FARMASÖTİK ANALİZ İÇİN KAPILLER
ELEKTROFOREZ YÖNTEMLERİ
GİRİŞ
Elektroforez, bir elektrik alanının etkisi altında yarı iletken bir ortamdaki yüklü bileşiklerin farklı göçüne dayanan bir ayırma tekniğidir. Kökeni 1880'lere kadar izlenebilir; ancak, 1937'de Arne Tiselius1, hareketli sınır elektroforezi adı verilen bir yöntemle farklı serum proteinlerinin ayrıldığını bildirdiğinde büyük bir kabul gördü. 1948'de Tiselius, katkılarından dolayı Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü.
Hareketli sınır yönteminin etkinliği, kağıt elektroforezi ve jel elektroforezi gibi tekniklerin geliştirilmesi ile daha da artırılmıştır. Kağıt elektroforezi artık kullanılmıyor; bununla birlikte, jel elektroforezi, proteinlerin ve nükleik asitlerin belirlenmesi için biyokimyada hala kullanılmaktadır. Ne yazık ki jel elektroforezi, sistemde ısı üretimine yol açan "joule ısıtma" nın etkisiyle sınırlıdır.
Bu ısı verimli bir şekilde dağıtılamaz ve konveksiyon ve viskozite gradyanları ile sonuçlanan sıcaklık gradyanlarına ve son olarak dağılımın artmasına ve sonuç olarak bant genişlemesine yol açar. Böylece joule ısıtma, ayırma veriminde bir azalmaya neden olur. Dar delikli borular kullanılırsa daha iyi ısı dağılımı mümkündür. Hjerten2 bu teknolojiyi 1967'de 3 mm civarında bir iç çapa (I.D.) sahip cam tüpler kullanan ilk uygulayan oldu.
Jorgensen ve Lukacs3, 1981'de 75mm I.D. kullanan ilk operasyonel sistemi ürettikleri için kredilendirildi. 1 mm'den daha az plaka yükseklikleri ile proteinlerin ve dansile amino asitlerin ayrılmasına neden olabilen 30 kV'a kadar kaynaşmış silika kılcal damarları ve gerilimler. O zamandan beri, yüksek verimli ayırmalarla ilgili birçok makale yayınlandı.
Kapiler elektroforez (CE), ilaçların araştırma ve geliştirme (Ar-Ge), kalite kontrol (QC) ve stabilite çalışmalarında yaygın olarak kullanılan güçlü bir ayırma tekniğidir. CE, farmasötik analizde yaygın olarak kullanılan bir teknik olan yüksek performanslı sıvı kromatografisine (HPLC) göre çeşitli avantajlar sunar.
Bunlar basitlik, hızlı analiz, otomasyon, sağlamlık, seçicilik için farklı mekanizmalar ve düşük maliyeti içerir. Ayrıca, yalnızca küçük bir numune boyutu mevcut olsa bile, HPLC'ye göre daha yüksek verimlilik ve dolayısıyla daha yüksek çözünürlük gücü sunar.
Bu avantajların, CE'nin Ar-Ge, kalite kontrol ve farmasötiklerin stabilite çalışmalarında daha fazla kullanılmasına yol açması muhtemeldir. CE, peptidlerin, proteinlerin, karbonhidratların, inorganik iyonların, kiral bileşiklerin ayrılması için ve diğer birçok farmasötik uygulamada özellikle yararlı bulunmuştur. Kiral bileşiklerin ayrılması, ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.
Bu çalışma, yoğun farmasötik bilim adamına yeni ilaç geliştirme ve kalite kontrolünde CE'nin çok yönlülüğünden yararlanmaya yönelik eksiksiz ancak kısa bir referans kılavuzu sağlamak üzere planlanmıştır.
Bölümlerin her biri, okuyucuya CE teorisi, enstrümantasyonu, metodolojileri, düzenlemeleri, uygulamaları ve son gelişmeler hakkında derinlemesine bir anlayış sağlamak için yazılmıştır.
