ICH Q1B Photostabilitätstests in einem ganz anderen Licht gesehen

Testkriterien ICH Q1B

Die Richtlinie CPMP/ICH/279/95 Q1B aus dem Jahre 1996 beschreibt die Durchführung von Photostabilitätstests für neue Arzneimittelwirkstoffe und Produkte. 

Vorgeschrieben sind:

  1.  Cool White Leuchtstofflampen mit einem Output ähnlich wie in ISO 10977(1993).
  2.  UVA Leuchtstofflampen mit einer Spektralverteilung von 320nm bis 400nm mit einem Maximum zwischen 350nm und 370nm. Dabei soll ein signifikanter Anteil in den Wellenlängenbereichen 320nm bis 360nm und 360nm bis 400nm liegen.
  3.  Die Proben sollten dem sichtbaren Licht (VIS) nicht weniger als 1,2 Millionen Lux Stunden ausgesetzt werden und dem UVA nicht weniger als 200 Wattstunden pro Quadratmeter.

Die oben aufgeführten Spezifikationen sind mittlerweile hinlänglich bekannt. Weniger bekannt sind die Feinheiten, auf die es bei der Umsetzung der ICH Q1B in Photostabilitätsschränken mit ICH-konformen Bestrahlungseinrichtungen zu achten gilt.

Dieser Beitrag stellt zwei Arten der Lichtmessung für Photostabilitätstests nach ICH Q1B vor, sowie ICH-konforme Lichtquellen und diskutiert entscheidende Vor- und Nachteile.

Lichtsensoren: Planar oder sphärisch - das ist keine Frage

Zwei Arten von Lichtsensoren werden für die ICH Q1B Photostabilitätstests eingesetzt – Detektoren mit einer ebenen Sensorfläche (Planarsensoren) und Detektoren mit einer sphärischen Sensorfläche (sphärische Sensoren). Es gibt zwei gravierende Unterschiede zwischen den beiden - der eine Sensor „errechnet“ die Strahlungsstärke, der Andere misst die tatsächliche Strahlungsstärke.

Das Lambert‘sche Gesetz besagt, dass die Strahlungsstärke mit flacher werdendem Winkel abnimmt. Um diese winkelabhängige Abnahme der Strahlungsstärke zu kompensieren, nutzen Planarsensoren mit Diffusor die sogenannte Kosinus-Korrektur. Das bedeutet, nur ein geringer Anteil der Strahlung, der im Winkel von 90° auf die Sensorfläche fällt, wird gemessen. Für alle anderen Einfallswinkel (siehe Abb. 1) wird die Strahlungsstärke mittels einer mathematischen Gleichung errechnet.

Aus diesem Grund empfiehlt BINDER von Planarsensoren mit Diffusor für Photostabilitätstests von neuen Arzneimittelwirkstoffen und Produkten abzusehen. Ebenso von Planarsensoren ohne Diffusor, die einen noch geringeren Anteil der tatsächlichen Strahlungsstärke erfassen.

Lambert´sches Gesetz

Abbildung 1: Nach dem Lambert’schen Gesetz nimmt die Strahlungsstärke mit flacher werdem Winkel ab.  Deshalb benötigt der Planarsensor eine Kosinus-Korrektur.  Die Darstellung zeigt die Einfallswinkel auf die Sensorfläche des Planarsensors mit den jeweiligen prozentualen Anteilen der einfallenden Strahlung im Vergleich zu 100% bei dem Einfallswinkel 90°.

Der zweite Unterschied bezieht sich auf die Mess-Hemisphären. Wie Abbildung 1 zeigt, berücksichtigt ein Planarsensor nur Strahlung oberhalb der Sensorfläche. Strahlung mit Einfallswinkel von 0° bzw. 180° wird nicht erfasst. Strahlung von unten wird überhaupt nicht erfasst.

Ganz im Gegensatz dazu misst der sphärische Sensor die tatsächliche Strahlungsstärke rundum und erfasst so auch die Streustrahlung (Abb. 2). Die Strahlen treffen rundum im 90°-Winkel auf. Das macht eine Kosinus-Korrektur unnötig. Die tatsächliche Strahlungsstärke wird gemessen, nicht errechnet.

Sphaerischer Sensor

Abbildung 2: Sphärischer Sensor für eine „Rundum-Messung“ der Strahlungsstärke.

Die Tatsachen, dass nur der sphärische Sensor die Strahlungsstärke misst und die Streustrahlung erfasst, ist der Grund, weshalb wir seit Jahren nur frei positionierbare sphärische Sensoren in unsere Photostabilitätsschränke KBF LQC einsetzen.

LQC steht für Light Quantum Control und ist unsere patentierte Lichtmessung für Photostabilitätstests. Zwei frei positionierbare sphärische Sensoren (Abbildung 3) steuern die Lichtdosis von UVA (nicht weniger als 200 Wattstunden pro Quadratmeter) und sichtbarem Licht (nicht weniger als 1,2 Millionen Lux Stunden). Ist die Lichtdosis erreicht, schaltet der Schrank automatisch ab.

Licht Sensoren

Abbildung 3: Zwei golfballgroße frei positionierbare sphärische Sensoren für die Messung von UVA und sichtbarem Licht (VIS) im KBF LQC.

Von festinstallierten Sensoren rät BINDER ab, da diese sich nur mangelhaft den Proben- und Beschickungsgeometrien anpassen.

ICH-konforme Lichtquellen

Der VIS-Anteil wird durch T8-Leuchtstoffröhren Hellweiß in Stabform mit 26mm Durchmesser erzeugt. Der Emissionsbereich liegt zwischen 400nm und 700nm. Die relative spektrale Verteilung entspricht dem F6-Standard (Cool White) nach ISO 10977. Die Länge ist je nach Gerätetyp entweder 600mm oder 900mm.

Der UVA-Anteil wird durch T8-Leuchtstoffröhren in Stabform mit 26mm Durchmesser erzeugt. Die Emissionsbereiche liegen in den Bereichen 320nm und 400nm sowie im Bereich 400nm bis 700nm. Die Länge ist je nach Gerätetyp entweder 600mm oder 900mm.

Die Leuchtstoffröhren mit UVA-Anteil (BINDER Q1B Synergy Light) lassen sich unabhängig von den Hellweiß-Leuchtstoffröhren nach Erreichen des Zielwertes der Richtlinie CPMP/ICH/279/95 (Q1B) ausschalten.

Photostabilitätsschränke von BINDER verzichten auf dimmbare Leuchtstoffröhren. Dies führt im Allgemeinen zu Veränderungen der Spektralverteilung.

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