医学专题药品赋型剂的介绍

1、药品赋型剂的分析张学明博士 Apotex Inc.2021/7/20 星期二1Shanghai 2004课程安排为什么需要分析赋型剂?液体药品中常用的赋型剂分析方法的建立/选择NASONEX中赋型剂的定量建议验证元素常见问题与解决方案本课测验 2021/7/20 星期二2Shanghai 2004为什么赋型剂需要分析质控放行测试预制剂研究拆解制剂研究2021/7/20 星期二3Shanghai 2004质控放行研究在生产稳定性研究批量产品和市场化批量产品前，所有的赋型剂都必须公布，而在质控放行研究中， 赋型剂的纯度也必须按照法定方法或生产厂家特殊要求来确定2021/7/20 星期二4Shang

2、hai 2004预制剂研究在许多情况下，由于药品-赋型剂相互作用导致那些使用特殊赋型剂的制剂中的药物活性物质稳定性降低，这方面的信息应该尽早在产品开发的过程中知道。2021/7/20 星期二5Shanghai 2004预制剂研究(续)在液体制剂情况下，研究是在赋型剂溶液中进行的。这些可以是重金属（没有或已经与螯合剂例如EDTA螯合），或者是抗氧化剂（在或者氧气或者氮气环境下）。分析赋型剂例如EDTA或抗氧化剂通常应该在过程中进行。2021/7/20 星期二6Shanghai 2004预制剂研究(续)另一个例子是在制剂开发过程中，赋型剂和包装材料之间的相互作用也总需要观察。例如，氯苯甲烷铵由于其

3、对高分子表面的强吸收应该避免使用。2021/7/20 星期二7Shanghai 2004制剂拆解研究为何要进行制剂拆解？仿制药公司在开发产品中要用参照药品。2021/7/20 星期二8Shanghai 2004制剂拆解研究(续)向药品评审机构例如FDA申报简化药品申报(ANDAs)，在体生物等效性和生物利用度需要参照RLD（参照药品）进行研究。 2021/7/20 星期二9Shanghai 2004制剂拆解研究(续)但是，在一些情况下，在体生物等效性和生物利用度可以免去进行。符合减免条件的仿制药品种类包括（不限于）：2021/7/20 星期二10Shanghai 2004制剂拆解研究(续)仅用

4、于注射的针剂溶液或眼/耳溶液诸如气体的吸入剂，例如吸入型药品或吸入型麻醉剂。2021/7/20 星期二11Shanghai 2004制剂拆解研究(续)皮肤用溶液、口服溶液、酏剂、糖浆、酊剂或类似的可溶解的形式;鼻用气雾剂、鼻用溶液和悬浊液。2021/7/20 星期二12Shanghai 2004制剂拆解研究(续)一般地，考虑免做在体生物等效性和生物利用度的仿制药品包括和参照药品本质上一样的可以定性分析的非活性成分（Q1）和可以定量分析的非活性成分（Q2）在这个定义中，“定量本质一样”意指在仿制药品中的非活性成分数量与浓度与参照样品相比不相差5%。2021/7/20 星期二13Shanghai

5、2004制剂拆解研究(续)因此，这些要求对于任何开发上述类别的仿制药品的公司都是一个挑战。2021/7/20 星期二14Shanghai 2004液体药品中常用的赋型剂液体药品包括：口服液口服悬浊液,乳状液 吸入液外用液外用半固体眼药水注射液鼻用溶液/悬浊液2021/7/20 星期二15Shanghai 2004液体药品中常用的赋型剂（续） 抗微生物剂乙醇苯甲酸山梨酸羟激苯甲酸脂 苯乙醇氯苯甲烷铵2021/7/20 星期二16Shanghai 2004液体药品中常用的赋型剂（续）抗氧化剂抗坏血酸柠檬酸偏亚硫酸氢钠硫酸氢钠2021/7/20 星期二17Shanghai 2004液体药品中常用的赋

