concentration des impuretés élémentaires de la directive Q3D de l’ICH
V. Les méthodes d’analyse des impuretés élémentaires
2. Les méthodes analytiques instrumentales de détermination de la teneur des impuretés élémentaires dans les produits pharmaceutique
2.3. Les autres méthodes instrumentales d’analyse des impuretés élémentaires dans les produits pharmaceutiques
2.3.1. Les méthodes électrochimiques (ampérométrie, voltamétrie):
La voltampérométrie est une méthode d‟analyse électrochimique basée sur la mesure du flux de courant résultant de la réduction ou de l‟oxydation des analytes en solution sous l‟effet d‟une variation contrôlée de la différence de potentiel entre deux électrodes spécifiques. Elle permet d‟identifier et de mesurer quantitativement un grand nombre de composés (cations, certains anions, composés organiques), dont certains simultanément, et également d‟étudier les réactions chimiques incluant ces composés. C‟est une méthode analytique pour la détermination des concentrations à l'état de traces et en ultra-traces de métaux lourds et d'autres substances électrochimiquement actives.Les méthodes électrochimiques, en particulier la voltampérométrie par décapage anodique (ASV), sont des alternatives intéressantes aux approches basées sur l‟ICP. En plus de posséder des capacités de détection multiéléments, elles nécessitent une instrumentation de maintenance et d'exploitation relativement peu coûteuses. De plus, les techniques électrochimiques sont extrêmement rapides et sensibles, nécessitant de faible quantité d‟échantillons, avec des limites de détection dans la gamme ppb (μg/l) [64]. L‟ASV a été utilisée avec succès en analyse pharmaceutique pour la détermination des traces de métaux
dans les produits pharmaceutiques en vrac [65], entre autres pour la détermination sélective du sélénium dans les préparations pharmaceutiques pour administration parentérale.
En tant que variante de la voltampérométrie, la polarographie différentielle à impulsions (DPP) utilise une électrode à goutte de mercure comme électrode de travail. Dans la technique DPP, le courant est mesuré immédiatement avant chaque changement de potentiel et la différence de courant est tracée en fonction du potentiel. Des traces de sélénium dans les plantes médicinales chinoises ont été mesurés par une méthode DPP [57].
2.3.2. La spectrophotométrie UV/Visible
La spectrophotométrie UV/Visible est très utilisée en analyse chimique instrumentale car elle est relativement bon marché, rapide et simple d‟utilisation. Elle utilise la lumière dans les domaines visible, ultraviolet et proche infrarouge. Selon la loi de Beer-Lambert, l'absorbance d'une solution analysée est directement proportionnelle à la concentration des espèces absorbantes en solution et à la longueur du trajet parcouru par le rayonnement dans la solution, ce qui correspond à l‟une des dimensions du récipient. Ainsi, pour une longueur de trajet fixe, la spectrophotométrie UV/Visible peut être utilisée pour déterminer la concentration de plusieurs métaux, à condition que les éléments ciblés soient liés à un chromophore. Ainsi l‟analyse des impuretés élémentaires par spectrophotométrie UV/Visible implique parfois l'utilisation de ligands qui se lient sélectivement aux métaux tels que le fer (II) et le cuivre (II) pour produire des complexes colorés avec une absorptivité molaire plus élevée pour permettre une détermination sensible de ces métaux dans différents échantillons pharmaceutiques [66]. Yadav et coll. [67] ont développé une méthode spectrophotométrique pour la détermination du Mo (VI) dans des échantillons pharmaceutiques en utilisant l'acétophénone 2 ′, 4′-dihydroxy semicarbazone comme ligand chromophore. Mohit et al. [68] ont développé une nouvelle méthode spectrophotométrique par complexation du médicament avec de l'orthophénylène diamine et en surveillant l'absorbance du complexe de couleur verte à 706 nm pour la détermination précise du chlorhydrate de cisplatine. La méthode a été validée et appliquée avec succès pour les études de dosage et de dissolution des comprimés de chlorhydrate de cisplatine lors du contrôle qualité dans les industries pharmaceutiques.
2.3.3. L’électrophorèse capillaire
L'électrophorèse capillaire s'est révélée être une technique appropriée dans le domaine de l'analyse inorganique (anions et cations) dans différentes matrices. En particulier, dans la détermination des cations métalliques, elle peut être une alternative utile à diverses techniques telles que la spectrométrie d'absorption et d'émission atomique, la polarographie et la polarographie à impulsions [69].
