UV/Vis Spectrophotometer Kalibrierung

UV/VIS Excellence-Spektrometer werden nach den Verfahren in der United States Pharmacopeia (USP) 43 - NF 38 und der Europäischen Pharmakopöe (Ph. Eur.) Ed. 10. definierten Verfahren getestet. Die Tests umfassen die folgenden Parameter:

• Wellenlängengenauigkeit
• Photometrische Genauigkeit
• Photometrische Wiederholbarkeit
• Photometrische Linearität*
• Streulicht
• Auflösung

Zusätzlich werden weitere Parameter getestet, die weder in der USP noch der Ph. Eur. gefordert werden:

• Wellenlängenwiederholbarkeit
• Photometrisches Rauschen
• Basisliniengeradlinigkeit
• Photometrische Drift

Dank derart ausführlicher Tests ist sichergestellt, dass die Spektrometer-Leistung umfassend beurteilt werden kann. Unsere UV7 Excellence-Spektrometer erfüllen die strengen Anforderungen, die im Folgenden näher beschrieben werden.

*Die photometrische Linearität wird in der 43. Auflage nicht mehr explizit erwähnt. Die photometrische Genauigkeit muss über den vorgesehenen Betriebsbereich getestet werden. Daher empfiehlt METTLER TOLEDO weiterhin den Test auf photometrische Linearität.

Die Wellenlängengenauigkeit bildet die Fähigkeit des Geräts ab, Wellenlängen originalgetreu wiederzugeben. Durch die Messung der Wellenlängengenauigkeit lässt sich bestimmen, ob Verschiebungen infolge von Fehlausrichtung der Wellenlängenachse vorhanden sind.

Geeignete Referenzmaterialien für die Bestimmung der Wellenlängengenauigkeit sollten schmale und gut definierte Peaks aufweisen. Häufig wird hierzu eine Lösung von Holmiumoxid verwendet.

USP und Ph. Eur. geben je nach verwendetem Referenzmaterial und dessen Wellenlängenbereich unterschiedliche Akzeptanzkriterien an. Für flüssige Referenzmaterialien gelten die folgenden Kriterien:

USP: ± 1 nm unter 400 nm; ± 2 nm über 400 nm
Ph. Eur.: ± 1 nm unter 400 nm; ± 3 nm über 400 nm

Gemäss USP und Ph. Eur. ist die Wellenlängengenauigkeit oder -wiederholbarkeit für Array-basierte Spektrometer nicht erforderlich. Da bewegliche Teile fehlen, kann es bei Array-basierten Instrumenten zwischen den Messungen nicht zu Ausrichtungsfehlern kommen.

Die photometrische Genauigkeit ist ein Mass für die Fähigkeit des Instruments, die Absorption korrekt zu messen und möglichst nah an den tatsächlichen Absorptionswert zu gelangen.

Sie lässt sich mithilfe von Fest- oder Flüssigfiltern bekannter Konzentration und Absorption bestimmen, indem die gemessene Absorption mit den Referenz-Absorptionswerten verglichen wird.

Eine Kaliumdichromatlösung (K₂Cr₂O₇) von 60 mg/L wird für den ultravioletten Bereich verwendet, während ein 0,5-A-Neutraldichtefilter (ND) den sichtbaren Bereich abdeckt. Die Akzeptanzkriterien sind für beide Pharmakopöen die gleichen und hängen vom Absorptionsniveau des Referenzmaterials ab.

K₂Cr₂O₇: ± 0,010 A unter 1,0 A; ± 1,0 % (0.010*A) über 1,0 A
ND: ± 0,008 A unter 1,0 A; ± 0,8 % (0.008*A) über 1,0 A

Gemäss USP und Ph. Eur. ist die Wellenlängengenauigkeit oder -wiederholbarkeit für Array-basierte Spektrometer nicht erforderlich. Da bewegliche Teile fehlen, kann es bei Array-basierten Instrumenten zwischen den Messungen nicht zu Ausrichtungsfehlern kommen.

Die photometrische Wiederholbarkeit, in der USP auch als photometrische Präzision bezeichnet, definiert die Fähigkeit eines Spektrometers, Absorptionswerte über mehrere Messungen hinweg zuverlässig und wiederholbar zu bestimmen.

Es werden die gleichen Referenzmaterialien verwendet, die auch zur Bestimmung der photometrischen Genauigkeit verwendet werden. Die Filter werden sechsmal gemessen und es wird die Standardabweichung über alle Messungen berechnet, um die Wiederholbarkeit beurteilen zu können.

Die Standardabweichung darf einen Wert von 5 mA unter 1 A oder 0,5 % über 1 A nicht überschreiten, unabhängig vom verwendeten Referenzmaterial oder dem Wellenlängenbereich.

Hinweis: Die photometrische Wiederholbarkeit ist nicht obligatorisch gemäss Ph. Eur.