6、型剂（续）悬浊剂微晶纤维素羧甲纤维素钠聚乙烯吡咯烷酮黄原胶 胶质等2021/7/20 星期二18Shanghai 2004液体药品中常用的赋型剂（续）乳化剂阿拉伯树胶甲基纤维素甘油多乙氧基醚山梨聚脂脂肪酸聚乙烯醇2021/7/20 星期二19Shanghai 2004液体药品中常用的赋型剂（续）增甜剂糖：蔗糖 , 葡萄糖, 糖浆和蜂蜜 山梨糖 甘露醇 糖精 天(门)冬氨酰苯丙氨酸甲酯等2021/7/20 星期二20Shanghai 2004液体药品中常用的赋型剂（续）粘度增强剂糖 聚乙烯醇聚烯吡酮 纤维素 絮凝化剂电解质 聚合物 淀粉2021/7/20 星期二21Shanghai 2004液体

7、药品中常用的赋型剂（续）增湿剂多乙氧基醚山梨聚脂凝胶剂白明胶果胶黄原胶质缓冲剂硼酸盐柠檬酸盐磷酸盐2021/7/20 星期二22Shanghai 2004分析方法的建立与选择在建立一个分析方法前，制剂中的赋型剂需要予以鉴别。有几个参考资源可以获得需要的信息：. 产品专文（内置说明书）PDR(US)CPS(Canada)方法的建立与验证主要根据制剂中赋型剂的类型和数量2021/7/20 星期二23Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）两类方法:专属法专属法用于分离潜在的干扰物和仅仅测试感兴趣的被分析物 色谱方法HPLC, GC, IC, HPLC/MS, GC/MS2021/7/2

8、0 星期二24Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）非专属方法一个非专属性方法测量一个样品溶液的性质而不是分离地测量溶液中的被分析物 重量分析法、紫外-可见光、原子吸收、ICP、电导、pH, 水含量2021/7/20 星期二25Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）由于柱子制造技术的进步和检测器的多种选择性，HPLC正在广泛地用于制药业中赋型剂的分析方面2021/7/20 星期二26Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）经验表明，预制剂和制剂分解研究中90%赋型剂的定量是通过HPLC来完成的为了建立一个精度、准确度、选择性和灵敏度都满意的HPLC方法，

9、需要首先了解HPLC分离原理2021/7/20 星期二27Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）选择一个分离技术反相技术常规相技术离子色谱/离子交换大小排除2021/7/20 星期二28Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）HPLC的硅充填硅是使用最多的HPLC充填物 有利的物理性质球型形状颗粒大小分布窄高机械强度颗粒大小选择： 3um, 5 um 和 10um孔径大小选择：80 A, 300A, 1000A2021/7/20 星期二29Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）表面易修改选择键合相与水和所有有机溶剂匹配不溶解Insoluble无反应活性大

10、小不变化不利的化学特性 硅在高pH下会溶解 硅表面是酸性的2021/7/20 星期二30Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续） 硅表面 硅烷醇自由基硅氧烷键硅烷醇偶合通过氢键结合的硅烷醇2021/7/20 星期二31Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续） 二级滞留反应R3N: + HO Si R3 N: HO Si 氢键形成R3NH+ + (X+)-0-Si (R3NH+)-0-Si-+X+离子交换2021/7/20 星期二32Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续） 键合相柱子的制备2021/7/20 星期二33Shanghai 2004分析方法的建立

11、与选择（续）RP柱子的选择硅烷的选择-单功能或多功能键合的完成程度 部分或全部完成反应有或者没有保护端点封闭键合化学本身2021/7/20 星期二34Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）最常用的键合相是十八烷基硅 (ODS), C18. 粗糙的，滞留性的。将近80%的HPLC应用使用这中键合相C3,C4 柱子滞留性能要差，更不稳定，通常用作分析诸如蛋白质的大分子。苯柱自的滞留性中等。内含极性类似于C8, C18 ，但是可以用于100%水相。例如：Symmetry Shield, XTerra, DiscoveryCN 柱子是一种中等滞留性能，也常用于常规相。NH2 柱子的滞留性

