近赤外（NIR）分析による錠剤の含量均一性試験

近赤外（ NIR）分析は、測定が速く、正確なため、工程をモニタリングする PAT（Process analytical Technology）ツールの一つとして考えられています。
このアプリケーションノートでは、NIR 分析計を用いることでラボでの HPLC分析による作業負荷を軽減し、打錠工程においてリアルタイムに近い速度で含量均一性試験が可能になるという結果を示します。

はじめに含量均一性試験では、USP のモノグラフに記載されているように、固形製剤 1 バッチあたり10 サンプル以上を評価する手法が求められています。
欧 州においても、統 計に基 づくサンプリングや 生

この実験では、専用のルーチン分析ソフトウェアを使用して、含量均一性試験の分析結果、相対標準偏差（RSD）、および合格 / 不合格を評価しました。

産状況をリアルタイムでモニタリングすることによ

実験内容

り 工 程 管 理 を 行 う PAT（ Process Analytical

マレイン酸クロルフェニラミン（ CPM）を含有するTechnology）ツールとして、NIR を錠剤の含量均一錠剤（直径 0.25インチおよび 100mg）を5 バッチ性試験に利用することへの関心が高まっています。

作製しました。
（ HT-AP 18 SS-U/I rotary tablet
press, Elizabeth Hata International, Inc. 製 ）NIR は、前処理なしで迅速な測定が可能なため、打錠それぞれのバッチは CPM1 錠当たり0mg（プラセ工程においてアットライン分析装置として用いることボ 錠 剤）、0.1mg、0.5mg、1.0mg および 2.0mg

で、従来のラボ分析と比較して、リアルタイムに近い含有するように調整しました。

速度で分析結果を得ることが可能になります。

この実験では近赤外分析計 NIRS XDS MasterLab（ Fig.1）を使用しました。この装置はトレイに錠剤をNIR による錠剤の測定は、錠剤が不均一であることかセットしての自動測定が可能です。測定の事前準備とら表面近傍の情報を得る反射測定よりも錠剤内部のして、NIST のトレーサブルトレイを用いて装置校正情報を得る透過測定が望ましいとされています。実際を行い、装置のノイズや波長正確性を評価しました。に反射測定はコーティング分析等に使用されますが、 サンプル測定に使用したトレイは 4 種類の形状が 5ポバルクの錠剤を分析する場合には透過測定のほうがジションずつあるトレイを使用しました。このサンプルより信頼性の高い結果が得られています。

トレイはテスト用であり、錠剤の形状とポジション数はカスタマイズ可能です。

従来のラボでの錠剤の含量均一性試験には HPLCが用いられてきました。HPLC は校正作業、緩衝液のサンプル測定の前にリファレンス測定を行い、5 サン混合や有機溶剤の調達、廃棄が必要であり、多くの時プルの測定を行いました。リファレンス測定から10間を要します。

サンプル測定終了までの所要時間は 5 分弱でした。

そのため、錠剤の含量均一性試験の結果が判明する

これを 2 回繰り返し、10 サンプルを測定しました。

まで時間かかり、打錠工程のオペレータがその分析結NIR スペクトルの測定条件は透過モードで、800-果を知らないまま作業することがあります。また、錠1650nm のレンジを0.5nm ポイント間隔で取得し、剤が打錠された後に数日間出荷できないという可能32 回の積算を行いました。

性も出てきます。
NIR を用いることで、錠剤 1 サンプルを 1 分以内といったリアルタイムに近い時間での測定が可能になるため、HPLC 使用時の課題が解決の方向に向かいます。NIR の結果から即座にその傾向を検出することができるため、工程へのフィードバックが可能となります。

Fig.1

Fig.2

検量モデル作成サンプルと CPM の原スペク
トル

Fig3

検量線モデル作成サンプルの 2 次微分スペク
トル

Fig.4

C P M 由 来 の 特 異 的 な 吸 収 バ ンド（1138nm）のスペクトル拡大図

NIRS XDS MasterLab と錠剤の透過測定

結果と考察
Fig.3に検量モデル作成に用いたサンプルの原スペ
クトルおよび 2 次 微 分スペクトルと CPM（ 緑 ）の原スペクトルを示します。スペクトル前処理に、2 次微分（セグメント：10、ギャップ：0）と Thicknesscollection を適用しました。2 次微分により、ベースラインがキャンセルされ、吸収バンドが明確になります。
また、Thickness Correction は錠剤の厚み、密度を補正するために適用しました。
1138nm には CPM 由 来 の 特 異 的 な 吸 収 バンドがあります。その吸収バンド帯で CPM 含有量の順にスペクトルが並 んでいることから、CPM 含 量と1138nm の吸収バンドに相関が確認されました。
Fig.4に CPM 含量が 0.1mg から2.0mg のスペクトルの拡大図を示します。

