ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ "CHEMMETR1.0" ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МЕТОДИК ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ «CHEMMETR1.0» ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МЕТОДИК ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Воронин Александр Васильевич

кандидат фарм. наук, доцент Самарский государственный медицинский университет

г. Самара

Сынбулатов Ирек Вадимович

Ассистент

Самарский государственный медицинский университет

г. Самара

USING COMPUTER PROGRAM «CHEMMETR 1.0» FOR METROLOGICAL EVALUATION OF

DRUG QUALITY CONTROL

Voronin Alexander

Candidate of Science, assistant professor Samara State Medical University, Samara Synbulatov Irek Assistant

Samara State Medical University, Samara

Аннотация

Целью работы является демонстрация возможностей компьютерной программы «ChemMetr 1.0» для метрологической оценки методик фармацевтического анализа. Для статистической обработки результатов анализа использованы методы вариационной статистики согласно требованиям Государственной Фармакопеи РФ XIV издания. Рассмотрена методика количественного определения суммы флавоноидов в образцах травы различных видов горцев методом спектрофотомерии. Различие результатов из отчета аналитика и расчетных параметров свидетельствует о некорректности процедуры метрологической оценки методики количественного определения, либо о преднамеренной фальсификации результатов. Предложен алгоритм оценки содержательной части протоколов валидации, верификации аналитических методик фармацевтического анализа, а также печатных публикаций по разработке методик количественного определения.

Abstract

The aim of study is demonstrate the capabilities of computer program «ChemMetr 1.0» for metrological evaluation of drug quality control. The variation statistics method with the requirements of Russian Federation Pharmacopoeia XIV edition for statistical processing were used. The flavonoids quantitation technique by spectrophotometry in samples medicinal plants Polygonum was considered. The difference in results from the analysis's report and program calculated metrological parameters indicates the incorrectness of the metrological evaluation procedure for quantitation, or results falsification. The algorithm to evaluate validation protocols, analytical methods verification protocols, and articles for drug quality control was developed.

Ключевые слова: метрологическая характеристика; компьютерная программа; фармацевтический анализ.

Keywords: metrological evaluation; computer program; drug quality control.

В фармацевтическом анализе для целей контроля качества лекарственных средств традиционно используется процедура валидации аналитических методик. Все методики, включенные в нормативные документы, должны быть валидированы, к их числу относятся методики для количественного определения действующих веществ в фармацевтических субстанциях, а также готовых лекарственных препаратах и лекарственном растительном сырье, которые являются многокомпонентными объектами анализа. Подходы к валидации любого испытания зависят от его типа и применяемого аналитического метода [1].

Метрологическая характеристика метода анализа (количественного определения), согласно требованиям ГФ XIV, предполагает определение параметров прецизионности: стандартного отклонения и дисперсии S2, а также параметров правильности: относительная величина

систематической ошибки д. Параметры правильности возможно оценить только в случаях доступности аналитику истинного значения измеряемой величины ^ (или принятого опорного значения). В качестве принятого опорного значения используют концентрацию анализируемого вещества в стандартном образце [2].

Определяемые согласно фармакопейным требованиям относительные ошибки результата

отдельного определения s и среднего результата веред, рассматривались нами как интегральный показатель погрешности методики

количественного определения.

Важным элементом статистической обработки полученной выборки результатов количественного определения является оценка ее однородности: для малых выборок (n<10) - с помощью ^-критерия; для выборок большого объема (n>10) - на основании сравнения отклонения отдельного результата от величины 3 •S («критерий 3S»).

Цель работы - демонстрация возможностей автоматизации процедуры метрологической характеристики методики количественного определения как важного элемента внедрения стандартных метрологических процедур в практику рутинного анализа.

