CONVALIDA ANALITICA e RISK ASSESSMENT nel controllo delle

CONVALIDA ANALITICA e RISK ASSESSMENT nel controllo delle ELEMENTAL IMPURITIES Dr. A. Borriero 9 Maggio 2019

www. labredox. com DSC, TGA, SEM, POROSIMETRIA, GRANULOMETRIA GC-FID, -MS, -ECD, -TCD HPLC, LC-MS STATO SOLIDO MICROANALISI CROMATOGRAFIA (GAS; HPLC) CAMERE CLIMATICHE REATTIVITA’ ICP RC 1, DSC, DUST EXPLOSION, SINTESI IMPUREZZE, MICROREATTORE CHN-S-O, KF, Ion Chromatography 25°C, 35°C, 40°C, 2 -8°C ICP-OES, ICP-MS

TECNICHE ANALITICHE? • Colorimetriche (USP <231>, EP 2. 4. 8) – Solfuri insolubili • USP <232> e <233>: • EP 2. 4. 20 e 2. 2. 57/58 TECNICHE STRUMENTALI: ICP

ICH Q 3 D (step 4 – 2014): “Guideline for elemental impurties” • Classificazione dei Metalli in base alla TOSSICITÀ (1, 2 a, 2 b, 3, altri) • Definizione del CONTENUTO LIMITE in base a: – tossicità, – tipo di somministrazione e – dosaggio • Introduzione del Risk assessment per scelta degli elementi

-Tavola periodica (Mendeleev)-

OBIETTIVI DI QUEST’OGGI • INFORMAZIONI TEORICHE • POTENZIALITA’ dell’ICP • LIMITI dell’ICP • NORMATIVA e LINEE GUIDA • CONDURRE VALIDAZIONI … senza alcun «rischio»

Non certo questo risultato …

- I DUE “FRATELLI” • ICP-OES: Optical Emission Spectroscopy (anche AES: Atomic Emission Spectroscopy) • ICP-MS: Mass Spectrometry

- STRUTTURA OTTICO: ICP-OES MASSA: ICP-MS Detector -Reticolo -Quadrupolo FIAMMA To plasma ARGON

NELLA • FIAMMA …: ICP-OES IONE M Ionizzazione • ATOMO Atomizzazione • GAS M Eccitazione -h M* M* MX Vaporizzazione • SOLIDO (MX)n Desolvatazione • SOLUZIONE [M(H 2 O)m] , X

NELLA FIAMMA…: ICP-MS Eccitazione • IONE M* • ATOMO M • GAS MX • SOLIDO (MX)n • SOLUZIONE M* [M(H 2 O)m] , X

DALLA FIAMMA…: ICP-MS M* Eccitazione M* QUADRUPOLO m/z Detector

- RILEVAZIONE 1 • ICP-OES: Optical Emission Spectroscopy CIASCUN ELEMENTO HA MOLTEPLICI RIGHE EMISSIONE (UV-Vis: nm), OGNUNA CON PROPRIA INTENSITA’ SPECIFICA • ICP-MS: Mass Spectrometry CIASCUN ELEMENTO HA UNO o PIU’ ISOTOPI (m/z), LEGATI DA RAPPORTI ISOTOPICI FISSI

- RILEVAZIONE 2 • MOLTE RIGHE e ISOTOPI – ANCHE POTENZIALI INTERFERENZE

Validazione - Specificità – ICP-MS: » Scelta degli isotopi (intensità relativa e univocità) » Cluster isobarici (ovvero stesso “peso”) (es. : m/z As = Ar+Cl) § Abbattimento dei cluster: cella collisione (KED) – ICP-OES: scelta delle linee di emissione » Intensità specifica delle lunghezze d’onda degli analiti (righe) § Interferenze da altri elementi § Interferenze matrice: Linea di base

PREPARAZIONE CAMPIONE Iniettata in ICP: SOLUZIONE ACQUOSA SOLUZIONE DOMANDE … qualcuna … CAMPIONE ORIGINALE SOLIDO DOMANDE TANTE …