12、能较弱，更多地是用于常规相。2021/7/20 星期二35Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）选择检测器检测器LOQ (g)灵敏度UV-Vis 固定10-9没有影响 UV-Vis 改变10-9没有影响荧光10-12没有影响折射率10-6流动、温度、流出电导10-9流动、温度2021/7/20 星期二36Shanghai 2004分析方法的建立与选择（续）分辨率（R）的三项式2021/7/20 星期二37Shanghai 2004分辨率（R）的三项式（续）N 取决于柱子的长度固定相的颗粒大小和大小柱子是如何充填的流动相速率HPLC系统i.d.与色谱消散有关的因子 2021/7/2

13、0 星期二38Shanghai 2004分辨率（R）的三项式（续）N的实际估算:N=3000L/dpL = 柱子长度（厘米）Dp=颗粒大小（微米） 2021/7/20 星期二39Shanghai 2004分辨率（R）的三项式（续）Van Deemter 方程HETP = A = B/u +CuA: Eddy扩散B: 纵向扩散C: 传质量u: 流动相速率2021/7/20 星期二40Shanghai 20042021/7/20 星期二41Shanghai 2004分辨率（R）的三项式（续）K 取决于流动相强度/极性柱子极性最佳K 范围:简单样品混合物K 2-7复杂样品混合物K 2-203-规律每

14、10%有机溶剂可改变 K值2-3倍2021/7/20 星期二42Shanghai 2004分辨率（R）的三项式（续） 取决于:化合物的物理和化学结构柱子的化学流动相化学/极性流动相pH流动相离子强度流动相添加物2021/7/20 星期二43Shanghai 2004流动相最优化在RP-HPLC中常用的有机溶剂乙腈甲醇四氢呋喃2021/7/20 星期二44Shanghai 2004流动相最优化(续)溶剂粘度( mPa.s)极性率RI( 25C)UV-cutoff(nm)乙腈0.396.21.341190甲醇0.526.61.326210四氢呋喃0.474.21.405280(220)水0.959

15、.01.333190常用溶剂2021/7/20 星期二45Shanghai 2004流动相最优化(续)溶剂和样品分子之间的主要作用色散偶极矩氢键介电作用2021/7/20 星期二46Shanghai 2004溶剂和样品分子之间的主要作用2021/7/20 星期二47Shanghai 2004功能基团的偶极矩 (德拜)基团分子式偶极矩Amine- N=0.8-1.4Carboxylic acidCOOH1.4HydroxyOH1.7Halogen- F, - Cl, -Br, - I1.6-1.8Ketone- Co 2.7Netro- NO23.2Nitrile- C N3.5Sulfoxid

16、e- SO -3.52021/7/20 星期二48Shanghai 2004流动相最优化(续)流动相的极性P = a Pa + b Pb P (10% MEOH/Water)= 6.6x0.1+9.0 x0.9=8.76P(20%MEOH/water)=6.6x0.2+9.0 x0.8=8.522021/7/20 星期二49Shanghai 2004流动相最优化(续)Plot of Log K vs % Organic2021/7/20 星期二50Shanghai 2004流动相最优化(续)RRM Plot2021/7/20 星期二51Shanghai 2004溶剂三角形2021/7/20 星

17、期二52Shanghai 2004离子或可电离化合物的流动相最优化（续）2021/7/20 星期二53Shanghai 2004离子或可电离化合物的流动相最优化（续）加入离子对试剂仅在RC无效情况下选择离子对HPLC要求知道样品组成特点很亲水离子的更好滞留可以更好地控制酸、碱和中性混合物的 K值范围控制选择性的有力手段2021/7/20 星期二54Shanghai 2004离子或可电离化合物的流动相最优化（续）：离子对HPLC缺点柱子平衡慢系统变得更复杂要求柱子恒温流动相组成有机修饰剂Organic modifiers最好使用甲醇缓冲缓冲最有效的pH范围是缓冲质pKa的NMT/NLT 1 pH