Farmasötik nedir kisaca
Farmasötik Nedir Tıp
Farmasötik şekil Nedir
Farmasötik ürün nedir
Farmasötik Kimya nedir
İlaçların farmasötik şekilleri
Farmakokinetik nedir
Farmakoloji
ENSTRÜMANTASYON
CE enstrümantasyonu oldukça basittir. Bir çekirdek enstrüman, yüksek voltajlı bir güç kaynağı (30.000 V'u aşan voltajlar yapabilen), kapilerler (yaklaşık 25-100 mm ID), devreyi tamamlamak için tamponlar (örneğin sitrat, fosfat veya asetat) ve bir detektör kullanır (örneğin, UV2visible). CE, yöntem geliştirme, güvenilirlik, hız ve çok yönlülüğün basitliğini sağlar. HPLC ile geleneksel olarak işlenmesi zor olan bileşikleri ayırabildiği için değerli bir tekniktir. Ayrıca, kantitatif analiz için otomatik hale getirilebilir. CE, süreç analitik teknolojisinde (PAT) önemli bir rol oynayabilir. Örneğin, çevrimiçi bir CE sistemi, CE ile ayrılabilen proteinlerin veya diğer türlerin örnekleme, örnek hazırlama ve analizini tamamen otomatik hale getirebilir.
FARMASÖTİK ANALİZ İÇİN YÖNTEM GELİŞTİRME
CE yöntemleri, ilaç geliştirmenin erken ve geç aşamaları için farmasötik kalite kontrolünde geliştirilir ve kullanılır. Bölüm 4, erken faz gelişiminde kullanılabilecek küçük moleküller için geç faz geliştirme yaklaşımlarının yanı sıra büyük moleküler ağırlıklı bileşikleri kapsar. Farmasötik QC'de geç aşama yöntem geliştirme, gerekli stabilite çalışmaları için ve ilaç ürünü veya ilaç maddesi doğrulama serilerinin salınımı için gerçekleştirilir ve üretim partilerinin salım testi için operasyonel kalite kontrol laboratuvarlarına aktarılması amaçlanır. Tercihen, geç aşama yöntemleri hızlı, sağlam, güvenilir ve aktarılabilir olmalıdır. Bu nedenle, bu tür yöntemlerin geliştirilmesine yeterli zaman, düşünce ve kaynak ayırmak çok önemlidir.
Metot geliştirme sırasında uygulandığında aşağıdaki hususlar muhtemelen daha sağlam, güvenilir ve devredilebilir yöntemler üretecektir: (a) '' müşteri '' (kullanıcı) ile ilgili endişeler önceden dikkate alınır, (b) temel süreç girdi değişkenleri belirlenir, (c) kalite açısından kritik faktörler belirlenir, (d) birkaç yöntem doğrulama testi kurulur, (e) geliştirme sırasında yöntem performansının proaktif değerlendirmesi gerçekleştirilir, (f) sürekli müşteri katılımı ve odak kurumsallaştırılır ve (g) yöntem kapasitesi değerlendirmesi (spesifikasyon limitlerine göre salınım testi için uygulanacak uygunluk) belirlenir.
ANALİZOFAKTİF FARMASÖTİK İLAÇLAR VE İLAÇ ÜRÜNLERİ
1990'ların başlarında misel elektrokinetik kromatografi (MEKC), kapiler ITP, kapiler IEF, CGE ve tam otomatik sistemler gibi çeşitli CE modlarının geliştirilmesi, CE teknolojisinin kullanımının yaygınlaşmasına yardımcı olmuştur. İnsan genomu projesi ve genetiğe olan büyük ilgi, teknolojinin gelişmesine yardımcı oldu. Çok yönlülüğü ve karmaşıklığı nedeniyle, CE, tek bir cihazda gerçekleştirilen tek bir teknikten ziyade bir analitik teknikler ailesi olarak görülmelidir. Her modun avantajları ve sınırlamaları vardır.
CE'nin tam potansiyeli ancak çeşitli CE modlarının daha iyi anlaşılmasıyla gerçekleştirilebilir. CE'nin başarılı bir şekilde uygulanması, ayrılma hızını artırarak ve diğer tekniklerle ele alınamayan yeni analitik zorlukları çözerek yeni ilaçların geliştirilmesine paha biçilmez bir katkı sağlayabilir. 5. Bölüm, ilaç geliştirme sürecinde CE'nin potansiyel kullanımına odaklanmaktadır. Sınırlamaların üstesinden gelmek için çeşitli zorluklar, faydalar ve uygun iyileştirme yaklaşımları ele alınmıştır.
