Sulfatasche reloaded – Das Arzneibuchverfahren aus dem Blickwinkel der ICH Q2(R1)

Schlüsselwörter: Asche, Sulfatasche, Glühverlust, Schwermetalle, Pharmawasser, Gravimetrie, Nasschemie, Reinheitsprüfungen

Key words: Sulphated ash, residue on ignition, heavy metals, water for pharmaceutical use, gravimetry, wet chemistry, impurities

Die Ermittlung der Sulfatasche ist ein arzneibuchbeschriebenes, gravimetrisches Verfahren zur Bestimmung anorganischer Bestandteile in organischen Proben. Das Prinzip erscheint simpel: Man nehme eine definierte Probenmasse, erhitzt diese unter Zugabe von Schwefelsäure und glühe das Ganze bei 600 ± 50 °C. Gemäß USP <281> und Ph. Eur. 2.4.14 soll dieser Vorgang so lange wiederholt werden, bis der Rückstand ein Ergebnis innerhalb der in der Monographie angegebenen Spezifikation ergibt, oder zwei aufeinanderfolgende Auswaagen des Rückstandes um nicht mehr als 0,5 mg differieren. Klingt das nicht ein wenig nach trial and error, und lassen solche Angaben nicht sogar Zweifel an der Präzision dieser Arzneibuchmethode aufkommen? Die Kommentare des deutschen Arzneibuches DAB beschreiben die Sulfatasche dabei als „empfindliche Reinheitsprüfung, die vor allem anorganische Verunreinigungen aus dem Herstellungsprozess erfasst“. Damit verbleibt ein Spannungsfeld, ob es sich um ein vermeintlich simples nasschemisches Verfahren, oder um ein valides und präzises Verfahren zur Reinheitsprüfung von Ausgangsstoffen handelt.

Dieser Frage gingen wir nun unter Einbeziehung der ICH Q2(R1) nach, frei nach dem Motto: Sulfatasche reloaded. Wir bestimmten am Beispiel Croscarmellose Natrium die Linearität, und weiterhin mit jeweils N=6 die Präzision und die intermediäre Präzision.  Croscarmellose Natrium hatten wir deswegen ausgewählt, weil die Spezifikationsspanne 14,0 % bis 28,0 % beträgt, und nicht etwa nur ein Ergebnis kleiner als angegeben ist. Dies bedeutet, dass die Anwesenheit eines definierten, höheren Anteils anorganischer Komponenten gegeben ist, der richtig zu erfassen ist.  Die Bestimmung der Sulfatasche erfolgte dann nach Ph. Eur 2.4.14 „Sulphated ash“. Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 sowie in Abbildung 1 dargestellt.

Ansatz Nr. Einwaage [mg] Rückstand [mg]
 1  249,92  47,10
 2  501,91  91,52
 3  1010,75  184,69
 4  2001,87  372,22
 5  4021,58  753,32

Tabelle 1: Linearität der Sulfatasche von Croscarmellose Natrium

Abbildung 1: Linearität der Sulfatasche von Croscarmellose Natrium

Tabelle 2: Präzision und intermediäre Präzision der Sulfatasche von Croscarmellose Natrium

Ansatz Nr. Bearbeiter 1, 22.12.2009
Sulfatasche [%]
Bearbeiter 2, 29.12.2009
Sulfatasche [%]
 1  18,59040  18,68118
 2  18,41484 18,69252
 3  18,66157  18,63631
 4  18,65825  18,70579
 5  18,68710  18,70706
 6  18,64758  18,60932
 Mittelwert:  18,60995  18,67203
 Stabw:  0,10081  0,04020
 VK:  0,54170  0,21528

Die Linearität der Sulfataschebestimmung von Croscarmellose Natrium ist in Abbildung 1 dargestellt. Für diesen Abschnitt der Studie wurden aufsteigende Probemengen gemäß Ph. Eur. 2.4.14 verascht und die erhaltenen Rückstände grafisch gegen die jeweilige Einwaage aufgetragen. Dabei wurde ein linearer Zusammenhang zwischen der ermittelten Sulfatasche in Abhängigkeit von der eingesetzten Menge Croscarmellose Natrium mit R2=1 bestätigt.

Die Ergebnisse der Präzision sowie der intermediären Präzision sind in der Tabelle 2 dargestellt und belegen zum einen mit Variationskoeffizienten von 0,5 bzw. 0,2 die Präzision der Methode und zum anderen die intermediäre Präzision, die in einem weiteren, unabhängigen Versuch mit N=6 durch einen zweiten Bearbeiter an einem anderen Arbeitstag ermittelt wurde. Eine mittlere Sulfatasche von 18,61 % in der ersten und 18,67 % in der zweiten Durchführung erfüllen die Anforderungen an eine intermediäre Präzision.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Verfahren nach Ph. Eur. 2.4.14 wie erwartet auch aus der Perspektive ICH Q2(R1) valide ist. Dieser am Beispiel Sulfatasche, Ph. Eur. 2.4.14 und USP <281>, ermittelte Vertrauensbeweis darf auch gleich in einen Vertrauensvorschuss eingebracht werden für

Glühverlust: Ph. Eur., jeweilige Monographie

Asche: Ph. Eur. 2.4.16

Schwermetalle: Ph. Eur. 2.4.8 C, D, F  USP <231>

Verdampfungsrückstand, Aceton, Ethanol, Pharmawasser

Ph. Eur., jeweilige Monographie

Diese weiteren nasschemischen Verfahren werden im Laborumfeld häufig als weniger herausfordernd im Vergleich zu modernen instrumentellen Verfahren gesehen. Hinzu kommt, dass Muffelöfen, Schwefelsäure und Wasserbäder eher unverträglich mit elektronisch hochgerüsteten Analysenautomaten sind. Seitens TECHPharm GmbH haben wir eine eigene Sicht der Sachverhalte entwickelt: Zunächst einmal respektieren wir die genannten Kenngrößen als etablierte, sachdienliche und schlüssige Arzneibuchvorgaben. Weiterhin haben wir ein separates Labor mit einem Keramikabzug und Abluftwäscher bestückt, und können Serienaufarbeitungen mit Schwefelsäureveraschungen z.B. an der offenen Flamme, oder auf Heizplatten schonend für Mitarbeiter und Labor in diesem gewidmeten Bereich durchführen. Und last, but not least, haben wir durch Training und Kommunikation aufgeschlossene und befähigte Mitarbeiter an die anspruchsvollen Reinheitsprüfungen nach Arzneibuchvorgaben herangeführt.

Nachtrag: Gleich an dieser Stelle unser besonderer Dank an die aufgeschlossenen und befähigten Mitarbeiter in dieser Studie, die die hier dokumentierten Ergebnisse im Rahmen ihrer weiteren Prüfungen von Ausgangsstoffen mit der beschriebenen Präzision erarbeitet haben.

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