Farmasötik Numunelerinin Mikrodalga Sülfatlama Prosedürü

Farmasötik numunelerde inorganik kirleticilerin ölçümü için alternatif ve hızlı bir yöntem.

Giriş

USP <281> bölümü, farmasötik numunelerde inorganik kirleticilerin ölçüm metodolojisini tanımlar ve kullanılan teknik sülfatlı külleme yöntemidir.

Bu yöntem, külleme adımı öncesinde numunelerin %98 derişik sülfürik asit ile (yaklaşık 1 mL) ıslatılmasını ve ardından 600 ± 50 °C’de küllemeyi içerir.

Sülfatlı küllemenin yapılmasının nedeni, bazı önemli elementlerin uçuculuğunu önlemektir. Fosfor bulunmadığında; baryum, kalsiyum, magnezyum, sodyum ve potasyum sülfatlarına dönüştürülür. Kalay ve çinko ise oksitlerine dönüştürülür.

Bu elementlerin tayini önemlidir çünkü bazı mineraller (örneğin kalsiyum, fosfor, potasyum ve sodyum) sağlıklı bir beslenme için gereklidirken; diğerleri (örneğin kurşun, cıva, kadmiyum ve alüminyum) toksik etkilere sahiptir.

Geleneksel yöntem, %98’lik H₂SO₄ asidinin bir ısıtıcı tabla (hotplate) veya alev üzerinde, davlumbaz altında buharlaştırılmasını gerektirir. Bu işlem, çok sıcak potaların elleçlenmesi gerektiğinden ve yüksek derecede toksik sülfürik asit buharlarına maruz kalma riski bulunduğundan operatör için oldukça tehlikelidir.

Ayrıca bu buharlar son derece korozif olup, davlumbaz altındaki tüm cihaz ve araçlara, hatta davlumbazın kendisine bile zarar verebilir.

Ayrıca, bu prosedürün doğası gereği, tekrarlanabilirlik zayıftır.

Milestone PYRO, bu özel uygulamanın tek adımda gerçekleştirilmesine olanak tanıyan, gelişmiş bir sülfatlı külleme sistemidir ve bu sayede operatör güvenliğini garanti eder.

Bu sektör raporu, PYRO mikrodalga sülfatlı külleme sisteminin iki farklı farmasötik numune üzerindeki performanslarını göstermeyi amaçlamaktadır.

Resim 1 – Milestone PYRO Mikrodalga kül tayini sistemi

Yeni Milestone PYRO, sülfatlı külleme uygulamaları için uygun, gelişmiş bir mikrodalga mufla fırınıdır.

• Tamamen paslanmaz çelik kapıya sahiptir ve 70 litreden büyük bir hazne hacmi sayesinde geniş muflaların kullanımına imkân tanır; bu da numune işleme kapasitesini artırır.

• İki adet 950 Watt’lık magnetron ile donatılmıştır; toplamda 1900 Watt güç sağlayarak piyasadaki en güçlü mikrodalga mufla fırını sistemi olma özelliğini taşır.

• Ayrıca sistem, hazne boyunca mikrodalgaları eşit şekilde dağıtan döner difüzör kullanır. Bu sayede sıcaklık homojenliği sağlanır ve tekrarlanabilirlik önemli ölçüde artırılır.

Resim 2 Milestone PYRO Sülfatlı Külleme mufla sistemi

PYRO sülfatlı külleme muflası, analistin numunelere sülfürik asit eklemesine ve potaları önceden kömürleştirme adımına gerek kalmadan doğrudan mikrodalga mufla fırınına yerleştirmesine olanak tanır. Bu sayede numunelerin zahmetli şekilde elleçlenmesi ve operatörün asit buharlarına maruz kalması tamamen ortadan kaldırılmış olur.

Potalardan salınan sülfürik asit buharları, sürekli olarak bir kuvars tüpten ve cihaz dışında bulunan hava soğutmalı kuvars toplama kabına geçirilerek uzaklaştırılır. Bu buharlar, son olarak özel bir asit yıkayıcı modülünde (acid scrubber) tutulur ve nötralize edilir.