Результаты. Нами разработана компьютерная программа «ChemMetr 1.0» для IBM PC-совместимых персональных компьютеров

(свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2017663573)[3]. Программа предназначена для автоматического расчета метрологических характеристик методик количественного химического анализа в фармацевтическом, химико-токсикологическом анализах и судебно-химической экспертизе. Может применяться для метрологической характеристики методов количественного химического анализа в практической деятельности провизоров-аналитиков и химиков-экспертов при исследовании фармацевтических субстанций,

многокомпонентных объектов аналитического контроля (лекарственного растительного сырья, лекарственных препаратов, биологического материала - органов и биологических жидкостей, объектов небиологического происхождения).

Основные модули программы «СИетМей" 1.0» представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура компьютерной программы «ChemMetr 1.0»

Программа позволяет реализовывать следующие функции:

- проверять однородность выборки значений результатов количественного химического анализа (по ^-критерию и по критерию 3 5);

- исключать результаты анализа, отягощенные грубой ошибкой;

- оценивать величины доверительных интервалов, параметры воспроизводимости, систематическую погрешность (при наличии образцов сравнения - стандартных образцов анализируемых объектов);

- формировать итоговый отчет по метрологическим характеристикам методики количественного химического анализа.

«Гибкость» компьютерной программы и поддержка любым интернет-браузером позволяет использовать ее на планшетных компьютерах и мобильных телефонах с операционными системами Windows 7/8/10 и Android.

Данная компьютерная программа

ориентирована на решение следующих задач:

- расчетной - автоматизированный расчет метрологических характеристик методик количественного анализа;

- обучающей - предложена для обучения студентов и ординаторов основным

метрологическим аспектам фармацевтического анализа;

- контролирующей - предварительная априорная экспертиза корректности определения метрологических характеристик в анализе.

Наиболее важной для практики фармацевтического анализа является возможность реализации контролирующей функции

компьютерной программы «СИетМей" 1.0», она была показана на примере из практики контроля качества лекарственного растительного сырья.

Пример. Для этого была рассмотрена методика количественного определения суммы флавоноидов в образцах травы различных видов горцев методом спектрофотомерии согласно Государственной Фармакопеи РФ XIV издания.

Таблица 1

Метрологические характеристики методики количественного анализа суммы флавоноидов в _ образцах травы различных видов горцев (по итогам отчета химика-аналитика)_

f хсред S2 S P t(P, f) Ах £сред 5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Трава горца птичьего

- 9 0,84 0,00026 0,016 95 2,26 ±0,037 ± 4,52 -

Трава горца перечного

- 9 1,12 0,00044 0,021 95 2,26 ±0,046 ± 4,17 -

Трава горца почечуйного

- 9 0,73 0,00019 0,014 95 2,26 ±0,032 ± 4,34 -

По результатам анализа образцов травы видов горцев химиком-аналитиком отделом контроля качества фармацевтического предприятия Х... был представлен отчет по метрологическим характеристикам методик (табл. 1).

Корректность статистической обработки результатов анализа нами не контролировалась.

Исходя из полученных величин средних значений содержаний флавоноидов в исследуемых образцах и величин стандартных отклонений S, с помощью модуля «генерация случайных чисел» приложения MS Excel (для нормального закона распределений) нами были получены модельные выборки содержаний суммы флавоноидов (n=10) каждого вида сырья (табл. 2).

Таблица 2

Модельные выборки содержаний суммы флавоноидов в образцах травы различных видов горцев

№ Содержание суммы флавоноидов, %

Трава горца птичьего Трава горца перечного Трава горца почечуйного

1. 0,86 1,13 0,74

2. 0,83 1,12 0,71

3. 0,85 1,12 0,73

4. 0,82 1,12 0,74

5. 0,85 1,11 0,75

6. 0,84 1,14 0,75

7. 0,78 1,13 0,72

8. 0,86 1,10 0,76

9. 0,85 1,13 0,73

10. 0,81 1,10 0,74

Затем полученные выборки значений содержаний суммы флавоноидов были загружены в программу «СИетМе^ 1.0», с помощью который была произведена оценка их однородности, расчет необходимого набора метрологических

характеристик при заданном нами уровне доверительной вероятности 95%. Рассчитанные метрологические характеристики представлены в таблице 3.

