Литературный обзор
1.1 Валидация аналитических методик
Валидация аналитической методики – экспериментальное доказательство того, что методика пригодна для решения предполагаемых задач.
Валидации подлежат методики количественного определения, в том числе методики определения примесей и методики определения предела содержания. Методики проверки подлинности подвергаются валидации при необходимости подтвердить их специфичность.
При валидации проводится оценка аналитической методики по перечисленным ниже характеристикам:
-Специфичности (specificity);
-Пределу обнаружения (detection limit);
-Пределу количественного определения (quantitation limit);
-Аналитической области (range);
-Линейности (linearity);
-Правильности (trueness);
-Прецизионности (precision);
-Устойчивости (robustness).
Специфичность
Специфичность – это способность аналитической методики однозначно оценивать определяемое вещество в присутствии сопутствующих компонентов.
Доказательство специфичности валидируемой методики обычно основывается на рассмотрении полученных с ее использованием данных анализа модельных смесей известного состава.
Специфичность валидируемой методики может быть доказана также соответствующей статистической обработкой результатов анализа реальных объектов, выполненных с ее использованием и, параллельно, с использованием другой, заведомо специфичной, методики (методики, специфичность которой доказана) [2].
1.1.1.1 Для методик количественного определения и испытания на примеси
Для валидируемой методики количественного определения и испытания на примеси применяют одинаковые подходы – должна быть оценена ее специфичность в отношении определяемого вещества, т.е. должно быть экспериментально подтверждено, что присутствие сопутствующих компонентов не влияет непредусмотренным образом на результат анализа.
Допускается оценка специфичности валидируемой методики как путем анализа модельных смесей известного состава, содержащих определяемое вещество, так и путем сравнения результатов анализов реальных объектов, полученных одновременно с использованием валидируемой и другой, заведомо специфичной методики. Результаты соответствующих экспериментов должны быть статистически обработаны.
Недостаток специфичности испытания может быть компенсирован другим (другими) дополнительными испытаниями.
При валидации методик, если это целесообразно, могут использоваться образцы лекарственных средств, подвергнутые, с целью накопления в них примесей, воздействию экстремальных условий (света, температуры, влажности) или химически модифицированные любым подходящим способом.
Для хроматографических методик показывают разрешение между двумя наиболее близко элюирующимися веществами при соответствующих концентрациях [2].
Предел обнаружения
Предел обнаружения – это наименьшее количество (концентрация) определяемого вещества в образце, которое может быть обнаружено (или приближенно оценено) с использованием валидируемой методики.
Предел обнаружения, обычно выражается как концентрация определяемого вещества (в % относительных или долях на миллион ppm).
В зависимости от типа методики (визуальная или инструментальная) используют разные способы определения предела обнаружения [2].
Для методик с визуальной оценкой результата анализа
Проводят испытания образцов с различными известными количествами (концентрациями) определяемого вещества и устанавливают минимальное значение, при котором результат анализа может быть оценен визуально. Это значение является оценкой предела обнаружения.
Для методик с инструментальной оценкой результата анализа
1.2.2.1 По соотношению сигнал/шум
Этот подход применим к методам, для которых наблюдается шум базовой линии. Сравнивают величины сигналов, полученных для контрольного опыта и для образцов с низкими концентрациями анализируемого вещества. Устанавливают минимальное количество (концентрацию) определяемого вещества в образце, при котором величина отношения аналитического сигнала к уровню шумов равна 3.
Найденная величина является оценкой предела обнаружения.
1.2.2.2 По величине стандартного отклонения сигнала к угловому коэффициенту калибровочного графика
Предел обнаружения (ПО) находят по уравнению:
"ПО=3,3·" "S" /"b" ",
"
где S – стандартное отклонение аналитического сигнала;
b – коэффициент чувствительности, представляющий собой отношение аналитического сигнала к определяемой величине (тангенс угла наклона калибровочной кривой).
При наличии экспериментальных данных в широком диапазоне измеряемой величины S и b могут быть оценены методом наименьших квадратов.
Для линейного калибровочного графика значение S принимают равным стандартному отклонению Sa свободного члена уравнения этого графика. Полученное значение предела обнаружения при необходимости может быть подтверждено прямым экспериментом при количествах (концентрациях) определяемого вещества, близких к найденному значению предела обнаружения [2].
Как правило, если имеются данные о пригодности методики для надежного определения вещества в концентрациях, лежащих как выше, так и ниже нормы его содержания, установленной спецификацией, определять реальных предел обнаружения для такой методики не требуется.
