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嘉峪檢測網 2021-04-07 14:05
質量守恒定律是指一個系統質量的改變總是等于該系統輸入和輸出質量的差值；它表明質量只會從一種物質轉移到另一種物質上，總量保持不變。
質量守恒主要應用于物理方面（解決熱學問題以及功能轉換）和化學方面（化學反應中,參加反應前各物質的質量總和等于反應后生成各物質的質量總和等）。
藥品強降解試驗中的質量平衡是通過樣品破壞后，主成分的測量值及所有雜質的報告值之和與未破壞樣品初始值接近100%的程度來確定。
強降解試驗中質量平衡的目的：1）了解藥物的降解路徑及分子內穩定性；2）建立穩定性指示分析方法，使其適用于樣品檢測；3）為藥品的處方、工藝、包裝、貯藏條件的確定提供有益支持。
為了實現質量平衡，鑒定原料藥和制劑樣品中的所有雜質，幾乎是不現實的（ICHQ3A僅要求鑒定超過鑒定水平的雜質）。特別是樣品中含有大量未知雜質且其響應因子未知時，有時會導致原料藥樣品中報告的總雜含量與樣品總雜含量之間存在明顯差異。ICHQ3A（R2）中的要求也會產生一些差異，即只有超過原料藥報告水平（RTh）的雜質包含在總雜的報告中，所有大于等于定量限（QL）的雜質都包含在計算中。制劑樣品中報告的總雜含量和樣品中雜質的總量之間也可能出現其他差異。產生這些差異的主要原因是原料藥的報告水平小于制劑的報告水平。但并不意味著制劑樣品初始穩定性（0天）中報告的總雜含量與用于生產制劑產品的原料藥中（批次相同）的總雜含量相同，因為ICHQ3B（R2）僅要求報告降解產物，且僅要求報告的降解產物應包含在總雜中。ICH對雜質結果報告和數據記錄的要求可以歸納為以下幾點：
A、可報告的結果
1、應報告超過報告水平（RTh）的雜質含量
2、報告的數值應包含在總雜中
3、小于等于報告水平的雜質應報告為不超過報告水平（RTh）
B、記錄的數據
1、應記錄大于等于定量限（QL）的雜質含量，并將其包含在總雜中。
2、可記錄大于等于檢測限（DL）但小于定量限（QL）的雜質含量，并可記錄在總雜中（應在處理記錄數據和報告結果的標準操作程序中定義一致的策略）。
3、小數點右邊的所有記錄值均應保留在經過驗證的電子表格中并包含在總雜中，然后四舍五入。
例如，表1.1顯示了應如何記錄和報告MDD為50mg的藥物的雜質數據和相應結果，在原料藥（DS）中樣品含有13種雜質，其中5種是降解產物，應對其進行監測并在制劑（DP）樣品中報告。假設圖1.1中的色譜圖既代表了DP的零天時間樣品，又代表了用于制備DP的DS批次，并且在DP的生產過程中沒有降解，則DS和DP中的雜質濃度將相同。表1.1顯示了基于面積歸一化法的質量平衡，雜質的總量為2.1818％。DS中雜質的含量降低到2.04％，因為總雜中不包括不超過報告水平（RTh）的三種雜質。DP中雜質的總雜含量僅為0.3％，因為不能報告DS中的雜質，并且僅降解物3的含量超過了0.1％（RTh）。
表1.1記錄和報告MDD為50mg的藥物的雜質數據和相應結果
圖1.1 不同濃度的雜質模擬的色譜圖
質量守恒計算方法：1）主成分峰面積在線性范圍內，可將供試品溶液的主峰峰面積和校正后的雜質峰面積之和除以破壞后的溶液主峰峰面積和校正后的雜質峰面積之和；2）主成分不在線性范圍內，測定供試品溶液和破壞后的溶液的主成分含量和有關物質含量，計算破壞前總含量與破壞后總含量，此方法同樣適用于第一種情況。
通常樣品的降解量為5%-20%，藥物降解至其原始量的90%為最優。如果降解條件過于劇烈，有可能發生二次降解，而在實際穩定性研究中不太可能產生二次降解產物。
影響質量守恒的因素：（1）酸/堿水解藥物與水溶液中的氫離子或者氫氧根離子發生反應，生成酸性或者堿性產物。水解反應的發生需克服水解基團的水解活化能，即需要考慮水解基團所處的電子和空間位阻效應。如藥物分子中含有的羧酸酯、羧酸酰胺及磷酸酰胺等基團通常水解活化能較低，是比較容易水解的位點;如醚及磺酰胺基團，一般水解活化能較高，通常不易發生水解［1］。水解速度的快慢受酸堿濃度、溫度、水解時間的影響，具體的考察條件根據藥物性質進行設計。
（2）光照降解光照強制降解試驗的條件設置在ICHQ1B中有明確規定，可分別以固體、溶液或混懸液狀態進行考察，總照度不低于1.2×106Lux·hr(冷白光燈)，近紫外能量不低于200w·h/m2。應考慮樣品的物理性質，并應采取措施如冷藏或置密閉容器中，以確保物理狀態變化(如升華、蒸發、熔化)所造成的影響最小［2］。
（3）高溫降解對于高溫破壞，一般遵循阿倫尼烏斯方程，即隨溫度升高降解速率加快。以固體或溶液狀態進行考察，通過設置較高的降解溫度以在較短的時間內獲得藥品的降解信息。具體的考察溫度和時間需結合合成工藝確定。
（4）氧化降解藥物氧化降解途徑主要包括2種[3]，第一種是經自由基鏈引發的氧化，如氧濃度、溫度、pH、金屬離子、光照和其他可能的自由基引發物等。制劑輔料(如聚維酮、羥丙基纖維素、交聯聚乙烯吡絡烷酮、聚乙二醇等)中的某些雜質，如醛類、金屬離子、過氧化物類，可作為氧化反應的引發劑，引發自由基鏈反應導致制劑發生氧化降解[4]。第二種氧化途徑是通過有機過氧化物或過氧化氫氧化，該途徑受有機過氧化物或過氧化氫濃度的影響。具體的考察條件應根據藥物性質進行設計。
強降解試驗質量守恒的可接受標準一般為90%-110%，誤差主要來源于雜質校正因子、儀器誤差、積分誤差、操作誤差；為了收緊限度，一般設為95%-105%。
如果降解試驗的質量平衡不符合接受標準，可能的原因有：揮發性雜質的潛在損失；特定的降解產物未被檢出（如；不保留雜質，強保留雜質）；二次降解；非紫外吸收化合物的形成等。因此，在強制降解試驗前需考慮樣品的理化質，了解藥物在各個條件下可能的降解機制以及降解反應的難易程度，合理的設計試驗，以確定合適的降解條件。
參考文獻
[1] MINLI. Organic chemistry of drug degradation [M].RSC Publishing，2012．
[2]ICH Q1B指導原則
[3] 馬駿威, 劉涓, 劉永輝, 等. 強制降解試驗在藥物研發中的應用[J]. 中國現代應用藥學, 2020, 37(14): 1778-1782.
[4] HARTAUERK J, ARBUTHNOT G N, BAERTSCHI S W, et al. Influence of peroxide impurities inpovidone and crospovidone on the stability of raloxifene hydrochloride intablets: Identification and control of an oxidative degradation product [J].Pharm Dev Technol, 2000, 5(3): 303-310.
來源：藥事縱橫
