung der Auflösung, Tiefe und Identifizierungsbeschränkungen, die die Methode mit sich bringt.
Ein interpretierter Bericht mit angegebenen Einschränkungen
Anwendungen
Die gleiche Fähigkeit zur chemischen Identifizierung auf Partikelebene unterstützt unterschiedliche Untersuchungen, von der Entwicklung bis zur Fehlerbehebung in der Produktion.
Mikronisierung
Überprüfung der Partikelgröße nach der Mikronisierung
Dies bestätigt, dass ein Mikronisierungsprozess tatsächlich die Größe von API-Partikeln reduziert hat, und nicht nur von Hilfsstoffaggregaten im gleichen Größenbereich.
Auflösung
Untersuchung der Auflösungsprofilabweichung
Korrelation der chemisch bestätigten API-Partikelgröße mit einem unerwarteten Auflösungsergebnis.
Chargenvergleich
Referenzprodukt, Prototypen und Chargen
Vergleich der Partikelgröße und chemischen Identität zwischen einem Referenzprodukt und einer generischen, Prototyp- oder Entwicklungscharge.
Analytische Ergänzung
Unterstützung der herkömmlichen Partikelgrößenverteilung
Eine chemische Identifizierungsschicht auf Partikelebene, die Laserbeugungs- oder Siebergebnisse ergänzt, wenn es um die Frage geht, welche Fraktion API ist, und nicht nur um die Größe der Population.
Was Sie erhalten
Ein interpretierter technischer Bericht, keine Sammlung loser Spektren und Bilder.
Daten und Beweise
- Größe und chemische Identität pro analysiertem Partikel oder Domäne
- Repräsentative Spektren pro Komponente und pro interessierendem Partikel
- Referenzspektren zur Unterscheidung von Komponenten
- Gegebenenfalls eine Beschreibung der Probenvorbereitung, der Erfassungsparameter und der Verwendung von TERS
Interpretation und Schlussfolgerungen
- Es wird zwischen als API bestätigten Partikeln und Hilfsstoffpartikeln im gleichen Größenbereich unterschieden
- Vergleich zwischen den im Umfang enthaltenen Regionen, Proben oder Chargen
- Diskussion der Einschränkungen bei der räumlichen Auflösung, im Nanometerbereich und bei der Komponentenidentifizierung
- Gegebenenfalls praktische Implikationen für die Auflösung, Mikronisierung oder Prozessuntersuchung
Umfang und Turnaround
Der Umfang wird durch die analytische Fragestellung bestimmt: Für einige Proben reicht ein Machbarkeitsscreening aus, während eine Messung im Nanometerbereich mit TERS ein breiteres Erfassungsdesign erfordert.
- Es wird eine Machbarkeitsprüfung vor jeder Partikel-für-Partikel-Messung versprochen
- Die Auflösungsskala und die Notwendigkeit von TERS werden im Analyseplan festgelegt, nicht anhand einer festen Parameterliste
- Die Ergebnisse werden als Größe und chemische Identität pro Partikel oder Domäne ausgedrückt, nicht als statistische Verteilung über eine Population
- Vergleich über Regionen, Proben oder Chargen hinweg, wie im Umfang definiert
- Geeignet zur Mikronisierungsüberprüfung, Auflösungsuntersuchung und Produktvergleich
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen dieser Analyse und einer herkömmlichen Partikelgrößenverteilung?
- Eine herkömmliche Partikelgrößenverteilung mittels Laserbeugung, Siebung oder dynamischer Lichtstreuung misst die Größe einer Partikelpopulation, ohne zu bestätigen, woraus jedes Partikel besteht. Diese Analyse identifiziert jedes gemessene Partikel oder jede gemessene Domäne chemisch und beantwortet insbesondere, welcher Bruchteil der beobachteten Größe dem API entspricht.
Ersetzt diese Analyse die Partikelgrößencharakterisierung durch Laserbeugung?