Un aspect intéressant de l'analyse des cations est représenté par la spéciation des éléments, c'est-à-dire la possibilité de quantifier simultanément les impuretés élémentaires dans leurs différents états d'oxydation. Potentiellement, la spéciation pourrait être obtenue par l‟électrophorèse capillaire simplement parce que, à différents états d'oxydation, les cations possèdent la même taille et une charge différente.
La méthode d‟analyse basée sur l‟électrophorèse capillaire a été utilisée avec succès par Swartz [70] pour la détection d'anions à l'état de traces (chlorure, sulfate, nitrate, citrate, fumarate, phosphate, carbonate et acétate) et pour la détermination quantitative des cations (calcium, sodium, fer (II ) et zinc) dans une formulation vitaminique prénatale. Une méthode d‟électrophorèse capillaire sélective pour la détermination simultanée du fer (III) et de son impureté potentielle du fer (II) a été développée en appliquant une double complexation
précapillaire par Gotti et al [69]. En particulier, la 1,10-phénanthroline et l'acide 1,2-diaminocyclohexanetétraacétique ont été utilisés pour la complexation du fer (II) et du fer
(III), respectivement.
2.3.4. L’analyse par activation neutronique instrumentale
L‟analyse par activation neutronique instrumentale est une technique analytique relativement simple pour déterminer l'abondance des éléments dans une large gamme de matériaux. Cette technique repose sur la mesure du rayonnement caractéristique des radionucléides formés directement ou indirectement par irradiation neutronique du matériau d'intérêt. L'énergie des rayons gamma émis est utilisée pour identifier le nucléide et l'intensité du rayonnement peut être utilisée pour déterminer son abondance. Au cours des cinquante dernières années, cette technique analytique s'est avérée extrêmement utile dans la
détermination à l‟état de traces des métaux et métalloïdes dans de nombreux types de matériaux environnementaux, géologiques, végétaux, alimentaires et pharmaceutiques. Les avantages sont les suivants:
La méthode est non destructive, par conséquent le même échantillon peut être utilisé pour d'autres mesures;
La taille de l'échantillon peut être très petite;
Les limites de détection pour de nombreux éléments sont de l'ordre du ng / g;
Aucune préparation d'échantillon n'est requise;
Et plus de 40 éléments peuvent être mesurés simultanément.
En raison de ces avantages, l'analyse par activation neutronique instrumentale était une technique analytique très populaire par rapport à d'autres méthodes analytiques jusqu'à ce que l'ICP-MS soit utilisé. Comme elle ne nécessite pas la dissolution de l‟échantillon, elle présente un grand avantage sur les techniques telles que la SAA, l'ICP-AES et l'ICP-MS. Kamath et al. [71] ont utilisé les techniques ICP-AES et l‟analyse par activation neutronique instrumentale pour la détermination du mercure dans certains médicaments indiens traditionnels. Hernández [72] a utilisé l'analyse par activation neutronique instrumentale pour la détermination précise des niveaux de concentration de plusieurs composants (Na, Mg, Al, Cl, K, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu , Zn, As, Se, Br, Rb, Sr, Zr, Mo, Ag, Cd, Sb, I, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb, Lu, Hf, Ta , Hg, Th et U) dans trois produits radiopharmaceutiques.
Malgré les avantages ci-dessus, l'analyse par activation neutronique instrumentale n'est certainement pas une technique analytique populaire car elle prend du temps, n'est pas indépendante, nécessite un réacteur à proximité et implique des temps de refroidissement plus longs pour certains éléments
Tableau 9 : Tableau comparatif entre l'ICP-MS, l'ICP-AES, la F-AAS et la GF-AAS ICP-MS ICP-AES F-AAS GF-AAS
Limite de détection Excellent pour la plupart des éléments Très bon pour la plupart des éléments Très bon pour certains éléments Excellent pour certains éléments Temps d‟analyse échantillon Tous les éléments
<1min
60 éléments/Min 15 sec/élément 4 min/element
Plage dynamique 108 106 103 102
Précision 0.5-2% 0.1-2% 0.1-1% 0.5-5%
Spéciation Oui Non Non Non
Interférences Spectrales Peu Beaucoup Très peu Très peu Chimiques Certain Très peu Beaucoup Très peu Physiques Certain Très peu Certain Très peu Développement de la
méthode
Difficile Modéré Facile Modéré
Coût de l‟instrumentation Très élevé
($130,000 – $180,000) Elevé ($50,000 – $100,000) Faible ($15,000 – $40,000) Moyen ($30,000 – $65,000)