粉末X-射线衍射法测定辛伐他汀片中晶型Ⅰ的含量
张淼 1, 李煜 2, 楼永军 2, 洪利娅 1,2    
1. 浙江工业大学化学工程学院, 杭州 310014;
2. 浙江省食品药品检验研究院, 杭州 310052
摘要目的:采用粉末X-射线衍射技术(PXRD)对2家公司的辛伐他汀片剂中晶型Ⅰ的含量进行定量分析和比较。方法:采用精细扫描方法,扫描范围6~19°,扫描速度5 s·步-1,步长0.02°。结果:2家公司的辛伐他汀片中晶型Ⅰ含量测定方法的线性方程分别为Y=4.022×104X-3.536×103r=0.9950)和Y=4.506×104X+19.54(r=0.9937),检测下限分别为1.3 mg·g-1和1.6 mg·g-1,定量下限分别为6.6 mg·g-1和6.5 mg·g-1,含量分别为60.5%~67.1%和98.3%~100.5%,2家公司结果相差较大。结论:本法操作简单,在辅料没有干扰的情况下可用于辛伐他汀片中晶型Ⅰ含量的定量分析和快速检测。
关键词辛伐他汀    粉末X-射线衍射    定量测定    晶型含量    
Quantitative analysis of crystaltype Ⅰ content in simvastatin tablets by powder X-ray diffraction
ZHANG Miao1, LI Yu2, LOU Yong-jun2, HONG Li-ya1,2    
1. College of Chemical Engineering of Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China;
2. Zhejiang Institute for Food and Drug Control, Hangzhou 310052, China
Abstract: Objective: To establish a quantitative analysis of crystal type Ⅰ content in simvastatin tablets from two companies by powder X-ray diffraction (PXRD)and comparative analysis of the contents of crystal type Ⅰ.Methods: The fine scanning method was adopted. The scan range was 6-19°, the scan speed was 5 s per step and the step size w a s 0.0 2°.Results: The linear equations were Y=4.022×104X-3.536×103 (r=0.995 0) and Y=4.506×104X+19.54 (r=0.993 7)for simvastatin tablets from two companies, respectively. The detection limit were 1.3 mg·g-1 and 1.6 mg·g-1. The quantitative limit were 6.6 mg·g-1 and 6.5 mg·g-1, respectively. The contents of crystal type Ⅰ in simvastatin tablets were 60.5%-67.1% and 98.3%-100.5%, respectively. There were significant differences of the contents of crystal type Ⅰ in simvastatin tablets from two companies.Conclusion: The method is simple in operation, which can be used for quantitative analysis of crystal type Ⅰ content in simvastatin tablets with no interference of excipients. It can be a rapid detection method for control crystal type Ⅰ content.
Keywords: simvastatin    powder X-ray diffraction    quantitative determination    crystal type content    

辛伐他汀(simvastatin)化学名称为[1S-[1α,3α,7β,8β,(2S*,4S*)8αβ]]-1,2,3,7,8,8a-六氢-3,7-二甲基-8-[2-(四氢-4-羟基-6-氧代-2H-吡喃-2-基)乙基]-1-萘基-2,2-二甲基丁酸酯,是一种羟甲戊二酰辅酶A(HMGCoA)还原酶抑制剂,主要用于治疗高脂血症[1-3]。辛伐他汀是一种前药,为内酯环结构(图 1-a),它不是抑制HMGCoA还原酶的活性结构,报道的晶型有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和S型;其开环酸式结构(图 1-b)则是活性结构,经体内代谢产生,晶型有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型[4-8],均为药用晶型。中国食品药品检定研究院辛伐他汀对照品及2家公司的原料药晶型相同,均为内酯环结构的晶型Ⅰ[9]。本文对内酯环结构的晶型Ⅰ含量进行测定。

a.内酯环(lactone)b.开环酸式(dihydroxy open-acid) 图 1 辛伐他汀的结构 Fig.1 The structures of simvastatin

