Il carbonato di potassio e il bicarbonato di potassio sono materie prime importanti per l'industria farmaceutica. Come principi attivi farmaceutici (API), entrambi possono essere utilizzati in compresse effervescenti e polveri come integratori alimentari per aiutare i pazienti con bassi o alti livelli di potassio nel sangue e conseguenti problemi di salute come ipertensione o malattie renali. Il livello di potassio è importante per il metabolismo e l'equilibrio elettrolitico, che possono essere pericolosi per la vita se sbilanciati.
Per entrambi i materiali, l'altra specie rappresenta l'impurità più importante. È quindi necessario un metodo selettivo per il test. La separazione delle due specie mediante cromatografia ionica non è possibile perché l'eluente (fase mobile) modifica il rapporto tra carbonato e bicarbonato, falsificando il risultato del test.
I valori di pKb del carbonato di potassio, una base diacida, sono rispettivamente circa 8,3 e 3,69. Questi valori corrispondono all'aggiunta di protoni successivi alla base. La titolazione potenziometrica con un elettrodo a vetro combinato distingue facilmente tra carbonato e bicarbonato quando si titola contro acido cloridrico con due punti di equivalenza distinti, anche in caso di elevate concentrazioni di potassio. Pertanto, la titolazione è il metodo di scelta per farmacopee come USP e Ph.Eur.
Questa nota applicativa descrive un metodo di titolazione potenziometrica, senza alcuna preparazione speciale, per un test del bicarbonato di potassio (KHCO3) e del carbonato di potassio (K2CO3) che fornisce selettività e soddisfa tutti i requisiti di convalida del metodo USP ai sensi del capitolo generale USP <1225>.
Questa applicazione è dimostrata su carbonato di potassio (K2CO3) e bicarbonato di potassio (KHCO3) dei seguenti fornitori: Spectrum, Sigma Aldrich, Chem Cruz e MP Biomedicals.
Non è richiesta alcuna preparazione del campione.
Le determinazioni vengono eseguite su un sistema automatizzato costituito da un OMNIS Sample Robot S dotato di Dis-cover, OMNIS Dosing Module e un OMNIS Professional Titrator dotato di dEcotrode Plus (Figura 1).
Acqua deionizzata priva di carbonati viene aggiunta automaticamente a una quantità ragionevole di campione, quindi la soluzione viene agitata per sciogliere il campione. Successivamente, il campione viene titolato con acido cloridrico standardizzato (HCl) fino al raggiungimento del punto di equivalenza.
I diversi requisiti per la convalida secondo USP<1225> sono elencati in Tabella 1.
| Caratteristiche prestazionali | Carbonato di potassio | Bicarbonato di potassio |
|---|---|---|
| Idoneità del sistema | Sei repliche utilizzando Sigma-Aldrich, base Trizma | |
| Specificità | L'aggiunta di 0,5 g di K2CO3 determina un'ulteriore inflessione prima dell'inflessione di KHCO3 | L'aggiunta di 0,125 g di KHCO3 determina un aumento del volume della seconda inflessione |
| Linearità | Cinque campioni di linearità dal 50 al 150%. Analisi duplicata per peso del campione. | |
| Accuratezza e precisione | Livello 80%, 100% e 120% del peso standard (1,0 g) in triplicato | |
| Precisione e accuratezza intermedie | Nove soluzioni di accuratezza/precisione analizzate rispetto a un titolante standardizzato utilizzando un elettrodo diverso in un giorno diverso da un utente diverso | |
| Analisi del campione | Altre due fonti di sostanza farmacologica utilizzando il peso del campione standard e analizzate in duplicato, confrontate con i valori CoA del produttore | |
Gli elementi di validazione del metodo riportati nella Tabella 1, che includono specificità, idoneità del sistema, linearità, accuratezza e precisione, precisione intermedia e accuratezza, nonché analisi del campione, sono stati esaminati per il carbonato di potassio e il bicarbonato di potassio e i risultati hanno soddisfatto i criteri di validazione. I risultati della validazione sono riassunti nella Tabella 2. La determinazione del saggio secondo USP<1225> per K2CO3 and KHCO3 è mostrata separatamente nella Tabella 3.
| Campione (n = 9) | Assay in % | SD(rel) in % |
|---|---|---|
| Carbonato di potassio | 99.58 | 0.15 |
| Bicarbonato di potassio | 100.40 | 0.43 |
La specificità è stata verificata aggiungendo al bicarbonato di potassio una quantità nota di carbonato di potassio e viceversa. La determinazione del bicarbonato di potassio con il punto di equivalenza risultante è mostrata in Figura 2.
