Die Qualitätskontrolle ist eine der Hauptanwendungsgebiete der Dichtemessung, die sehr schnell einen eindeutigen physikalischen Parameter als Ergebnis liefert. Die Dichte gibt Auskunft über den Zustand der Ausgangsmedien, also jener Medien, die sich gerade im Produktionsprozess befinden, sowie über das marktreife Medikament. Damit ist ein schnelles Eingreifen gewährleistet und es kann entschieden werden, ob sich die Produktion und das finale Produkt innerhalb der festgelegten Spezifikationen zur Weiterführung des Prozesses und zur Freigabe des Produktes befinden. Ein Mehrwert ergibt sich durch die Kombination aus Dichte- und Schallgeschwindigkeitsmessung, die hochpräzise und reproduzierbare Ergebnisse aus komplexen ternären Mischungen liefern. Das macht den Einsatz der Dichtemessgeräte DMA Generation M zur Charakterisierung und Methodenentwicklung von komplexen Flüssigkeiten in F&E zur Bestimmung eines gängigen pharmaspezifischen Qualitätsparameters einmalig. Die Dichtemessung basiert auf dem Biegeschwingerprinzip und entspricht den Anforderungen der Pharmakopöen wie z. B. USP, Ph. Eur., JP, MX. Dadurch ist es möglich, die Ergebnisse aus Labor- und Onlinemessung direkt zu vergleichen.

Für alle relevanten Wellenlängen

Die optische Drehung ist als Messgröße in der pharmazeutischen Industrie nicht mehr wegzudenken. Durch sie werden Rohstoffqualitäten in Bezug auf Reinheit bestimmt und sie dient zur Identifikation von pharmazeutischen Substanzen. Die erste Identifizierung der optischen Drehung des verwendeten Wirkstoffes ist neben seiner Reinheit wesentlich, da identische Moleküle mit anderen optischen Eigenschaften keine oder toxische Merkmale aufweisen können. Die Hersteller in der pharmazeutischen Industrie müssen eine gleichbleibende Qualität des Medikaments garantieren und gewährleisten, dass für den Endkunde bzw. Patienten keinerlei Gefahr besteht. Polarimeter der MCP-Serie sind die geeigneten Instrumente für die Eingangskontrolle zur schnellen Rohmaterialienbestimmung, für die Qualitätskontrolle zur verlässlichen Identifizierung der korrekten Substanzen während der Produktion und für die Endkontrolle. Mit dem Online-Polarimeter Propol können der korrekte Verlauf der Produktion und die Bildung eines Wirkstoffes in der korrekten Chiralität in Echtzeit verfolgt werden.

Brechungsindex: Schnell bestimmt

Der Brechungsindex ist eine schnell zugängliche und leicht bestimmbare Messgröße, die die Bestimmung unterschiedlichster Proben zulässt. Die Messung von flüssigen, pastösen bis zu festen Proben sowie von trüben, gefärbten und opaken Medien ist mit dieser Messtechnik möglich. Da der Brechungsindex mit der Konzentration einer gelösten Substanz korreliert, ist durch Brechungsindexmessung eine Konzentrationsbestimmung möglich. Gerade in Qualitätslabors ist eine einfache und schnelle Verfügbarkeit reproduzierbarer Ergebnisses zur Freigabe von Chargen bzw. zur Korrektur der laufenden Produktion wichtig. Die Refraktometer der Abbemat-Serie sind mit ihrem geringen Bedarf an Probe und dem Wegfall der Probenvorbereitung ein besonders zeiteffizientes Instrument.

Spurenanalytik: Eine klare Lösung

Die unterschiedlichen Pharmakopöen schreiben vor, pharmazeutische Präparate auf die Einhaltung von Schwermetalllimits zu untersuchen und geben dabei die zu verwendende Probenvorbereitung vor. Die auf Mikrowellentechnik basierenden Aufschlussgeräte Multiwave 3000 ermöglichen einen schnellen und vollständigen Säureaufschluss unterschiedlichster pharmazeutischer Ausgangsstoffe und Endprodukte. Durch entsprechende Aufschlussgefäße kann ein hoher Probendurchsatz bei einer homogener Temperaturverteilung erzielt werden. Die Sensorik und automatische Protokollierung erlauben es, die Reaktionen nachvollziehbar zu dokumentieren, sowohl für die Entwicklung und Validierung von Methoden als auch in deren Routineeinsatz. Um eine ausreichende Konzentration der zu bestimmenden Substanzen für die Analyse zu gewährleisten und den unterschiedlichen pharmazeutischen Anforderungen des Aufschlusses gerecht zu werden, benötigt man spezielle Aufschlusstechniken. Mit einer breiten Palette an Aufschlussgefäßen können genau diese Anforderungen erfüllt werden.

