Warum bestimmte Substanzen mittels NIRS nicht prüfbar sind – Teil 1

24. Mai 2017 0 Kommentare Apo-Ident, Ausgangsstoffprüfung, Nahinfrarotspektroskopie

Warum sind bestimmte Substanzen mittels NIRS nicht prüfbar – Teil 1

Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist ideal, um Ausgangsstoffe für die Herstellung der Rezeptur auf Identität zu prüfen. Die NIR-Spektren der zu prüfenden Substanzen können ohne Probenvorbereitung aufgenommen werden und die gesamte Prüfung eines Stoffes mittels Apo-Ident dauert inklusive Dokumentation weniger als zwei Minuten. Durch seine hohe Energiedichte und den geringen Absorptionskoeffizienten dringt Nahinfrarotes Licht je nach Substanz bis zu mehrere Millimeter tief in die Probe ein und kann viele Strukturinformationen erfassen. Daher können viele Rezeptur-Ausgangsstoffe zweifelsfrei identifiziert werden und ein zweites Prüfverfahren ist nicht notwendig. Es gibt jedoch auch Substanzen, die nicht mittels NIRS identifiziert werden können. Das kann verschiedene Gründe haben. In unserem ersten Blogartikel zu diesem Thema möchten wir einige Ursachen aufzeigen.

Bei der Schwingungsspektroskopie im Nahinfraroten Bereich, also der Nahinfrarot-Spektroskopie, werden die Substanzen durch Licht einer bestimmten Wellenlänge (bei Apo-Ident zwischen 1000 und 1900 nm) bestrahlt und zum Schwingen angeregt. Damit sich im NIR-Spektrum einer Substanz Absorptionsbanden zeigen, muss es im Molekül Schwingungsmoden mit Energien zwischen 0,65eV und 1,13 eV geben. Dies ist nicht bei allen Substanzen der Fall. Anorganische Salze sind zum Beispiel solche Substanzen, die nicht durch Licht im Nahinfraroten Bereich zum Schwingen angeregt werden können. Viele anorganische Salze, wie zum Beispiel Natrium- und Kaliumchlorid oder auch Kalialaun, weisen eine sehr feste und starre Kristallstruktur auf. Diese kann, obwohl sie mit Licht anderer Wellenlängen durchaus schwingen, nicht mit Licht im NIR-Bereich zum Schwingen angeregt werden.

Eine weitere Voraussetzung für eine aussagekräftige Prüfung mittels NIRS ist eine ausreichend hohe Konzentration des Wirkstoffes. Pharmazeutische Wirkstoffe sind hochpotente Substanzen, die in Defekturen nur in sehr geringen Konzentrationen eingesetzt werden. Auch Tinkturen sind prinzipiell „nur“ eine Mischung aus Ethanol und Wasser „mit einem Spritzer“ der wirksamen Substanz. Dieser Umstand verhindert die eindeutige Identifikation von Defekturen und Tinkturen mittels Apo-Ident in den meisten Fällen.

Bei der NIRS werden die Informationen aller in der Substanz vorliegenden NIR-aktiven Strukturelemente gesammelt. Bei Zubereitungen haben also sowohl der Wirkstoff als auch die Salbenmatrix oder das Lösungsmittel einen Einfluss auf das Spektrum. Eine Salbe kann aufgrund ihrer „einzigartigen“ Zusammensetzung durchaus ein eindeutig erkennbares Spektrum besitzen.

Weitere wichtige Voraussetzungen für eine eindeutige Bestimmung mittels NIRS erläutern wir im Blogartikel Teil 2.

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