CAMPIONE: SOLUZIONE ACQUOSA (1) • Contiene Solventi in %? (strumentazione avanzata o. . . evaporazione) • Elevata concentrazione Sali Inorganici – Perdita peso – Prima analisi molto diluita, poi analisi a diluizione ottimale • Elevata concentrazione Sali organici • Come sopra • Mineralizzazione acida (ved. dopo)

CAMPIONE: SOLUZIONE ACQUOSA (2) • Sospensione • • Filtrazione e analisi separata (SOLIDO/LIQUIDO) Mineralizzazione acida (ved. dopo) • Emulsione • Mineralizzazione acida (ved. dopo) • Elementi da rilevare e Limiti da raggiungere: • Eventuale evaporazione e concentrazione della soluzione campione • Scelta se ICP-OES o ICP-MS

CAMPIONE: SOLIDO • Solubile in Acqua e Acidi? • Elementi in elevata concentrazione? – Es. : Sale sodico • Quali metalli? • Tipo di mineralizzazione (ved. Mineralizzazione) • OES o MS • Impurezza o Titolo? • Quantità da mineralizzare • Omogeneità del campione: Vortex

TECNICHE di MINERALIZZAZIONE 1. CENERI SOLFORICHE 2. FUSIONE ALCALINA 3. MINERALIZZAZIONE ad UMIDO 4. AC. SOLFORICO/H 2 O 2 (per plastiche) 5. SOLUBILIZZAZIONE in HNO 3 conc (micronde)

CENERI e METALLI VOLATILI • Metalli volatili sono persi più o meno completamente con le ceneri • Si (Siliconi, Silani), Fosforo, Zolfo, As, Se, Sn (organostagno), Sb, Bi … MERCURIO (Hg)

MINERALIZZAZIONE UMIDO (Microonde) (Eur. Ph e USP) • MICROONDE: – Solo HNO 3 – Ambiente chiuso, ermetico (in sicurezza) – Elevate temperature e pressioni – RECUPERO PRESSOCCHE’ COMPLETO DEI METALLI VOLATILI – A volte la matrice NON viene distrutta, anche dopo più cicli sedimento FILTRAZIONE

SCELTA MINERALIZZAZIONE • QUALI ELEMENTI: Volatili, non volatili, … • SENSIBILITA’: ICP-OES, ICP-MS • QUANTITA’ di MATERIALE DISPONIBILE • TIPO di PRODOTTO: Puro organico, Sale (es. : Cloridrato, Controione cationico), Puro Inorganico. • “Logistica” del laboratorio: tempi e spazi disponibili

Dubbio dal www.

VALIDAZIONE • ICH Q 3 D • Linee guida: ICH Q 2 (R 1); SANCO • USP • Limiti in USP <232> (Elemental impurities) • Procedura generale per validazione + SST in USP <233> (test limit o completa) • EP • Procedura generale e Specifiche per parametri + SST in EP 2. 4. 20 (Metal residues from catalysts and reagents) • Specifiche per parametri in AOAC (Association of Official Analytical Chemists) (+ restrittive) • Specifiche in 2. 2. 57 (ICP-OES) e 2. 2. 58 (ICP-MS) in contrasto con 2. 4. 20 (più recente), in quanto “aggiornata” al 2008.

Limite dell’analita sul drug product (in mg/kg di prodotto): - Stabilito in base alla Dose Giornaliera Permissibile (PDE - µg analita/day) e al dosaggio del prodotto finito (grammi al giorno) Approccio con analisi sui componenti: ØOpzione 1: worst case di 10 g/day di prodotto finito (drug product)

Per dosaggio di 10 g di prodotto finito al giorno

Limite dell’analita sul drug product (in mg/kg di prodotto): Approccio con analisi sui componenti: ØSe conoscenza del dosaggio corretto calcolo del limite massimo di ogni analita applicato ad ogni componente del drug product ØOpzione 2 a: se analita < al limite qualsiasi proporzione del componente nel prodotto finito ØOpzione 2 b: se analita > al limite, proporzione nel prodotto finito da valutare, in modo che il totale (µg/day) sia inferiore alla dose giornaliera ammessa (PDE) Approccio con analisi sul prodotto finito ØOpzione 3: analisi allo stadio finale (valido come screening iniziale)