Analitik Prosedür

• 1–2 g arasında madde dört porselen potaya hassas olarak tartılmıştır (ayrıntılar Tablo 1’de verilmiştir).

• Porselen potalar başlangıçta sabit ağırlığa ulaşacak şekilde ön koşullandırılmıştır (alternatif olarak silika, platin veya kuvars potalar da kullanılabilir).

• Numuneler daha sonra az miktarda (%98’lik, genellikle 1–2 mL) sülfürik asit ile nemlendirilmiştir. Numuneler, sülfürik asit tarafından tamamen ıslatılmalıdır (Bkz. Resim 3, ikinci pota).

Potalar, PYRO mikrodalga külleme ünitesine yerleştirildi ve Tablo 2’de açıklanan mikrodalga programı ile külleme işlemi gerçekleştirildi.

No	Numune	Ağırlık (g)	Pota Tipi	H₂SO₄ (98%) Hacim
1	Nifuroksazid	2.0057	Porselen	2 mL
2	Nifuroksazid	2.0247	Porselen	2 mL
3	Nifuroksazid	2.0012	Porselen	2 mL
1	İbuprofen	1.0071	Porselen	1 mL
2	İbuprofen	1.0290	Porselen	1 mL
3	İbuprofen	1.0020	Porselen

Tablo 1 – Test için kullanılan tip numune miktarı, potalar ve konsantre H2SO4 %98 hacmi ile ilgili ayrıntılar.

Adım	İşlem	Süre (dk:ss)	Sıcaklık (°C)	Güç (W)	Scrubber
1	Kömürleştirme (Charring)	00:10:00	250 °C	1000 W	Açık (On)
2	Kömürleştirme (Charring)	00:10:00	250 °C	1000 W	Açık (On)
3	Külleme (Ashing)	00:20:00	600 °C	1800 W	Kapalı (Off)
4	Külleme (Ashing)	00:30:00	600 °C	1800 W	Kapalı (Off)

Tablo 2 – PYRO mikrodalga külleme programı

Resim 3- Sülfat külleme işlemi adımları sırasında alınan numuneler

Numuneler tamamen küle dönüştürüldü ve inorganik maddeden oluşan beyaz bir kalıntı elde edildi. Potalar tartıldı ve kalıntı yüzdesi yeniden hesaplandı.

No	Numune	Pota (g)	Pota + Kalıntı (g)	Kalıntı (%)
1	Nifuroksazid	53.2356	53.2394	0.189
2	Nifuroksazid	58.6647	58.6685	0.187
3	Nifuroksazid	53.0127	53.0164	0.185
1	İbuprofen	48.0675	48.0685	0.099
2	İbuprofen	44.1191	44.1199	0.078
3	İbuprofen	46.7442	46.7451	0.090

Tablo 3- Elde edilen sonuçlar, kalıntıların %’si

Sonuç

Milestone PYRO mikrodalga külleme sistemi, tüm numunelerin tek adımda çalıştırılabilmesine imkân tanıyarak operasyonların eksiksiz yürütülmesini ve yüksek performansı sağlar.

Geniş mufla kapasitesi ve daha hızlı ısıtma özelliği sayesinde, numune işleme verimliliği geleneksel elektrikli mufla sistemlerinden daha yüksektir.

Bu teknik notta sunulan veriler, PYRO’da yapılan külleme işleminin mufla içerisindeki mükemmel sıcaklık homojenliği sayesinde tekrarlanabilir olduğunu göstermektedir.

Ayrıca, H₂SO₄ buharlarını uzaklaştırma ve nötralize etme özelliği ile kısa sürede yüksek sıcaklıklara ulaşabilmesi, PYRO’yu USP <281> ile uyumlu sülfatlı külleme işlemleri için mükemmel bir araç hâline getirmektedir.

Referans: Milestone SRL