如何利用激光光譜設備控制藥品中的微粒污染
瀏覽次數(shù):1282 發(fā)布日期:2021-7-12
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采用激光光譜設備進行微?焖倌恳暀z查和化學分析
本文闡述了如何使用光學顯微鏡和激光誘導擊穿光譜(LIBS)相結合的二合一方法識別制藥行業(yè)中的微粒污染物。藥物和靜脈注射溶液等藥品的微粒污染可能會導致嚴重問題。為消除藥品微粒污染,最重要的是能夠快速、準確地識別污染,甚至能夠快速找到污染源。激光誘導擊穿光譜可以對材料進行快速的多元素分析。本文介紹的二合一方法可以同時提供目視檢查(顏色和形狀)和化學(成分)分析,可快速、可靠地識別非監(jiān)管環(huán)境中的微粒污染物。本文討論的解決方案還可以用于制藥工業(yè)的污染物識別和根本原因分析。
引言
醫(yī)藥產品中的微粒污染,例如藥物(液體和固體藥片)、靜脈注射(IV)/輸液溶液、滴眼液和吸入器 [1-7],里存在的微粒污染,可能會對重癥患者造成重大威脅。為了保證醫(yī)藥產品的質量和安全,識別和消除藥品中的微粒污染至關重要。然而,如果只對微粒進行目視檢查,可能難以找到污染源。對微粒進行化學分析更容易找到污染源,但最常用的掃描電子顯微鏡和能量色散光譜(SEM/EDS)方法不僅流程復雜、耗時長,且無法揭示微粒顏色信息 [3,7]。光學顯微鏡和激光誘導擊穿光譜(LIBS)相結合的二合一材料分析方法,可以確定微粒的形狀、大小、顏色和組成,快速、可靠且經濟實惠[8]。它可以同時對微粒污染物進行目視檢查和化學分析,而不需要額外進行樣品制備或使用多臺儀器。目前用于研發(fā)和工程實驗室等非監(jiān)管環(huán)境的
DM6 M LIBS 二合一材料分析系統(tǒng)在制藥工業(yè)污染根本原因分析方面表現(xiàn)出巨大潛力 [9]。
制藥工業(yè)中的微粒污染
醫(yī)藥產品中的微粒污染,如藥品(液體和固體藥片/片劑),靜脈注射(IV)/輸液溶液、滴眼液和吸入器等的微粒污染,來源廣泛(包括溶液、包裝、密封件中的未溶解殘留物等)
[1-4]。微粒污染物的組成多種多樣,包括金屬、玻璃和合成(橡膠)材料等[1,3,4]。微粒污染可能會對患者造成威脅,因為它們可能會導致敗血癥、全身炎癥反應綜合征(SIRS)、器官功能障礙或衰竭、靜脈炎和肉芽腫性肺動脈炎 [4-6]。
微粒污染識別可以分為幾個步驟。第一步是用光學顯微鏡進行目視檢查,以確定微粒的大小、形狀、顯微結構和顏色,并對它們進行計數(shù)。下一步是對微粒進行化學分析,以確定成分,更容易找到微粒來源(根本原因分析)。微;瘜W分析通常使用SEM/EDS進行,然而,SEM/EDS需要將樣品轉移到真空室將污染微粒分離出來,成本高昂、耗時長。二合一方法對微粒的目視檢查和化學分析更有效(見圖1)。
圖1:二合一方法以及SEM/EDS的根本原因分析流程比較。二合一方法不需要額外進行樣品制備,也不需要使用多臺儀器,分析在空氣中進行,而不需要在真空中進行,目視檢查和化學分析更快。
微粒分析
僅進行目視檢查時,不同金屬微粒(高合金或低合金鋼、鋁合金等)的外觀非常相似,有時很難確定微粒污染源。在這種情況下,對微粒進行瞬時成分分析將極有助于有效找到微粒來源,從而有效減少藥品中的污染物。然而,如上所述,使用SEM/EDS進行成分分析,過程緩慢、繁瑣。
使用二合一解決方案,如徠卡顯微系統(tǒng)的
DM6 M LIBS,比SEM/EDS更具優(yōu)勢(圖1)。例如,使用LIBS元素分析可以看到微粒的真實顏色,從而快速有效地確定污染源。當僅憑目視檢查還不夠時,用戶可以根據(jù)LIBS光譜中的光譜指紋和特征信號來識別微粒。因此,LIBS可以提供與藥品微粒污染相關的有用元素信息。
在下圖2A-E中,用光學顯微鏡對不同材料組成的微粒進行成像,并使用
DM6 M LIBS 二合一方法用LIBS進行分析。
圖2A:可能來自容器蓋的鋁(Al)合金微粒
圖2B:含鐵(Fe)、大量鉻(Cr)、少量錳(Mn)的高合金鋼微粒。
圖2C:由鈉(Na)、鋇(Ba)、鋰(Li)、鎂(Mg)或鈣(Ca)組成的復雜玻璃微粒(氧化硅)
圖2D:未知類型的橡膠微粒,含碳有機聚合物[C]。
圖2E:黃銅微粒,銅(Cu)和鋅(Zn)的合金
不同的金屬微粒(鋼和鋁合金)可能具有相似外表,因此使用二合一方法進行快速成分分析,將極有助于更有效地尋找微粒來源,以進行制藥工業(yè)的根本原因分析。即使在外觀上存在差異,如顏色(參見圖2D中黑色橡膠微;驁D2E中金色/黃色黃銅微粒),也可以通過LIBS驗證所假設的微粒組成。
總結與結論
使用高分辨率光學顯微鏡和激光誘導擊穿光譜(LIBS)相結合的二合一方法,例如
DM6 M LIBS, 可以同時對污染微粒進行目視檢查和化學分析。對于非管制環(huán)境,二合一方法是一種更實用的有效識別和消除污染源的解決方案。二合一方法不需要額外進行樣品制備或使用多臺儀器,大大節(jié)省了時間。二合一方法可以更快、更簡便地進行根本原因分析,從而更有效地減少患者使用藥品的風險。
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