- Nein. Die beiden ergänzen sich. Die Laserbeugung eignet sich effizienter zur Charakterisierung der statistischen Größenverteilung einer großen Partikelpopulation. Konfokale Raman- und TERS-Analyse ist angezeigt, wenn die Frage eine chemische Bestätigung erfordert, welcher Anteil dieser Verteilung API ist, oder wenn Domänen unterhalb der Auflösungsgrenze der Laserbeugung gemessen werden müssen.
Was ist der Unterschied zwischen dieser Analyse und der API-Seite zur räumlichen Verteilung?
- Die räumliche Verteilung gibt Aufschluss darüber, wo sich der Wirkstoff innerhalb einer Formulierung befindet, und erstellt so eine chemische Karte eines Bereichs. Die Partikelgröße gibt Aufschluss darüber, wie groß einzelne Partikel oder Domänen sind und ob es sich bei jedem einzelnen um einen Wirkstoff oder einen Hilfsstoff handelt. Die beiden Fragen verwenden eine ähnliche Instrumentierung und ergänzen sich häufig innerhalb derselben Studie.
Was ist TERS und wann wird es benötigt?
- TERS (Tip-Enhanced Raman Spectroscopy) erweitert die räumliche Auflösung der Technik auf die Nanometerskala, unterhalb der optischen Beugungsgrenze des herkömmlichen konfokalen Raman. Dies wird angezeigt, wenn die interessierenden Partikel oder Domänen zu klein sind, um durch standardmäßige konfokale Kartierung aufgelöst und chemisch identifiziert zu werden.
Misst diese Technik die Größe jedes Partikels in einer Probe?
- Nein. Es handelt sich um eine Partikel-für-Partikel-Messung, die auf eine Reihe von Partikeln oder Domänen angewendet wird, die im Untersuchungsumfang definiert sind, und nicht um einen statistischen Scan einer gesamten Population. Das Studiendesign definiert basierend auf der Fragestellung, wie viele Partikel und Regionen analysiert werden.
Wie hilft die Analyse, einen Mikronisierungsprozess zu verifizieren?
- Durch die Bestätigung, dass es sich bei den effektiv verkleinerten Partikeln tatsächlich um API und nicht um Hilfsstoffaggregate handelt, die in den gleichen Größenbereich fallen, gemessen mit einer Massentechnik. Dies vermeidet die Schlussfolgerung, dass die Mikronisierung auf der Grundlage einer Messung funktionierte, bei der keine Komponenten unterschieden werden.
Welche Proben können ausgewertet werden?
- Feste Formulierungen, Pulver und andere kompatible Matrizen können in Betracht gezogen werden. Geometrie, Oberfläche, Fluoreszenz, Laserstabilität und Probenvorbereitung müssen vor der Methodendefinition bewertet werden, was in der Machbarkeitsprüfungsphase erfolgt.
Wie lange dauert eine Partikelgrößenstudie mittels konfokalem Raman und TERS?
- Dies hängt von der Anzahl der analysierten Partikel ab, davon, ob TERS benötigt wird, und von der Anzahl der verglichenen Proben, die nach der Machbarkeitsprüfung festgelegt wird. Nach dieser Anfangsphase wird im Vorschlag eine Trendwende festgelegt.
Werden die übermittelten Informationen vertraulich behandelt?
- Ja. Umfang, Proben, Ergebnisse und die Existenz der Studie werden als vertrauliche Kundeninformationen im Rahmen einer Vertraulichkeitsvereinbarung behandelt, die vor dem Versand der Proben unterzeichnet wird.
Services that complement particle size analysis
Fordern Sie ein Angebot an
Der Umfang wird durch die analytische Fragestellung bestimmt: Für einige Proben reicht ein Machbarkeitsscreening aus, während eine Messung im Nanometerbereich mit TERS ein breiteres Erfassungsdesign erfordert.
Fordern Sie ein Angebot an