制剂规格小和辅料干扰是目前定量测定制剂中晶型含量的屏障。粉末X-射线衍射技术(PXRD)常用于原料药的晶型鉴别,在无辅料峰干扰时亦可用于制剂中晶型的定量。本文根据已知专利文献数据,参照《中华人民共和国药典》2015年版通则0451第二法[粉末X-射线衍射法(标准曲线法)]进行定量分析,建立了片剂中辛伐他汀晶型Ⅰ的定量测定方法,研究制剂中原料药的晶型Ⅰ含量差异。本文为该品种的晶型Ⅰ含量控制提供参考方法,对于提高该类药品的有效性、安全性和质量可控性均具有一定的现实意义。

1 仪器与试药

D8 Advance粉末X射线衍射仪(BRUKER公司);辛伐他汀对照品(批号100601-201003,含量96.2%,晶型Ⅰ含量100.0%,中国食品药品检定研究院);辛伐他汀原料药(批号DK40-1601152,A公司;批号130807,B公司);辛伐他汀片[批号3425200、3425210、3425220(40 mg),3427350、3427360、3427400(20 mg)(A公司),批号A1603191、1506111、1506121(40 mg)(B公司)];辛伐他汀片辅料(A公司,B公司)。

2 方法与结果 2.1 实验条件

采用CuK辐射配制石墨单色器;设置管压40 kV,管流40 mA,采用LynxEye探测器,探测器狭缝1 mm,常规扫描设置扫描范围3~40 °,扫描速度0.02 s·步-1,步长0.02 °。精细扫描设置扫描范围6~19 °,扫描速度5 s·步-1,步长0.02 °。

2.2 特征峰选取

A公司和B公司片剂所用辅料不同,故分别取辛伐他汀对照品、原料药[批号DK40-1601152,(A公司),批号130807(B公司)]、辅料与片剂[批号3427350(A公司)、A1603191(B公司),分别取10片研细,过100目筛]适量,各精密称取50 mg样品用于粉末X-射线衍射检测常规扫描,图谱见图 2。从对比图中可以看出,原料药9.315 °、10.892 °、14.920 °和15.274 °处的特征峰辅料无干扰。原料药的特征衍射峰见表 1,9.3 °处的峰强度最强,故选择2θ=9.3°衍射峰为定量检测峰。

a.制剂(preperatuor)b.原料药(API)c.辅料(excipient)
A.A公司(A company)B. B公司(B company)
图 2 辅料、原料药、制剂比对扫描图 Fig.2 The scanning spectrum of excipient, API, preparation

表 1 原料药特征衍射峰 Tab.1 Characteristic diffraction peaks of API
2.3 仪器精密度

取批号3427350(A公司)和批号A1603191(B公司)批片剂20片研细,过100目筛,分别称取50.08 mg和50.24 mg,采用粉末X-射线衍射法常规扫描和精细扫描分别测定晶型特征衍射峰绝对强度数据,实验发现常规扫描RSD较大,故采用精细扫描的方法进行测定。根据峰高值计算精密度,批号3427350和A1603191的样品的仪器精密度为1.3%(n=6)和0.83%(n=6)。

2.4 线性关系

根据2家公司提供的处方量,精密称取辛伐他汀原料药(见表 2)与对应质量(A公司0.18 g,B公司0.11 g)的辅料均匀混合后研磨,过100目筛,获得6个样品进行粉末X-射线衍射法精细扫描。选取2θ=9.3 °的位置为特征衍射峰,采用粉末X-射线衍射法法精细扫描测定晶型特征衍射峰绝对强度数据,根据实验样品量对绝对峰强度数据根据实验样品量,将峰强度校准为以50 mg计时的强度,以绝对峰强度对原料药含量和晶型含量进行线性拟合,得到A公司和B公司的线性方程:

$ \begin{array}{l} Y = 4.022 \times {10^4}X - 3.536 \times {10^3}\;\;\;\;r = 0.995{\rm{ }}0\\ Y = 4.506 \times {10^4}X + 19.54\;\;\;\;\;r = 0.993{\rm{ }}7 \end{array} $
表 2 称量数据(mg) Tab.2 The mass data

实验数据如表 3,线性中相对标示量含量为100%的图谱如图 3所示。

表 3 测定值 Tab.3 The measured values

A.A公司(A company)B. B公司(B company) 图 3 相对标示量含量100%的图谱 Fig.3 The spectrum of relative labeling content(100%)
2.5 重复性

