药典合规性——LAMBDA 365+紫外/可见分光光度计的操作确认

在制药行业中，通常使用分析仪器来评估某种产品是否符合要求的规范，以保证质量和安全性。在美国药典中，通用章节<1058>USP介绍了分析仪器确认(AIQ)的准则，以确保所有仪器都能产生可靠且一致的数据。AIQ过程涉及在仪器使用寿命内相互关联的活动，以确定其目的的适用性。这些活动可分为以下四类(见图1):

在本文中，对珀金埃尔默Lambda 365+紫外/可见分光光度计进行了操作确认。

图1.分析仪器确认过程

紫外/可见分光光度计是一种用途广泛的仪器，在制药领域有着广泛的应用。当在规定的环境中操作时，紫外/可见分光光度计(如应用的任何其他仪器)需要经过确认性验证，并保证分析结果可靠且一致，从而满足质量要求。在国际药典的特定章节中列出了相关指南，包括《美国药典》(USP<857>)和《欧洲药典》(EP 2.2.25)，其中详细说明了验证紫外/可见分光光度计性能的程序。虽然2019年对EP 2.2.25进行了修订，但USP<857>的最新版本是2022年12月发布的。

在这些指南中，要求对紫外/可见分光光度计的性能进行验证，以确认以下参数符合规定要求:

强烈建议使用国家和国际监管机构或认证机构认可的认证参考物质(CRM)进行测试，而不是使用更容易出错的自制标准品。

图2.Lambda 365+紫外/可见光分光光度计和用于操作确认的CRM标准。图片来源：www.pharmasopworld.com/

LAMBDA 365+紫外/可见光分光光度计是一种基于单色器的分光光度计，通过电机驱动移动反光镜和光栅来实现波长的选择。这种选择的准确度至关重要，并且当测量表现出窄吸收峰的样品时变得更加重要。可以使用以下一个或多个标准品来控制波长光谱的紫外和可见光区的波长准确度:

表1.用于波长控制的仪器参数--氧化铈溶液、氧化钬溶液、钕镨玻璃

图3.用于波长准确度控制的高氯酸中氧化铈的吸收光谱(为本标准品收集的六个光谱之一)

图4.用于波长准确度控制的高氯酸中4%氧化钬溶液的吸收光谱(为本标准品收集的六个光谱之一)

图5.用于波长准确度控制的钕镨玻璃的吸收光谱(为本标准品收集的六个光谱之一)用于波长控制的吸收峰位于681.02nm和875.74nm处

图6.使用氧化铈溶液、氧化钬溶液和钕镨玻璃控制紫外线、可见光和扩展可见光区(左侧为USP<857>，右侧为EP 2.2.25)波长的结果（点击查看大图）

紫外-可见分光光度计光度响应的评估是确保读数准确无误的基础。当按照朗伯-比尔定律进行定量分析以确定分析物浓度时，这变得更加重要。吸光度控制程序要求测量标准物质在特定波长下的吸收值，以覆盖预期的应用光谱范围，以及至少两个吸光度水平范围。将获得的值与所用CRM的报告值进行比较，并检查准确度和精确度是否低于规定限值(见图7)。

可使用的标准品如下:

在本文中，使用重铬酸钾(60mg/L和160mg/L)和三个中性密度玻璃滤光片。对于每个波长，收集六个重复样品，并计算相应的平均值和标准偏差，如图7和图8所示。所有测试均顺利通过，认证吸收率和实测吸收率之间的差异甚至比药典标准要求的限值高出一个数量级。

表2.用于控制吸光度的仪器参数--重铬酸钾溶液

图7.吸光度控制值--重铬酸钾溶液（点击查看大图）

图8.吸光度控制值--中性密度玻璃滤光片（点击查看大图）

吸光度线性测试是吸光度控制的扩展，其中在预期光谱范围内测试光度响应的线性。推荐用于控制吸光度的CRM和相同的仪器设置参数(见表3)也可用于控制紫外线和可见光区的吸光度线性。可接受标准规定，判定系数(R²)必须大于0.999。将吸光度测试控制过程中获得的吸光度值与认证的吸光度值进行绘图，以计算R²，R²为1.000，证实吸光度线性(见图9)。最新版本的USP<857>不再需要此测试。

表3.用于控制吸光度的仪器参数--中性密度玻璃滤光片

图9.吸光度线性测试的结果吸光度值是从吸光度控制测试中获得的（点击查看大图）

杂散光是指到达探测器的所有不需要的辐射，即使这种辐射不是根据所选波长的带宽选择的。杂散光主要是由色散元件中的缺陷引起的，例如单色器的光栅组件、衍射效应或损坏/磨损的组件。这导致了与朗伯-比尔定律的负偏差，并设置了仪器可能的最大吸光度值的上限。杂散光对于高浓度样品来说更为重要，因为杂散光成分可能代表到达探测器的辐射的最大部分。截止滤光液用于确定杂散光限值。这些溶液吸收低于特定波长的光，同时透射更高波长的光。可以通过测量低于这种截止波长的吸光度来获得杂散光，其中任何透射的光都是由杂散光提供的。推荐的CRM截止滤光液如下:

表4.用于杂散光限值的仪器参数

图10.杂散光限值测试结果吸光度值等于10表明仪器已饱和（点击查看大图）

分光光度计的光谱分辨率是指其将两个相邻峰分解为单独峰的能力。分辨率与分光光度计的狭缝和用于收集光谱的数据点间隔有关。SBW(光谱带宽)定义为在来自单色器的光带最大强度的一半处测量的宽度，其与仪器的物理狭缝有关。通过在分光光度计中设置较低的狭缝值来选择较低的SBW将保证分辨率更佳，尽管这可能会导致噪声更大(穿过样品的光会更少)。通常，建议将狭缝设置在分析物吸收带FWHM(半峰全宽)的1/8左右。用于确定分光光度计光谱分辨率的CRM标准品如下:

通过测量在269 nm处收集到的最大吸收值和在266 nm处收集到的最小吸收值之比来确定光谱分辨率(已烷中甲苯的吸收光谱见图11)。用于光谱分辨率测试的仪器设置参数如表5所示。266 nm和269 nm处的吸收值是使用处理方程获得的，该处理方程从光谱中提取吸收值，然后减去在300 nm处获得的基线。可以很容易地直接在UV WinLab软件中创建处理方程。发现该比率等于2，并且由于验收限值为A₂₆₉/A₂₆₆>1.3，测试顺利通过(见图12)。

表5.光谱分辨率测试的仪器参数

图11.已烷 (0.020% v/v)溶液中甲苯的吸收光谱(用于光谱分辨率测试)（点击查看大图）

图12. 光谱分辨率测试的结果（点击查看大图）

1.ASTM-E-29:“Standard Practice for Using Significant Digits in Test Data to Determine Conformance with Specifications”.

2.FDA MAN-000048:“ORA Lab Manual Vol. lll Section 4-Basic Statistics and Data Presentation”.