TOC en la industria Farmacéutica

R1Los fabricantes de productos farmacéuticos se preocupan por desarrollar medicamentos que generen un efecto benéfico en el organismo humano (o en el de animales en el caso de medicamentos veterinarios) con un mínimo de efectos secundarios indeseables, para lograr éste propósito es necesario que las sustancias activas que se incluyan en los medicamentos sean de la más alta pureza , y además que la maquinaria y otros elementos de la producción en contacto con el producto deben estar completamente libres de cualquier contaminación residual.

Las diferentes farmacopeas en el mundo determinan los límites permitidos para los contaminantes que es probable encontrar en cada tipo de producto, así como los límites, describen las metodologías que deben ser usadas para efectuar la medición de los contaminantes y también describen las pruebas que se deben desarrollar a la metodología de análisis para asegurar la confiabilidad de las mediciones.

La medición de carbono orgánico total TOC, es una de las pruebas que se deben aplicar tanto al agua usada para preparar productos farmacéuticos como a las maquinarias que pueden tener contacto con los productos durante los procesos de fabricación, para detectar la presencia de mínimas cantidades de productos orgánicos residuales que pueden ser potenciales causantes de reacciones adversas a quien consume el medicamento.

La medición de TOC revela además de los residuos de productos anteriormente procesados en la misma maquinaria o los residuales de materia orgánica en el agua, residuos de productos de limpieza o desinfección usados durante los procesos de limpieza de la maquinaria, por esta razón, las mediciones de TOC son una herramienta valiosa en el proceso de validación de metodologías de limpieza de las áreas y maquinaria involucradas en la producción farmacéutica.

Para aplicaciones de medición de alta precisión que son necesarias en los procesos de validación, se requiere de equipos con una sensibilidad capaz de detectar residuos de TOC en concentraciones inferiores a 10 ppb (partes por billón) con alta precisión y exactitud, lo que resulta imposible para varias de las tecnologías disponibles en el mercado, por eso es necesario ser muy cuidadoso en la elección de la tecnología con la cual el equipo desarrolla las mediciones.

La medición de TOC de alta sensibilidad, utiliza como fundamento la oxidación de la materia orgánica hasta convertirla en CO2 para luego cuantificar la concentración de CO2 producido mediante absorción de la luz infrarroja en un sistema no dispersivo, también existen instrumentos que detectan el CO2 mediante conductividad eléctrica, pero esta medición es poco precisa y puede tener multitud de interferencias.

Para oxidar la materia orgánica hasta CO2, se pueden usar tecnologías como la radiación ultravioleta, el calor, la oxidación química con persulfato de sodio o la combustión catalítica.

Algunos equipos disponibles en el mercado, usan tecnología de radiación ultravioleta, con la cual se logra la oxidación de bajas concentraciones de carbono orgánico, sin embargo, este tipo de tecnologías, por lo general no se pueden considerar cuantitativas, solamente producen un resultado límite indicando si el producto que se analiza tiene una concentración de TOC por encima de cierto valor límite que se define, estos instrumentos no tienen la sensibilidad suficiente para realizar mediciones cuantitativas de residuales de TOC por debajo de 100 ppb, la medición toma tiempo (entre 3 y 5 minutos) se usan generalmente para aplicaciones de medición en línea para monitorear que el agua que circula por las tuberías no supere el límite de farmacopea de 500 ppb.

Otros fabricantes usan tecnología de oxidación química, mediante la adición de persulfato de sodio a la muestra, lo cual además de generar un consumo constante por parte del instrumento para realizar las mediciones, necesita un volumen relativamente alto de muestra (alrededor de 20mL) y además la señal del TOC no es lo suficientemente fuerte para garantizar una buena sensibilidad, así que no se recomienda para medición de concentraciones menores a 100 ppb de C.

Para asegurar una alta sensibilidad que permita cuantificar con precisión y exactitud concentraciones de carbono por debajo de 10 ppb, es necesario que la tecnología de oxidación de la materia orgánica sea tan poderosa que ésta se oxide hasta convertirse en CO2 en cuestión de décimas de segundo, para que la concentración de CO2 producida en el instante sea lo suficientemente alta para generar una señal apreciable en el detector.

Esta oxidación ultrarrápida se puede lograr mediante la combustión catalítica a 680°C o mediante una combinación de factores oxidantes como la radiación ultravioleta con el calor y la reacción química con persulfato de sodio. Al combinar estos factores se acelera la oxidación química en forma importante generando una alta sensibilidad de medición de TOC.

Estas dos tecnologías son usadas por Shimadzu, fabricante de equipos para medición de TOC, de manera que los equipos de esta marca aseguran una detección cuantitativa de extremadamente bajas concentraciones de TOC (4 ppb en el equipo que usa tecnología de combustión catalítica y 0,4 ppb en el equipo de oxidación por persulfato, UV y Calor), lo que los hace ideales para aplicaciones en línea y en laboratorio.

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