METALLI PESANTI

SCREENING • Domanda: «Bisogna validare il metodo di screening? » • La risposta è per definizione e scientificamente: NO! • Screening prevede: – Sensibilità – Linearità – No accuratezza – No ripetibilità

Perché non validare lo screening? • Sensibilità con ICP-MS: si raggiungono limiti dell’ordine di ppb (0, 01 ppm) Per orale e parenterale Lontani dai limiti di classe 2 e 3 (per 1 comunque si farà validazione) • Accuratezza e Ripetibilità: anche se fossero molto scarse, si è lontani dai limiti. • Per inalatorio: – gli analiti con limiti bassi (2 B) non sono da ricercare se non aggiunti intenzionalmente – la successiva validazione sugli altri elementi darà conferma della correttezza dello screening

Risk Assessment • Non validazione di tutti i metalli • Tossici (1): Cd, As, Pb e Hg (da USP <232>: «Due to the ubiquitous nature of arsenic, cadmium, lead, and mercury, they (at the minimum) must be considered in the risk assessment”) • Gruppo 2 A (Co, V, Ni) • Elementi aggiunti intenzionalmente (es. catalizzatori, reagenti)

- Impurezze elementari: Fonti

RISK ASSESSMENT Scelta degli elementi DA VALIDARE in base a criteri di: • Fonti • Incertezze per i fornitori • Costi per validazione • Tempistiche per validazione • Indicazioni di CLIENTI e ISTITUZIONI

Primo Dubbio: ICP-OES o ICP-MS? ? • Metalli alcalino e alcalino-terrosi OES (no MS) • Analita oltre 100 mg/kg OES (MS: eccessiva diluizione) • Sensibilità: MS (somministr. orale anche OES)

Secondo Dubbio: VALIDAZIONE (tipologia) VALIDAZIONE LIMIT TEST VALIDAZIONE COMPLETA -Tracce -Titolo

LIMIT TEST • ICH Q 2 (R 1): solo specificità e LOD Esile e “attaccabile” … ICH Q 3 D • Doppia Soglia: • 100% limite (da ICH Q 3 D) e 30% • Accuratezza e Ripetibilità (n spike) Skip test USP <233> Range: 50 -150% della specifica

ACCURATEZZA E RIPETIBILITA’ (Tracce) ACCURATEZZA • Gli analiti sono aggiunti al campione SPIKING • Campione: esente da analiti il più possibile • Calcolo del Recovery vs. Soluzioni Standard RIPETIBILITA’ • Dai valori di Recovery ottenuti dagli spike

ACCURATEZZA E RIPETIBILITA’ (Titolo) • ACCURATEZZA Come per tracce … – In aggiunta: verifica della linearità estesa così da coprire Spike + 100% (es. 220%, se application range: 80 -120%) • RIPETIBILITA’ – Titolo sui campioni tal quali

VALIDAZIONE COMPLETA • • • Specificità Linearità (min 5 livelli) Precisione: • Strumentale: su tutti i livelli • Ripetibilità: al 100% • Intermedia: al 100% Accuratezza: su tutti i livelli (o min. 3) Robustezza (non sempre): due parametri in POS. E NEG. Stabilità (non sempre): dopo almeno 24 h a TA

PRECISIONE INTERMEDIA • COME RIPETIBILITA’ (solitamente 2°analista) • Confronto con 1° analista: – Recovery (per tracce) – Titolo

Robustezza

Robustezza • Variazione 2 parametri strumentali: – Positivo e negativo – Uno alla volta (esempi) üFlusso gas di nebulizzazione üPotenza radiofrequenza üVelocità pompa peristaltica (carico soluzione) Ø …. Ø TRACCE: Bianco Standard Spike Ø TITOLO: Bianco Standard Campione

Stabilità • Analisi dopo 24 h dalla preparazione di Spike o campione Vs Soluzioni iniziali Tracce: Titolo: Differenza % su RECOVERY Differenza % su titolo

Per terminare …

Colleghi REDOX che lavorano su ICP

GRAZIE DELLA VOSTRA CORTESE ATTENZIONE