1.3 Предел количественного определения
Предел количественного определения – это наименьшее количество (концентрация) вещества в образце, которое может быть количественно оценено с использованием валидируемой методики с требуемой правильностью и внутрилабораторной (промежуточной) прецизионностью.
Предел количественного определения необходимой валидационной характеристикой методик, используемых для оценки малых количеств (концентраций) веществ в образце и, в частности, для оценки содержания примесей.
В зависимости от типа методики используют следующие способы нахождения предела количественного определения [3].
1.3.1 Для методик с визуальной оценкой результата анализа
Проводят испытания образцов с различными известными количествами (концентрациями) анализируемого вещества и устанавливают минимальное значение, при котором результат анализа может быть получен визуально с требуемой правильностью и внутрилабороторной (промежуточной) прецизионностью [2].
1.3.2 Для методик с инструментальной оценкой результата анализа
1.3.2.1 По соотношению сигнал/шум
Устанавливают минимальную концентрацию определяемого вещества в образце, при которой величина отношения аналитического сигнала к уровню шума составляет около 10:1.
1.3.2.2 По величине стандартного отклонения сигнала к угловому коэффициенту калибровочного графика
Предел количественного определения рассчитывают по уравнению:
"ПКО=10·" "S" /"b" ","
где S – это стандартное отклонение аналитического сигнала;
b - это коэффициент чувствительности, представляющий собой отношение аналитического сигнала к определяемой величине.
При наличии экспериментальных данных в широком диапазоне измеряемой величины S и b могут быть оценены методом наименьших квадратов.
Для линейного калибровочного графика значение S принимают равным стандартному отклонению Sa свободного члена уравнения этого графика. Полученное значение предела количественного определения при необходимости может быть подтверждено прямым экспериментом при количествах (концентрациях) определяемого вещества, близких к найденному значению предела количественного определения.
Как правило, если имеются данные о способности методики надежно определять анализируемое вещество в концентрации выше и ниже установленной в спецификации нормы его содержания, определять реальное значение предела количественного определения для такой методики, как правило, не требуется [2].
Линейность
Ленейность аналитической процедуры – это параметр, характеризующий в пределах заданного диапазона прямо пропорциональную зависимость измеряемого сигнала от концентрации (количества) анализируемого вещества в образце.
При валидации методики ее линейность в аналитической области проверяют экспериментально измерением аналитических сигналов для не менее чем 5 проб с различными количествами или концентрациями определяемого вещества. Экспериментальные данные обрабатывают методом наименьших квадратов с использованием линейной модели:
"y=b·x+a,"
где x – количество или концентрация определяемого вещества;
y – величина отклика;
b – угловой коэффициент;
a – свободный член (ОФС «Статистическая обработка результатов химического эксперимента»).
Должны быть рассчитаны и представлены величина b, a и коэффициент корреляции r. В большинстве случаев используют линейные зависимости, отвечающие условию 0,99, и только при анализе следовых количеств рассматривают линейные зависимости, для которых 0,9.
В отдельных случаях возможность линейной аппроксимации экспериментальных данных обеспечивается лишь после их математического преобразования (например, логарифмирования).
Для некоторых методик анализа, в основу которых в принципе не может быть положена линейная зависимость между экспериментальными данными, определение концентрации или количества вещества проводят с использованием нелинейных калибровочных графиков. При этом график зависимости аналитического сигнала от количества или концентрации определяемого вещества может быть аппроксимирован подходящей нелинейной функцией с использованием метода наименьших квадратов, что выполнимо при наличии соответствующего валидированного программного обеспечения [4].
Правильность
Правильность методики характеризуется отклонением среднего результата определений выполненных с ее использованием, от значения, принимаемого за истинное.
Валидируемая методика признается правильной, если значения, принимаемые за истинные, лежат внутри доверительных интервалов соответствующих средних результатов анализов, полученных экспериментально по данной методике.
Для оценки правильности методик количественного определения применимы следующие подходы:
а) Анализ с использованием валидируемой методики стандартных образцов или модельных смесей с известным содержанием (концентрацией) определяемого вещества;
б) Сравнение результатов, полученных с использованием валидируемой методики и образцовой методики, правильность которой раннее установлена;
в) Рассмотрение результатов изучения линейности валидируемой методики: если свободный член в уравнении, приведенном в разделе 1.4, статистически достоверно не отличается от нуля, то использование такой методики дает результаты, свободные от систематической ошибки.
