활성 제약 성분의 특성 분석을 위한 동시 열 분석

목차

제약 산업은 활성 제약 성분의 안정성과 열 거동을 정밀하게 평가해야 하는 끊임없는 과제에 직면해 있습니다. 특히 고체 또는 결정 형태의 API(제약 활성 성분)의 경우 열 분석이 중요한 것으로 입증되었습니다. 열 분석 e 는 필수적인 도구로 자리 잡았습니다. 열 중량 측정(TG) 및 동적 차동 주사 열량 측정(DSC) 를 한 번의 분석 단계로 통합할 수 있습니다. 이러한 방법의 조합을 통해 동일한 시료에 대한 질량 변화와 발열 효과를 동시에 기록할 수 있으므로 개별 측정의 불확실성 없이 결과의 직접적인 상관관계를 파악할 수 있습니다. 특히 고품질 활성 의약품 성분의 연구 개발에서와 같이 시료의 양이 제한되어 있는 경우, 이 방법은 STA 를 사용하면 복잡한 제약 시스템을 거의 완벽하게 특성화할 수 있습니다. 두 분석 모두 동일한 대기, 온도 제어 및 가열 속도와 같은 동일한 조건에서 수행되므로 STA는 품질 관리 및 개발을 위한 재현성이 높고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.  

중요한 전환점 식별

The 동시 열 분석(STA) 는 의약품 개발 및 품질 관리에 매우 중요한 임계 열 전이 지점을 식별하는 핵심 방법입니다.

이러한 전이 지점은 제약 활성 물질(API)의 처리 조건과 보관 안정성을 크게 결정합니다.

주요 전환 지점:

  • 융점: 활성 성분의 처리 및 보관에 중요합니다.
  • 유리 전이 온도(Tg): 비정질 또는 반결정성 물질이 연화되는 온도 범위를 나타냅니다. 안정적이고 견고한 외관을 잃고 보관 안전성이 손상될 수 있는 한계를 나타냅니다.
  • 분해 온도: 안정적인 공정 및 보관 온도를 설정하기 위해 시작 온도를 정밀하게 결정합니다.
  • 상 전이: 특정 용융 또는 변형 온도에 따른 다형성 결정 형태의 특성 분석.

STA의 DSC 구성 요소는 이러한 전환을 특징적인 흡열 또는 발열 피크로 인식하고, TG 곡선은 그에 상응하는 질량 손실을 기록합니다. 유리 전이 온도의 유리 전이 온도 의 감소는 예를 들어 수분 흡수를 통해 원치 않는 상 변환 또는 재결정화로 이어질 수 있습니다. 재결정화 재결정화. 이는 결정 구조를 변화시켜 약효 손실, 생체이용률 변화 또는 가장 간단한 경우 제제의 재분류 및 라벨 재지정의 필요성과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.

수분 민감도 평가

많은 활성 의약품 성분은 뚜렷한 흡습성을 나타내므로 상대 습도의 작은 변화에도 수분 흡수와 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 STA 를 사용하면 증발 또는 결정화 수분을 통한 수분 손실을 정량적으로 측정할 수 있습니다(1).

수분 민감도 분석에는 안정성 평가에 필수적인 몇 가지 중요한 파라미터가 포함됩니다. 물의 흡착 및 탈착은 이산 질량 변화로 TG 신호에서 볼 수 있으며, 수반되는 열 또는 온도 변화를 통해 물의 결합 형태에 대한 결론을 도출할 수 있습니다.

중요한 가치 평가 매개변수:

  • 수분 흡수 용량: 시료 질량 대비 흡수된 물의 양 비율
  • 평형 수분 함량: 정의된 조건에서 수분이 평형을 이루는 상태
  • 흡착-탈착 등온선: 수분량과 상대 습도 간의 관계
  • 결정 수분 함량: 구조적으로 결합된 물의 비율
  • 수분 흡수 동역학: 수분 흡수/방출 속도 비정질 API 결정에 수분이 흡수되면 유리 전이 온도가 낮아져 보관 또는 운송 중에 재결정화 경향이 증가하는 영역이 발생할 수 있습니다(2).

열 분해 및 보관 안정성

열분해는 화학적 무결성과 효능에 직접적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 활성 의약품 성분의 보관 안정성에 결정적인 영향을 미칩니다. 따라서 동시 열 분석(STA) 는 흡열 및 발열 효과뿐만 아니라 질량 변화를 동시에 감지하여 이러한 프로세스를 조기에 식별할 수 있습니다.

전통적인 열분해 외에도 산화 반응도 중요한 역할을 할 수 있습니다. 산소가 분자 구조에 통합되면서 질량이 증가하는 경우가 많습니다. 부분적인 산화도 화학 구조를 변화시켜 약리 효과를 손상시킬 수 있으며, 실제 분해가 일어나기 훨씬 전에 일어나는 경우가 많습니다.

또 다른 중요한 요인은 변성입니다. 열 또는 산화적 영향으로 인해 생명공학적으로 생산되거나 단백질 기반 활성 성분이 고유한 구조를 잃게 됩니다. 이는 활성 손실, 응집체 형성 또는 방출 변화로 이어져 제제의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

분해 또는 변성 시작 온도를 정확하게 측정하는 것은 보관, 운송 및 처리의 상한을 정의하기 때문에 연구 및 품질 관리에 필수적입니다. 잠깐의 온도 초과도 돌이킬 수 없는 구조적 변화를 일으킬 수 있습니다. 따라서 STA 및 해당 동역학 모델링의 도움으로 정의된 보관 조건에서 약물 물질의 유통 기한을 안정적으로 예측할 수 있습니다.

스토리지 안정성에 미치는 영향:

  • 효능 저하 및 손실: 화학적 분해 또는 변성으로 인한 활성 성분의 농도 감소
  • 산화: 산소 결합으로 인한 질량 증가 및 구조 변화
  • 분해 생성물의 형성: 화학적 또는 독성학적으로 관련된 부산물 형성
  • 습기와의 상호작용: 습도 증가로 인한 열 안정성 감소 및 가수분해 과정 발생 가능성
  • 장기 예후: 열역학 모델링을 사용하여 정의된 조건에서 유통 기한 예측

결론

그리고 동시 열 분석 은 제약 산업의 실험실, 연구자 및 엔지니어에게 매우 민감하고 재현 가능하며 시간 효율적인 도구를 제공합니다. 이를 통해 API 결정의 수분 민감도, 열 전이 및 분해 과정을 심층적이고 신뢰할 수 있게 평가할 수 있습니다. 특히 GMP 조건과 품질 보증의 맥락에서 STA는 가장 높은 과학적 수준에서 API의 개발 및 저장을 가능하게 합니다. 이 방법은 임계 전이점을 정확하게 식별하고 수분 민감도를 신뢰성 있게 평가하며 열 및 화학 구조적 분해 거동에 대한 완전한 특성 분석을 제공합니다. 이를 통해 활성 성분 분석의 안전성과 개발, 품질 관리 및 안정성 테스트의 효율성이 크게 향상됩니다.

출처 목록

(1) DocCheck Flexikon: 제약 결정의 안정성.

https://flexikon.doccheck.com/de/Stabilit%C3%A4tspr%C3%BCfung_(약국)

(2) 도이체 아포테커 차이퉁: 분해 반응 마스터하기.

https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2015/daz-52-2015/zersetzungs-reaktionen-beherrschen

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