18、 单位2021/7/20 星期二55Shanghai 2004离子或可电离化合物的流动相最优化（续）：离子对HPLC离子对试剂 离子对试剂选择阳离子样品 (质子化碱）C6, C8, C10 磺酸盐 .阴离子（离子化酸）四甲基的或 丁基 QUATS对于阳离子样品, 甲醇的百分比浓度是LT 20%, 20-60%,40-80%，选择己基、辛基、癸基和十二(烷)基磺酸盐 对于阴离子样品，甲醇的百分比浓度是LT 20%, 20-40%,40-80%，选择四甲基、四乙基、四丙基、四丁基、四戊基磷酸氨盐的2021/7/20 星期二56Shanghai 2004离子对试剂的影响 2021/7/20 星期二5

19、7Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量 Naxonex鼻喷雾剂含有:Mometasone糠酸盐微晶纤维素、羧基佳基纤维素、NF钠USP柠檬酸USP柠檬酸钠NF氯苯甲烷铵溶液 USP丙三醇 NF聚山梨醇酯80 USP苯乙基醇 USP水2021/7/20 星期二58Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量 柠檬酸/柠檬酸钠功能：缓冲试剂HPLC方法柱子：RP Supelcosil LC-18DB column,250mm x 4.6mm,5um 流动相：10% MeOH/phosphate buffer, pH=2.5, Tetramethylammonium Hy

20、droxide检测器： UV-Vis 210nm稀释溶剂 ：1N HCL进样体积：100 mcL2021/7/20 星期二59Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量其它方法在甲脂或丁脂衍生物萃取后，采用带有毛细管柱气相色谱（GC）方法带有检测电导或电化学检测器的离子交换柱色谱 2021/7/20 星期二60Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量总的柠檬酸的结果是3.66克确定柠檬酸和柠檬酸纳的数量：测得产物的pH 是4.76柠檬酸的pKa2 是4.76 Henderson Hasslbalch方程：pH=pKa+logCsalt/Cacid摩尔浓度比值是零202

21、1/7/20 星期二61Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量柠檬酸和柠檬酸钠的摩尔浓度比是1:1柠檬酸数量=3.66/2=1.83 g/kg柠檬酸钠数量=3.66/2x294/192.1=2.8 g/kg2021/7/20 星期二62Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量丙三醇的定量功用：保湿剂HPLC 方法柱子: Phenominex amino column 150mm x 4.6mm,3um检测器: Refractive Index流动相: 70% Acetonitrile/water流速:1mL/min进样体积: 25uL2021/7/20 星期二63

22、Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量气相色谱（GC） 方法柱子: G43 stationary phase, capillary column 0.53mm x 30m检测器: FID载流气体：Helium 进样器温度： 240 C检测器温度：260 C2021/7/20 星期二64Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量柱子温度:时间(min)温度(C)速度(C/min)0-104010-312501031-462502021/7/20 星期二65Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量HPLC和GC的结果接近，但是HPLC需时要少得多（仅为GC

23、的1/3时间) 2021/7/20 星期二66Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量氯苯甲烷铵的定量功用：防腐剂HPLC 方法柱子：Spherisorb S3 CN 150mm x 4.6 mm, 3um流动相：45%ACN/phosphate buffer, pH=6.0流速: 1 mL/min检测器: UV-Vis at 210nm2021/7/20 星期二67Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量聚山梨醇酯80 的定量功用：表面活性剂 结构2021/7/20 星期二68Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量HPLC 方法柱子: Symmet

24、ry C18, 150mm x 3.9mm,5um流动相： 25% CAN/phosphate buffer, pH=2.8流速： 1.5mL/min检测器： UV-Vis 210nm样品制备：Treat 9g of sample with 1 mL 1 N NaOH at 70 C for 3 hrs在相同条件下处理聚山梨醇酯80标准、掺杂样品和油酸标准结果显示聚山梨醇酯80的水解转变成97.8%油酸2021/7/20 星期二69Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量GC 方法柱子：Supelcowax 10, 0.53mm x 30m检测器： FID载流气体: Helium

25、 3 mL/min进样器温度: 250 C检测器温度：280 C进样体积：1 uL (split (1:30)2021/7/20 星期二70Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量柱子温度:时间(min)温度(C)速度(C/min)0-12001-202804202802021/7/20 星期二71Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量GC中样品处理的方法与HPLC相同样品处理后GC方法中直接进样在浓度0.04%的情况下,要求衍生、萃取和重组程序，GC方法是比HPLC方法更好的选择2021/7/20 星期二72Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量