取批号3427350和A1603191样品研细、混合均匀,精密称取50 mg,共计6份,选取2θ=9.3°的位置为特征衍射峰,采用PXRD精细扫描测定晶型特征衍射峰绝对强度数据,计算得到片剂中原料药晶型Ⅰ的含量,批号3427350平均值(n=6)为59.4%,RSD为1.5%;批号A1603191平均值(n=6)为100.3%,RSD为1.1%。

2.6 回收率

精密称取辛伐他汀原料药和辅料,A公司原料药16.42 mg与辅料0.1796 g,B公司原料药16.14 mg与辅料0.1054 g,均匀混合后研磨,过100目筛,获得的实验用样品进行粉末X-射线衍射分析。选取2θ=9.3 °的位置为特征衍射峰,采用粉末X-射线衍射法精细扫描测定晶型特征衍射峰绝对强度数据,制备该浓度水平的供试品6份,用6份测定结果进行评价,计算回收率(n=6),A公司为99.5%(RSD为0.58%),B公司为99.5%(RSD为1.0%)。

2.7 检测下限

分别在2家公司辅料中添加不同质量的辛伐他汀原料药,选取2θ=9.3 °的位置为特征衍射峰,采用PXRD精细扫描测定晶型特征衍射峰绝对强度数据。A公司的检测下限为1.3 mg·g-1S/N为4.7),定量下限为6.6 mg·g-1S/N为12.6);B公司的检测下限为1.6 mg·g-1S/N为5.6),定量下限为6.5 mg·g-1S/N为11.1)。

2.8 样品测定

取2家公司9批样品,按表 4中的称量,选取2θ=9.3 °的位置为特征衍射峰,采用粉末X-射线衍射法精细扫描测定晶型特征衍射峰绝对强度数据,根据实验样品量,将峰强度校准为以50 mg计时的强度,利用线性方程计算含量。结果见表 4

表 4 辛伐他汀片剂中晶型Ⅰ含量测定结果 Tab.4 The results of crystal typeⅠcontent in simvastatin tablets
3 讨论 3.1 原辅料混合均匀度

待测样品中原料药与辅料的混匀是保证实验结果准确的重要因素之一,由于实验设备所限,本文混匀方式无法做到与公司制剂生产时相同,只能采用分别称取原料药和辅料,将原料药加入辅料中并手动振摇5 min的方法。本方法线性良好,表明手动振摇5 min已混合均匀。

3.2 方法适用范围

本文采用单峰法,选择原料药晶型中4个无辅料干扰特征衍射峰中强度最高的峰进行实验,采用精细扫描,绘制标准曲线,扫描范围小,灵敏度高,方法简单,适合大批量样品晶型定量检测[10]。国内辛伐他汀片由于不同厂家所使用的辅料不同,2θ=9.3 °衍射峰可能存在辅料干扰情况。本方法仅适用于辅料对特征峰无干扰的制剂。

3.3 其他晶型干扰的可能性

本文所用原料药经检测并及与文献图谱对比,确认为晶型Ⅰ。文献报道低温状态时内酯环结构的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型可进行转化[11],从制剂工艺中的温度条件来看,产生晶型转化的可能性较小,此外未见文献报道Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型与S型之间的晶型转化现象,故基本排除其他晶型对晶型Ⅰ测定的影响。

3.4 制剂晶型测定结果差异的原因推测

从实验结果可知,A公司片剂中晶型Ⅰ含量偏低,均为60%左右,B公司片剂中晶型Ⅰ含量接近100%。2家公司辅料用量和部分辅料种类均不同,文献报道片剂中的晶型含量变化可能与辅料相容性有关[12],2家公司晶型含量差异较大的原因有待进一步研究。

3.5 研磨对原料药晶型的影响

本文对2家公司辛伐他汀原料药研磨前后进行对比,发现研磨对辛伐他汀原料药晶型无影响。

3.6 不同规格制剂的方法适用性

A公司2个规格的处方和工艺一致,仅原辅料比例不同,故2个规格片剂适合于同一线性方程。

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