CE YÖNTEMLERİNİN PERFORMANSINI İYİLEŞTİRMEK İÇİN GENEL HUSUSLAR
Bölüm 6, analit veya özel analiz açısından değil, sağlamlık açısından yöntem parametrelerinin istenen iyileştirmesini açıklamaktadır. Okuyucunun halihazırda mevcut ekipmanla yöntemler geliştirmesine yardımcı olmak için açıklayıcı örnekler verilmiştir. Yöntemin açık ve net bir şekilde tanımlanması ve doğrulama raporunun günlük kullanımda karşılanamayacak beklentileri yükseltmemesi önemlidir.
2) Homojen olmayan tip
Yukarıda gösterilene alternatif bir membran düzenlemesi, ASYPOR filtresi (Domnick Hunter) gibi bir yüzeyde diğerine göre daha açık olan bir polimer filtre ortamı kullanılarak mümkündür. Buna asimetrik membran denir. Gelen akışa ne kadar açık taraf bakarsa, daha ince taraf giden akışa bakar, böylece daha ince membran yüzeyinden önce daha büyük asılı parçacıklar tutulur ve filtrenin kendi ön filtreleme aşaması yerleşiktir. Bu tasarım için üstün akış özellikleri talep edilmiştir. . İki membran yüzeyi Şekil 6.19’da gösterilmektedir.
Benzer bir prensip, naylon veya polipropilenden imal edilen Pall Profil filtrelerinde kullanılır. Gözenek boyutu, dış tarafta 40 pm’den iç tarafta 0,5 pm’ye kadar değişmektedir. Bu, lif çapının değiştirilmesiyle ve aynı zamanda bir normal gözenek yoğunluğunun korunmasıyla elde edilir. Bu, daha yüksek bir boşluk hacmine ve daha uzun hizmet ömrüne yol açar. Bu filtre tasarımı, Şekil 6.20’de şematik olarak gösterilmiştir.
Metal ortam kullanan homojen olmayan filtreler de mevcuttur; sinterlenmiş boncuk boyutu, en ince filtreleme yüzeyi için yeniden bir ön filtre ve etki sağlamak üzere filtrenin derinliği içinde değişir. Kaba liflerin üzerinde ince sinterlenmiş boncuklardan oluşan çok ince bir filtreleme yüzeyinin kombinasyonları veya bir dokuma metal destek de mümkündür, bu da destekten dolayı daha fazla mekanik mukavemete sahip ince filtrasyon sağlar. İnce filtreleme yüzeyinin metal bir destek üzerine yapıştırılmış seramik bir malzeme olabileceği kompozit filtreler de mevcuttur.
3) Gümrüklü kartuş türü
Sentetik veya doğal lifler kalın bir duvar halinde oluşturulur ve daha sonra yerine sabitlemek için reçine ile emprenye edilir. Kendi kendini destekleyen ve nispeten ucuz sonuçlar veren hafif gözenekli bir yapı. Bu filtrelerin gözenek boyutu hem yapım yöntemi hem de yapısal simülasyonlar tarafından sınırlandırılmıştır.
4) Yara kartuşu türü
Bir ştapel elyaf dizisinin bir şekillendirici veya göbek üzerine sarılması, askıdaki katıların d a c e filtreleme ile çıkarılmaması şartıyla yüksek bir kir tutma kapasitesine sahip olabilen bir kartuş sağlar. Şekil 6.21, iplik sarımlı bir kartuşu göstermektedir.
İp, filtrasyon için lifli bir yüzey sağlamak üzere fırçalanmış yün, pamuk, cam elyaf veya sentetik malzemelerden oluşabilir. Aynı kartuş üzerinde farklı aralıklarla sararak bir miktar homojen olmama sağlamak mümkündür, ancak bunun kapsamı sınırlıdır. Bağlı ipliği olan sarılı kartuşlar da mevcuttur, bunlar kendi kendini taşır; ilkine gerek yoktur ve dolayısıyla daha ucuzdurlar. Bununla birlikte, yapısal güç ve kirlenme kapasitesi zarar görür.
Yüzey Emici Filtre
Eheim Skim 350
Akvaryum Yüzey TEMİZLEYİCİ
İsta Surface Skimmer
Eheim Yüzey Emici
Akvaryum yüzey emici Filtre
Sunsun Yüzey Emici Filtre
Yüzey Filtreleri
Gerçek bir yüzey filtresinin filtreleme mekanizması yalnızca yüzey süzmedir. Bununla birlikte, çoğu ticari yüzey filtresi kartuşları, derinlik filtreleme mekanizmaları aracılığıyla da filtreler. Çok düşük kir tutma kapasitesi ve sınırlı filtreleme alanı, düzenli geometrili bir kartuş kullanılırsa bu mekanizmadan kaynaklanacaktır. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için, Şekil 6.22’de gösterildiği gibi yüzey filtre ortamını katlamak olağandır.