Die photometrische Linearität ist ein Mass für die Linearität der gemessenen Werte (z. B. Absorption) in Abhängigkeit einer steigenden Konzentration. Dies ist besonders wichtig für quantitative Anwendungen.

Die photometrische Linearität kann anhand der gleichen Verfahren und Filter bestimmt werden, die auch zur Bestimmung der photometrischen Genauigkeit verwendet werden. Sie wird jedoch bei drei Konzentrationen/mit verschiedenen Filtern bestimmt, die den Bereich zwischen 0 A und 2 A abdecken.

USP und Ph. Eur. geben verschiedene Akzeptanzkriterien für die photometrische Linearität an:

Ph. Eur.: der Korrelationskoeffizient R2 muss über 0,999 liegen.
USP: Die Messwerte bei allen Konzentrationen/Filtern müssen die Kriterien für die photometrische Genauigkeit erfüllen.

Streulicht ist definiert als Licht, das den Detektor erreicht, ohne Teil der Analyse zu sein. Es bewirkt eine Verzerrung bei der entsprechenden Wellenlänge, rührt jedoch nicht von der gemessenen Probe her. Daher wird die Absorption der Probe durch Streulicht verändert, wodurch die Probenergebnisse einen systematischen Fehler enthalten.

Streulicht wird durch die Messung eines Cut-Off-Filters (eine wässrige Kaliumchloridlösung) unter Verwendung sowohl der Methode der spezifischen Wellenlänge (SWM) als auch der Methode des Lösungsfilterverhältnisses (SFRM) bestimmt.

Die von USP und Ph. Eur. für KCl angegebenen Akzeptanzkriterien lauten:

SWM: Amax ≥ 2,0 A
SFRM: Amax ≥ 0,7 A

Die Auflösung definiert das Vermögen eines UV/Vis-Spektrometers, in einem Spektrum nahe beieinander liegende Strukturen aufzulösen.

Die Auflösung wird durch Messung einer Lösung von Toluol in n-Hexan bestimmt. Für die Bewertung der Auflösung werden das Absorptionsminimum und -maximum eines scharfen und gut aufgelösten Peaks verwendet.

Nach der USP muss das Verhältnis zwischen minimaler und maximaler Absorption bei den Wellenlängen 267 nm und 269 nm einen Wert von 1,3 überschreiten, damit eine ausreichende Auflösung gewährleistet ist. Die Ph. Eur. gibt die Akzeptanzkriterien in einer eigenen Monographie an.

Im Gegensatz zu Scan-basierten UV/Vis-Spektrometern verfügen Array-basierte Instrumente nicht über einen physischen Spalt, der die spektrale Bandbreite (SBW) des Instruments auf mechanische Art festlegt. Das SBW-Äquivalent eines Array-Instruments kann aus der Auflösung des Instruments berechnet werden.
So beträgt etwa die Auflösung des UV7 Excellence-Spektrometers ≥ 1,9, was einer SBW ≤ 1,0 nm entspricht.

Die oben definierten Tests können entweder manuell oder automatisch durchgeführt werden. Allerdings bergen manuelle Methoden das Risiko einer geringeren Genauigkeit. Manuelle Arbeitsabläufe sind fehleranfällig und zeitaufwendig. Eine automatisierte Prüfmittelüberwachung bietet folgende Vorteile:

• Schnellere Ergebnisse mit rückverfolgbarer Dokumentation und Ergebnisvalidierung.
• Fehler bei der Arbeitsablauf-Ausführung und Datenübertragung werden vermieden. Tests sind auf Anhieb zuverlässig und müssen nicht wiederholt werden.
• Einhaltung von Standards zur Datenintegrität. Dies ist ein wesentlicher Vorteil im Hinblick auf eine FDA-konforme Datenverwaltung.
• Schnelle Amortisation dank mehr Produktivität und Sicherheit.

Die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften ist für alle Arzneimittelhersteller und ihre Zulieferer von zentraler Bedeutung. Laut GMP müssen Herstellungsprozesse und Analysemethoden validiert werden. Zugleich müssen die für Produktion und Qualitätskontrolle verwendeten Geräte qualifiziert werden.

Um Kunden bei der Erfüllung dieser Compliance-Anforderung zu unterstützen, bietet METTLER TOLEDO das EQPac für Excellence UV/VIS-Spektrometer an. Die EQPac-Servicelösung wurde speziell für die Einhaltung hoher Anforderungen aufgrund der einschlägigen gesetzlichen Vorschriften entwickelt. Sie bietet direkt vor Ort eine vollständig dokumentierte, professionelle Geräteinstallation und -qualifizierung. So halten Sie gesetzliche Vorschriften stets ein und ein zuverlässiger Betrieb ist gewährleistet.

Erfahren Sie mehr über unseren Service für die Gerätequalifizierung sowie unseren Kalibrierservice für UV/Vis-Spektrometer.