Для подходов «а» и «б» возможно представление полученных данных в виде уравнения линейной зависимости (регрессии) между экспериментально найденными и истинными величинами. Для этого уравнения проверяются гипотезы о равенстве единице тангенса угла наклона b и о равенстве нулю свободного члена a. Как правило, если эти гипотезы признаются верными по степени надежности, равной 0,05, то использование валидируемой методики дает правильные, т.е. свободны от систематической ошибки, результаты [2].
1.6 Прецизионность
Прецизионность методики характеризуется рассеянием результатов, полученных с ее использованием, относительно величины среднего результата. Мерой такого рассеяния является величина стандартного отклонения результата отдельного определения, полученная для выборки достаточно большого объема.
Прецизионность оценивается для любой методики количественного определения по результатам не менее трех определений для каждого из трех уровней определяемых величин (нижнего, среднего и верхнего), лежащих в пределах аналитической области методики. Повторяемость также может оцениваться для любой методики количественного определения по результатам не менее шести определений для образцов с содержанием определяемого вещества, близких к номинальному. Во многих случаях оценка прецизионности может быть проведена по результатам обработки экспериментальных данных методом наименьших квадратов в ОФС «Статистическая обработка результатов химического эксперимента».
Прецизионность должна исследоваться на однородных образцах и может оцениваться в трех вариантах:
- Как повторяемость (сходимость);
- Как внутрилабораторная (промежуточная) процизионность;
- Как межлабораторная прецизионность (воспроизводимость).
Результаты оценки методики анализа по каждому из вариантов прецизилнности обычно характеризуются соответствующим значением величины стандартного отклонения результата отдельного определения [3].
Обычно при разработке оригинальной методики определяется повторяемость (сходимость) результатов, получаемых с ее использованием. При необходимости включения разработанной методики в нормативную документацию дополнительно определяется ее внутрилабораторная (промежуточная) прецизионность. Межлабораторная прецизионность (воспроизводимость) методики оценивается при предполагаемом ее включении в проект общей фармокопейной статьи, фармокопейной статьи или в нормативную документацию на фармокопейные стандартные образцы .
Повторяемость (сходимость)
Повторяемость аналитической методики оценивают по независимым результатам, полученным в одинаковых регламентированных условиях в одной лаборатории (один и тот же исполнитель, одно и то же оборудование, один и тот же набор реактивов) в пределах короткого промежутка времени.
Внутрилабораторная (промежуточная) прецизионность
Внутрилабораторная (промежуточная) прецизионность валидируемой методики оценивается в условиях работы одной лаборатории (разные дни, разные исполнители, разное оборудование и т.д.) [2].
Межлабораторная прецизионность (воспроизводимость)
Межлабораторная прецизионность (воспроизводимость) валидируемой методики оценивается при проведении испытаний в разных лабораториях.
Устойчивость
Устойчивость валидируемой методики – это способность сохранять найденные для нее в оптимальных (номинальных) условиях характеристики, при вероятных небольших отклонениях от этих условий проведения анализа.
Устойчивость методики не следует определять по отношению к легко контролируемым условиям проведения анализа. Это резко сокращает необходимость в специальном изучении устойчивости.
Устойчивость должна изучаться только в тех случаях, когда валидируемая методика основана на использовании особо чувствительных к внешним условиям методов анализа, таких как различные виды хроматографии и функционального анализа. При необходимости оценка устойчивости методики проводится на стадии ее разработки. Если вероятна невысокая устойчивость методики, проверка ее пригодности осуществляется в обязательном порядке непосредственно в процессе практического использования.
Хроматография
Хроматографией называется метод разделения смесей веществ, основанный на их многократном перераспределении между двумя контактирующими фазами, одна из которых неподвижна, а другая имеет постоянное направленное движение. Неподвижной (стационарной) фазой служит твердое пористое вещество (часто его называют сорбентом) или пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу, иногда под давлением. Компоненты анализируемой смеси (сорбаты) вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. Ее обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку, называемую колонкой. В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента (за счет адсорбции или по какому-либо другому механизму) компоненты будут перемещаться вдоль колонки с разной скоростью. Одни компоненты останутся в верхнем слое сорбента, другие, в меньшей степени взаимодействующие с сорбентом, окажутся в нижней части колонки, а некоторые и вовсе покинут колонку вместе с подвижной фазой (такие компоненты называются неудерживаемыми, а время их удерживания определяет “мертвое время” колонки). Результат хроматографического разделения представляется в виде хроматограммы [5].
Хроматограммой называют записанную во времени функцию концентрации определяемых веществ в подвижной фазе на выходе из колонки от времени(или объема элюата). Схематические хроматограммы представляют собой последовательность гауссовых пиков на базовой линии (рис.1).