Сравнение метрологических характеристик методики количественного анализа суммы флавоноидов в образцах травы различных видов горцев, полученных из отчета химика-аналитика и по итогам расчета с помощью программы «СИетМе^ 1.0», показывает следующие особенности:

- в условиях недоступности значений первичной выборки отчета по метрологическим характеристикам невозможно оценить:

проводилась или нет оценка однородности выборки химиком-аналитиком; каким способом

проводилась эта оценка; стандартное отклонение и полуширина доверительного интервала относятся к результатам единичного измерения или среднего значения;

- полученные значения модельной выборки подчиняются закону нормального распределения, поэтому адекватно воспроизводят недоступные нам результаты анализа;

- стандартные отклонения 5 и относительные ошибки определений е из отчета химика-аналитика по величине не соответствуют величинам стандартных отклонений и относительных ошибок единичных измерений е и средних значений 8сред, есред, что показывает некорректность реального аналитического эксперимента.

В рассматриваемом нами случае отсутствуют выраженные закономерности несоответствия. Для

определения суммы флавоноидов в траве горца птичьего относительная погрешность из отчета составляет 4,52%, при этом расчетные погрешности единичного определения и среднего значения составляют 6,39% и 2,02% соответственно. Для травы горца птичьего рассчитанные погрешности меньше погрешности, представленной в отчете. Только в случае анализа травы горца почечуйного относительная погрешность из отчета 4,34% имеет практически одинаковое значение с рассчитанной погрешностью среднего значения 4,56%.

Различие результатов из отчета и расчетных параметров свидетельствует о некорректности (полном отсутствии) процедуры метрологической оценки методики количественного определения, либо о преднамеренной фальсификации результатов с целью снижения относительной ошибки результатов единичного определения и среднего результата.

Таблица 3

Метрологические характеристики методики количественного анализа суммы флавоноидов в

f хсред Б2 Б Р 1(Р, А Ах £ 5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Трава горца птичьего

- 9 0,83 0,00060 0,024 95 2,26 ±0,053 ± 6,39 -

0,0075* 95 2,26 ±0,017* ± 2,02* -

Трава горца перечного

- 9 1,12 0,00022 0,015 95 2,26 ±0,033 ± 2,97 -

0,00046* 95 2,26 ±0,010* ± 0,94* -

Трава горца почечуйного

- 9 0,74 0,00020 0,015 95 2,26 ±0,034 ± 4,56 -

0,0047* 95 2,26 ±0,011* ± 1,44* -

*стандартное отклонение Бсред, полуширина доверительного интервала Ах, относительная ошибка для среднего значения есред.

Рисунок 2. Алгоритм применения компьютерной программы «СИешМе^ 1.0» в фармацевтическом анализе

Получение подобных результатов сравнения является основанием для повторного экспериментального определения метрологических характеристик используемой методики в рутинной аналитической практике.

Выводы. Описанный алгоритм (рис. 2) мы предлагаем реализовывать при оценке содержательной части протоколов валидации, верификации аналитических методик

фармацевтического анализа, также при рецензировании печатных публикаций и диссертационных исследований, связанных с разработкой методик количественного

определения.

Список литературы

1. Валидация аналитических методик: пер. с англ. яз. 2-го изд. под ред. Г.Р. Нежиховского.

Количественное описание неопределенности в аналитических определениях: пер. с англ. яз. 3-го изд. под ред. Р.Л. Кадиса. Руководство для лабораторий. - СПб.: ЦОП «Профессия», 2016. -312 с.

2. Государственная Фармакопея Российской Федерации. XIV издание [Электронный ресурс]: Федеральная электронная медицинская библиотека. - Режим доступа: http://www.femb. гшГетЬ/рЬагтасореа.рЬр.

3. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2017663573 от 07.12.2017. «^етМеИ 1.0» / А.В. Воронин, С.В. Воронин, Т.Л. Малкова, М.Е. Ледяев [Электронный ресурс]: База патентов России. - Режим доступа: https://patentinform. ru/programs/reg-2017663573.И1т1.