検量モデルは主成分回帰分析（ PCR）の一種である部分最小二乗法（ PLS）により検量モデルを作成しました。Vision ソフトウェアを用いると推奨のファクター数は予測残差平方和（ PRESS）が最小値となるように決定されます。Fig.5にファクター数vs PRESS を示します。この検量モデルではファクター数 8 が推奨されましたが、検量モデルの堅牢性を考慮してファクター数 6を適用しました。このとき、PRESS は 0.0095 でした。
Fig.6に1100-1370nm 近傍のローディングスペクトルを示します。ローディングはノイズがなくスペクトルに似た形状をしていることから、適切なファク トル
ター数が選択されていることがわかります。
こ の 検 量 モ デ ル は、R2 が 0.9998、SEC(Standard error of calibration) が 0. 0 1 1 9、SECV (Standard Error of Cross Validation) が0.0148、SEP (Standard error of prediction)が 0.01 でした。

Fig.7 キャリブレーション予測値 vs HPLC 測定値
R2=0.9998, SEC=0.0119, SECV=0.0148

Fig.5

PRESS vs ファクター数

Fig.7 にキャリブレー ション 時 の NIR の 予 測 値とHPLC の測定値の相関図を示します。
検量モデル評価用サンプルとして、各水準で 1 サンプ
ルを除きバリデーションセットとしました。Fig.8にバリデーションセット時の NIR の予測値と HPLC の測定値の相関図を示します。
Fig.8 バリデーション予測値 vs HPLC 測定値
SEP=0.01
TableⅠに CPM0.1mg を含有する錠剤の繰り返し再現性試験の結果を示します。
0,1mg 錠サンプル 5 錠を10 回ずつ繰り返し測定した際の標準偏差の平均は 0.0039、バイアスの平均は 0.0018 でした。CPM0.5mg を含有する錠剤の繰り返し再現性試験では、サンプル 5 錠を10 回ずつ繰り返し測定した際の標準偏差の平均は 0.0055、バイアスの平均は 0.0057 でした。
（ Table への記載なし）
Fig.6

1138nm 近傍の PLS ローディングスペク

TableⅠCPM0.1mg の再現性試験の結果

この実験ではサンプル点数が少ないため、更にターゲット周辺のサンプルをトレーニングセットに取り込む必要があります。サンプル点数を増やすことで検量モデルの予測精度の向上が見込めます。
また、検量モデルのレンジを±15% まで拡張するために、打錠工程からサンプルを抜き取り、NIR 測定、HPLC 測定を行う必要があります。
結論
この実験結果では、CPM 0.1mg 錠、5 サンプルの10 回測定は標準偏差が 0.0039 であり、バイアスは0.0018 でした。 ターゲットに近い含量のサンプル

TableⅡに CPM0.1mg 錠の含量均一性試験結果を示します。
Fig.9 は CPM0.1mg 錠 の 含 量 均 一 性 の X コント
ロールチャートを示します。
このチャートは SPC 用にラベルと±15% のコントロールリミットをカスタマイズすることができます。

を増やして、検量モデル計算用のトレーニングセットへ足しこむことで、予測精度の向上が見込めます。
NIR は PAT ツールとして、錠剤の含量均一性評価を迅速かつ正確にモニタリングする一つの手段であるといえます。NIR を用いることで 10 錠を5 分以内に測定可能であるため、HPLC 分析によるラボの作業負荷を軽減し、分析を「リアルタイム」に近づける有望な結果を示しました。

Near-Infrared Spectroscopy Application Note NIR-18 Version 1

TableⅡ CPM 0.1mg 錠の含量均一性評価結果

近赤外分光分析計 XDS MasterLab アナライザ
本体価格 1280 万円～（税抜き ）

Fig.9

CPM0.1mg 錠の含量均一性 X コントロー

ルチャート