Örneğin, 230×34 ~ 16mm boyutlarında (uzunluk dış çap xinsidediameter) 10 inçlik bir kartuş, filtreleme için 0,5 m2’ye kadar membran yüzey alanına sahip olabilir. Bir dizi membran diskten yapılan filtreler de, her bölüm arasında ara parçalar ile mevcuttur. Pileli yüzey filtreleri genellikle polimerler gibi esnek malzemelerden yapılır ve kullanım noktasında son filtre olarak kullanılır. 0,1 pm’ye kadar olan mutlak filtre derecelendirmeleri mikrofiltrasyonda mevcuttur. Bu boyutun altında ultrafiltrasyon teknolojisi uygulanabilir hale gelir.
Yüzey membran filtrelerin tasarımı, önemli bir kullanım noktasından önce son filtre olarak kullanılma eğiliminde olduklarından kritik olabilir. Dalgalı akıştan kaynaklanan hidrolik şokların partikül dökülmesine neden olmaması için sağlam olmaları gerekir. Ayrıca, hem kartuşu yuvasına itmek için gereken sızdırmazlık halkaları hem de uç kapaklara bağlanan membran malzemesi gibi garantili sızdırmazlıklar gerektirirler. Bu bağlantı, yükleme sırasında ve akış dalgalanmaları meydana geldiğinde basınç farkı arttıkça kartuşun çökmesini önleyecek kadar sağlam olmalıdır.
Kenar Filtreleri
Sıkıştırma ile bir araya getirilen bir dizi katı ince disk, sızdırmazlık contası veya halka olmadığında her disk arasında bir akış kanalı sağlayacaktır. Bu, bir kenar filtresinin temelidir. Filtratın kartuştan çıkmasını sağlamak için diskin merkezine doğru bir akış kanalı sağlanmalıdır. Genellikle metal diskler kullanılır, ancak polimer ve işlenmiş kağıt diskler de mevcuttur. Yay benzeri metal filtreler kullanılabilir, bu filtreler, sıkıştırıcı ve geri yıkama kuvveti bırakılarak temizlenebilir.
Testler ve Karakterizasyon
Çok çeşitli ortam türü, partikül tutma boyutu ve uygulamaları, kartuş filtrelerini test etmek ve karakterize etmek için geniş bir yöntem yelpazesine yol açar. Aşağıda açıklanan testlerin çoğu, mutlak performans garantisi için bir araç gerektiren daha yüksek değerli pazarlara uygulanma eğiliminde olduklarından mikrofiltrasyon membran kartuşları için tasarlanmıştır. Testler ayrıca mikrofiltrasyon membran teknolojisi bölümüyle de ilgilidir, ancak burada tekrarlanmayacaktır.
Kabarcık Noktası Testi
Bu, test edilen filtrede bulunan en büyük gözenek boyutunu belirlemek için yaygın olarak kullanılan bir testtir. Ayrıca ticari membran filtrelerde standart bir bütünlük ve kalite kontrol kontrolü olarak kabul edilir. Kökeni kumaşların karakterizasyonunda [ASTM 316, BS33211. Bu testte normalde hava kullanılır, kartuş filtre veya membran numunesi, membran malzemesini kolayca ıslatan sıvı ile ıslatılır.
Hava basıncı daha sonra membrandan kabarcıklar oluşana kadar sürekli olarak artırılır. İlk birkaç kabarcık, nadiren tekrarlanabilir sonuçlar verdiği için göz ardı edilir ve test, kontrol olarak birkaç kez tekrarlanmalıdır. Gerekli ekipman ve düzenleme Şekil 6.23’te gösterilmektedir.
Gözenek boyutu, aşağıdaki gibi kabarcık noktası basıncıyla ilişkilendirilebilir. Yüzey gerilimi formülü, y yüzey gerilimi, h yükselme yüksekliğidir, p sıvının yoğunluğudur, g yerçekimine bağlı ivmedir, r bir tüp veya gözenek yarıçapıdır, I $ temas açısıdır ve B bir sabittir. D çapının yeniden düzenlenmesi ve kabarcık noktası basıncının değiştirilmesi (AP = hpg).