26、微晶纤维素与羧基甲基纤维速素钠（CMC）的定量 功用：增粘剂获取纤维素总量的方法全固体减除法CMC钠非直接定量法水解单糖直接定量法2021/7/20 星期二73Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量获取全固体的三个方法：确定全水含量：- Karl Fisher方法称重蒸发了的样品部分加合所有的成分质量2021/7/20 星期二74Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量标定微晶纤维素和CMC钠的比值微晶纤维素 RC/CL 含有微晶纤维素和CMC钠CMC纳可以用IC检测柱子：IonPac CS 12A column, 250mm x 4 mm with 50mmx4

27、mm Ion Pac CG 12 A guard column检测器: Conductivity with CSRS suppressor 4 mm current 50mA流动相: 0.13% Methanesulfonic acid流速： 1 mL/min2021/7/20 星期二75Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量10 g 样品和CMC 钠标样与冰醋酸回流2小时用纯化水稀释至体积100毫升进样和标准350微升到柱子根据氯话钠标准计算总钠量2021/7/20 星期二76Shanghai 2004NASONEX中赋型剂的定量计算CMC钠的贡献部分计算样品溶液中的总纤维素

28、微晶纤维素(Avicel RC）591 (g/kg) = 测得的CMC钠x100/11.05 = 20g/kg微晶纤维素（Avicel CL）611 (g/kg) = measures sodium CMCx100/15.05 按照总的固态，20g/kg微晶纤维素（Avicel RC591） 是公式中唯一正确的数量2021/7/20 星期二77Shanghai 2004建议的验证元素在ICH指南中，并没有清楚的赋型剂分析要求，但是，大部分公司都遵守Q2A 和Q2B 规定为什么要进行方法验证? 方法验证是一个说明分析程序是符合它们的目标用途的过程。从验证角度看，所有分析方法都是一样重要的。一般地

29、说，应该使用验证的分析程序，与这些分析方法是用于工艺、释放、接受还是稳定测试无关。每一个分析程序都应该设计成使测试变化最小化。2021/7/20 星期二78Shanghai 2004建议的验证元素（续）为什么需要方法验证？ 开发人用药物的公司要受到不同的药监机构的监管。例如，向美国FDA申报药物批准，每一个新药（NDA）和简化药（ANDA）申请都需要包括那些确定标识、剂量、质量、纯度、药物活性成分和制剂强度（包括制剂的生物利用度）(参见21 CFR 314.50(d)(1) 和314.94(a)(9)(i)。 需要数据来说明是如何建立使测试所用的那些分析方法满足准确度和可靠性的标准（参见：21

30、 CFR 211.165(e) and 211.194(a)(2).2021/7/20 星期二79Shanghai 2004建议的验证元素（续）如何进行方法验证?分析程序的方法验证过程是按照公司计划性和系统性收集的数据来支持分析程序。 2021/7/20 星期二80Shanghai 2004建议的验证元素（续）法定分析程序:法定分析程序的可适性必须在实际条件下进行核实(21 CFR 211.194(a)(2)。有关说明USP/NF程序适用于药品或药物活性物质的信息必须包括在申报文件中。对于法定项目，需要额外的分析程序(例如杂质分析)来支持药品或药物活性物质的质量。这些额外的分析方法是需要验证的

31、。2021/7/20 星期二81Shanghai 2004建议的验证元素（续）非法定分析程序以下验证元素是ICH Q2A 和 ICH Q2B要求的: 准确度、精度（重复性和中间精度）、专属性、检测极限、定量极限、线性、测量范围、方法稳定性和强化研究。下表是所要求的细节。2021/7/20 星期二82Shanghai 2004各种类型测试所所要求的验证特性 2021/7/20 星期二83Shanghai 2004建议的验证元素（续） 释放研究：如果有法定方法就采用法定方法在没有法定方法的情况下，必须按照ICH有关API的指南来进行方法验证。拆解制剂研究：为了满足Q2要求，以便得到稳定的等效仿制剂型，下列验证元素是需要考虑的2021/7/20 星期二84Shanghai