Synthese: Von mg zu kg

Die herkömmliche organische Synthese, die die Grundlage zur Entwicklung und oftmalig zur Produktion pharmazeutischer Komponenten und Substanzen bildet, ist ein komplexes, zeit- und ressourcenaufwendiges Verfahren. Mithilfe der Mikrowellensynthese können Kosten für Chemikalien und Synthesezeit gespart und die gewählten Syntheseschritte im Kleinmaßstab bereits während des Entwicklungsprozesses im Multimode-Reaktor optimiert werden. Die Überführung der passenden Reaktionsparameter von der Kleinmengen- zur Großmengenproduktion im Kilomaßstab ist mit dem Monomode-Reaktor ohne erneutem Methoden- und Technologieabgleich machbar. Besonders für die Herstellung von teuren, schwer zugänglichen pharmazeutischen Wirkstoffkomponenten in kleineren Mengen bietet sich die mikrowellenunterstützte Synthese über den Monomode-Reaktor an.

Fließverhalten untersuchen

Die Messung von Flüssigkeiten hinsichtlich ihres viskosen und ihres viskoelastischen Verhaltens ist in der pharmazeutischen Industrie ein relevanter Qualitätsparameter. Es ist wichtig, die Fließeigenschaften – von der Infusionslösung bis zur Heilsalbe – unter kontrollierten Bedingungen zu bestimmen und die produktspezifischen Formulierungen zu optimieren, sodass sich die in Produktion befindlichen und die fertigen Produkte die gewünschten Eigenschaften aufweisen.

Die Fließeigenschaften sind abhängig von den Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Temperatur und die auf sie wirkenden Kräfte, sowie den verschiedenen Substanzen, die in einer Formulierung gelöst sind. Es kann erhebliche Kosten verursachen, wenn sich die Fließeigenschaften während der Produktion außerhalb der Grenzen befinden und so die Prozessschritte, wie z. B. Homogenisieren, Pumpen, Befüllen, nicht in der nötigen Effektivität ablaufen oder sich die darin enthaltenen Wirkstoffe verändern.

Die Größe gelöster Partikel in pharmazeutischen Präparaten, wie z. B. Infusionslösungen, Emulsionen oder Salben, ist kritisch, um z. B. ohne Schmerzen in Patienten infundiert und im Blutstrom transportiert zu werden bzw. um im Falle von Salben die Hautbarriere zu überwinden. Die Rheometer der MCR-Serie eignen sich optimal, um Fließeigenschaften, Prozessparameter und Stabilitäten der Produkte zu definieren.

X-Ray: Von fest bis flüssig

Die Röntgenstrukturanalyse gibt Einblick in den atomaren bzw. molekularen Aufbau von pharmazeutischen Wirkstoffen und Formulierungen und lässt Aussagen über deren Stabilitäten unter unterschiedlichen Bedingungen, wie z. B. Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten, zu. Die genaue Bestimmung der Kristallstruktur und die Detektion von vorhandenen kristallinen Verunreinigungen in Wirkstoffen und finalen Medikamenten sind wesentlich, um die Medikamenteneigenschaften und den einwandfreien Produktionsablauf zu gewährleisten. Mit dem System für Röntgenkleinwinkelstreuung Saxsess mc2 können unter anderem die entsprechenden Proben im Flüssig- und Festzustand und im Fertigprodukt gemessen werden. Die Röntgenkleinwinkelstreuung gibt Aufschluss über Aggregations- und Denaturierungsverhalten von Proteinen sowie über Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung in Formulierungen. Strukturparameter haben wesentlichen Einfluss auf Löslichkeit, Stabilität und Haltbarkeit von Medikamenten. Die vollautomatisierte Röntgenkleinwinkelmessung des Saxsess macht diese komplexe Messmethode einfach handhabbar.

Feste Oberflächen analysieren

Im medizinischen Bereich dürfen pharmazeutische Substanzen in keiner Weise von verwendeten Materialien beeinflusst werden. So dürfen bei der Dialyse aus den verwendeten Schläuchen keine Substanzen herausdiffundieren, aber auch keine Substanzen an den Schläuchen adsorbieren. Die gleichen Anforderungen werden an die Behälter für pharmazeutische Produkte gestellt. Alle diese Materialien dürfen über ihre Oberfläche nicht in Wechselwirkung mit den enthaltenen Medien treten, um eine Beeinflussung oder Veränderung der medizinischen Wirkung zu verhindern. Auch in der pharmazeutischen Produktion ist es wichtig, dass bei den unterschiedlichen Produktionsschritten, wie z. B. dem Filtern von Produktionslösungen, die gewünschten Stoffe nicht am Filter adsorbieren. Mit dem elektrokinetischen Messgerät für die Oberflächenanalyse Surpass kann das Zetapotenzial bestimmt und so die Wechselwirkung zwischen dem verwendeten Material und den unterschiedlichen Komponenten, wie pharmazeutische Wirkstoffe, Proteine und unterschiedliche Hilfsstoffe, untersucht und die verwendeten Materialien für den jeweiligen Anwendungszweck optimiert werden.

CPhI-Frankfurt: Halle 4.0, Stand 40H49

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Die Autorin: Angelika Scheiflinger-Latal, Market Development Pharma, Anton Paar