Un campione arricchito (ovvero bicarbonato di potassio arricchito con una quantità nota di carbonato di potassio) è mostrato nella Figura 3.
Se si sovrappongono le curve di titolazione del bicarbonato di potassio e di un campione arricchito, si nota chiaramente lo spostamento del secondo punto di equivalenza (Figura 4).
La linearità è stata verificata con cinque campioni che vanno dal 50% al 150% del peso del campione raccomandato (1,0 g) ed è stato ottenuto un coefficiente di correlazione (R2) di 0,9999 (Figura 5).
Nel complesso, questo metodo fornisce risultati accettabili e curve di titolazione ben definite per la determinazione di KHCO3 e K2CO3.
| Caratteristiche prestazionali | Criteri di accettazione | Risultati |
|---|---|---|
| Idoneità del sistema | RSD ≤0.5% | SD(abs) = 0.0016 SD(rel) = 0.16% |
| Specificità | Non applicabile | Entrambe le repliche mostrano una seconda inflessione prima dell'inflessione del KHCO3 corrispondente ai valori di pKb . Entrambe le repliche mostrano un aumento del secondo punto di inflessione dovuto all'eccesso di KHCO3 |
| Linearità | Coefficiente di correlazione (R2) ≥0.999 | KHCO3: R2 = 0.9999 K2CO3: R2 = 0.99999 |
Accuratezza e precisione
|
Il risultato medio del test a ciascun livello dovrebbe essere pari al 100 ± 2,0% del valore di CoA indicato dal produttore. La deviazione standard (RSD) dei nove risultati del test dovrebbe essere ≤1,0%. |
KHCO3: RSD (n = 9) = 0.43% K2CO3: RSD (n = 9) = 0.15% Analisi entro il 100 ± 2,0% del valore CoA del produttore |
| Precisione e accuratezza intermedie | Il risultato medio del test a ciascun livello dovrebbe essere pari al 100 ± 2,0% del valore di CoA indicato dal produttore. L'RSD dei nove risultati del test dovrebbe essere ≤1,0%. I due risultati medi per il primo e il secondo scienziato differiscono di ≤2,0%. Riportare la %RSD dei 18 risultati del test. |
KHCO3: RSD (n = 9) = 0.43%; RSD (n = 18) = 0.42% K2CO3: RSD (n = 9) = 0.05%; RSD (n = 18) = 0.41% Analisi entro il 100 ± 2,0% del valore CoA del produttore |
| Analisi del campione | Riportare il risultato medio e confrontarlo con le specifiche monografiche del 99,5-100,5% e il CoA del produttore | KHCO3: Chem Cruz Certified: 99.8%; Found: 100.03% MP Biomedicals Certified: 100.39%; Found: 100.34% K2CO3: Chem Cruz Certified: 99.1%; Found: 99.42% Sigma Aldrich Certified: 99.8%; Found: 99.81% |
La determinazione del potassio basata sulla titolazione potenziometrica è più rapida e semplice da utilizzare rispetto alle tecniche cromatografiche e può essere facilmente automatizzata per soddisfare esigenze di elevata produttività.
L'utilizzo della titolazione potenziometrica completamente automatizzata al posto della titolazione manuale aumenta l'accuratezza e l'affidabilità dei risultati. La titolazione completamente automatizzata, combinata con appropriati metodi di rilevamento del punto di equivalenza, non solo elimina gli errori manuali, ma soddisfa anche i requisiti di integrità dei dati e quelli del 21 CFR 11, semplificando il flusso di lavoro QA/QC farmaceutico.
L'utilizzo di OMNIS Sample Robot con funzionalità Dis-Cover consente la determinazione completamente automatizzata di un massimo di quattro campioni in parallelo, risparmiando tempo prezioso all'operatore e aumentando così la produttività in laboratorio. Inoltre, garantisce il rispetto dei requisiti chiave delle linee guida di conformità normativa, come l'integrità dei dati. Il sistema OMNIS offre la possibilità di personalizzare il sistema in base alle proprie esigenze ed espanderlo per altre applicazioni di titolazione richieste su prodotti farmaceutici.
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