Espectroscopia Raman en la Industria Farmacéutica

Estimados lectores, esta vez quiero hablar sobre la Espectroscopia Raman en la industria Farmacéutica.

Antes quiero platicarles el fundamento.  En la Espectroscopia Raman una muestra es irradiada con una luz monocromática intensa (comúnmente proveniente de un Láser) y  la mayoría de la radiación es dispersada por la muestra. Los fotones dispersos a la misma longitud de onda que la luz incidente (láser) se llama dispersión Rayleigh o dispersión elástica y  la pequeñísima parte de los fotones incidentes que son dispersados a una longitud de onda diferente de la radiación original es conocida como dispersión Raman o dispersión in elástica.

La diferencia entre la luz incidente de la fuente y las longitudes de onda dispersas son conocidas como desplazamiento Raman y se relación a las vibraciones moleculares dentro de la muestra.

Un Espectro Raman puede ser obtenido de una muestra sólida, líquida o incluso algunos gases. Es un método no invasivo para la determinación de propiedades o identificación química. Es una técnica complementaria a la Espectroscopia Infrarroja.

Ambas técnicas prueban las vibraciones moleculares fundamentales en un material. Sin embargo, tienen diferente sensibilidad para diferentes grupos funcionales. Raman es principalmente utilizada para la examinación de enlaces no polares grupos funcionales y vibraciones altamente simétricas y es meno sensible a enlaces polares como el grupo carbonilo y vibraciones asimétricas. Por ejemplo, el agua que presenta vibraciones fuertes en Infrarrojo, tiene mínima interferencia en Raman.

La mayor dificultad en Raman es la fluorescencia que pudieran presentar las impurezas o incluso la misma muestra. La fluorescencia puede ser evitada utilizando un láser de una mayor longitud de onda de excitación, como los de la región del infrarrojo cercano. Raman es una técnica rápida y puede ser llevada acabo en línea de proceso.

Puede ser utilizada para el análisis químico como identificación y cuantificación de principios activos, excipientes. También puede ser utilizada para análisis físico tal como la identificación de formas sólidas (polimorfos o cristalinos), así como el monitoreo de procesos, reacciones, síntesis, cristalización, granulados, mezclado, secado, liofilización, encapsulado, extrusión y recubrimientos.

La preparación de la muestra puede evitarse ya que la mayoría de los instrumentos Raman pueden obtener lecturas a través de ciertos materiales de empaque transparentes (vidrio y plástico).

La verificación de la Longitud de onda es importante, para lo cual se nos recomienda utilizar un estándar de referencia como el poliestireno, paracetamol o ciclohexano. Se deben cubrir un mínimo de tres desplazamientos en el rango de medición. Un criterio de aceptación dentro de un +/- 10 % es aceptable en el día a día.

Las vibraciones del poliestireno que indica la Farmacopea Europea para equipos de portátiles, son

620.0,

1001.4,

1031.8,

1602.3 y

3054.3 cm-1 desplazamiento Raman.

La tolerancia ronda de +/- 2.5 a 3.0 cm-1

Es importante saber que tanto la muestra como la referencia deberían ser medidos bajo las mismas condiciones. Las mediciones cuantitativas deberían ser obtenidas a la misma potencia del láser. La ley de Beer no es aplicable a Raman, sin embargo la intensidad de respuesta es proporcional a la concentración. La señal de Raman esta afectada por el tamaño de partícula, distribución, la densidad del empaque y el índice de refracción de la muestra.

Espero que les sea de utilidad esta información y les reitero la invitación a participar en nuestros cursos de Espectroscopia Infrarroja y Raman que impartimos a lo largo del año.