Miksi metyleenisinisen pitoisuusmäärityksen tulos voi ylittää 100%

Metyleenisinisen pitoisuusmäärityksen tulos 101.0% on raportoitu analyysitulos. Se ei tarkoita, että 100 g materiaalia sisältäisi fyysisesti 101 g metyleenisinistä. Tuloksen tulkitsemiseksi on selvitettävä, mitä mitattiin, mikä materiaalin massa toimi nimittäjänä ja miten laboratorio laski tuloksen.

USP:n metyleenisinisen määritelmä määrittää pitoisuuden vaihteluväliksi 97.0%–103.0% kuiva-aineeseen laskettuna. Nämä ovat tietyn testin hyväksymisrajat. Ne eivät tarkoita kirjaimellista yli 100%:n puhtautta eivätkä jokaisen laboratoriomittauksen epävarmuusväliä.

Aloita nimittäjästä

Vastaanottotilassa ilmoitettu tulos koskee materiaalia sellaisena kuin se vastaanotettiin, myös sen sisältämä vesi mukaan lukien. Kuiva-aineperusteinen tulos jättää nimittäjästä pois määrätyissä kuivausolosuhteissa menetetyn massan. Se ilmoittaa analyytin määrän suhteessa jäljelle jäävään materiaaliin.

Näitä termejä on käytettävä huolellisesti. USP:n kuivaushäviötä käsittelevä luku määrittelee mittauksen määrätyissä olosuhteissa poistuvan haihtuvan aineksen perusteella. Kuivaushäviö ei automaattisesti ole nimenomaan veden määrää mittaava tulos. Myös muut haihtuvat aineet voivat vaikuttaa siihen. Käytä todistuksessa ilmoitettua menetelmää ja raportointiperustetta.

Yksinkertainen korjaus voidaan tehdä, kun pitoisuusmäärityksen ja kuivaushäviön tulokset koskevat samaa materiaalia ja analyytti säilyy siinä:

Kuiva-aineperusteinen pitoisuus (%) = vastaanottotilan pitoisuus (%) × 100 / 100 − kuivaushäviö (%)

Käänteinen muunnos on:

Vastaanottotilan pitoisuus (%) = kuiva-aineperusteinen pitoisuus (%) × 100 − kuivaushäviö (%) / 100

Älä tee korjausta uudelleen tulokselle, joka on jo ilmoitettu kuiva-aineperusteisena.

Laskuesimerkki: yksi näyte, kaksi pätevää prosenttilukua

Oletetaan, että kuvitteellinen 100 g:n näyte sisältää 88 g metyleenisinistä vedettömänä kloridina ilmaistuna, 10 g vettä ja 2 g muita haihtumattomia kiinteitä aineita. Oletetaan, että kuivausvaihe poistaa täsmälleen veden ilman väriaineen häviämistä tai muuttumista. Nämä määrät on tarkoitettu havainnollistamiseen, eivätkä ne ole tuote-erän tuloksia.

Kuiva-aineen osuuksien summa on 100%. Suurempi pitoisuustulos ei poistanut muita kiinteitä aineita eikä lisännyt väriaineen määrää. Vertailuperuste vaihtui koko vastaanotetusta näytteestä sen kuivaan osaan.

Vastaavasti raportti, jossa kuiva-aineperusteinen pitoisuus on 99.0% ja kuivaushäviö 12.0%, tarkoittaa menetelmän oletusten mukaisesti vastaanottotilan pitoisuutta 99.0 × 0.88 = 87.12%. Jos tätä 87.12%:n tulosta verrataan suoraan toisen toimittajan kuiva-aineperusteiseen 99.0%:n tulokseen, verrataan eri suureita.

Vesi voi myös kuulua kiteen hydraattimuotoon. Metyleenisinisen trihydraatin ja vedettömän materiaalin ero selittää, miksi kaavamassan ja pitoisuuden laskentaperusteen on vastattava toisiaan. Hydraattimuotoa koskeva merkintä ei korvaa eräkohtaista vesipitoisuus- tai kuivaushäviötulosta.

Miksi raportoitu pitoisuus voi ylittää 100%

Oikea kuivamassaan perustuva laskelma ei täsmällisillä mittauksilla voi muuttaa todellista massaosuutta yli 100%:ksi. Tämän rajan ylittävä tulos johtuu tavasta, jolla analyyttinen arvio saadaan, mukaan lukien mittausepävarmuus, mahdollinen systemaattinen poikkeama tai raportointi- tai laskentavirhe.

USP:n virallinen syyskuun 2023 muutostiedote kuvaa pitoisuusmäärityksen, jossa näytteen nestekromatografista vastetta verrataan vertailustandardiin. Kyseessä on kalibroitu määritys, ei jauheen jokaisen aineen fyysinen erottelu ja punnitseminen. Standardille määritetty arvo, punnitus, laimennus, laitteen vaste ja kuivaushäviökorjaus voivat vaikuttaa raportoituun arvioon.

Tarkastellaan toista kuvitteellista näytettä: 90 g metyleenisinistä ja 10 g vettä. Sen todellinen kuiva-aineperusteinen osuus on 100%. Jos pitoisuusmäärityksen vaste on 1% liian suuri ja kuivaushäviökorjaus on muuten täsmällinen, menetelmä arvioi alkuperäisen 100 g:n sisältävän 90.9 g metyleenisinistä vastaavan määrän. Tämän arvion korjaaminen antaa tuloksen 90.9 / 90 × 100 = 101.0%. Ylimääräinen 0.9 g on yliarvio, ei ylimääräistä materiaalia.

NIST:n selitys mittausepävarmuudesta erottaa mittauksella saadun arvion taustalla olevan suureen täsmällisestä tuntemisesta. Laboratorion on arvioitava oma mittausepävarmuutensa. Vaatimus 97.0%–103.0% ei osoita, että menetelmän epävarmuus olisi ”±3%”. Suuri tulos ei myöskään todista, että sen syynä olisi satunnainen vaihtelu. Toistuvasti suuret tulokset antavat aiheen tarkistaa kalibroinnin, näytteenvalmistuksen, korjauskertoimet ja laskentaperusteen.

Vuoden 2026 USP-ehdotuksen esittely ilmoittaa nimenomaisesti olevansa ehdotus, joka perustuu syyskuun 2023 viralliseen versioon. Ehdotettua muutosta ei pidä käsitellä voimassa olevana testivaatimuksena pelkästään siksi, että sen päivämäärä on uudempi.

Väriainepitoisuus ja kromatografinen puhtaus vastaavat muihin kysymyksiin

”Väriainepitoisuus” edellyttää ilmoitettua menetelmää ja laskentaperustetta. Esimerkiksi Sigma-Aldrichin M9140-tuotteen spesifikaatio ilmoittaa hydratoidun biologisen värjäysaineen väriainepitoisuudeksi vähintään 82%. Tämä vähimmäisraja ei ole jokaisesta erästä mitattu arvo. Se ei osoita loppuosan olevan vaarallista epäpuhtautta eikä osoita vastaavuutta farmaseuttisen spesifikaation kanssa.

Samoin kromatografinen pinta-alaprosentti saadaan jakamalla yhden havaitun piikin pinta-ala määritellyllä piikkien pinta-alojen summalla. Se ei automaattisesti tarkoita metyleenisinisen massan jakamista koko näytteen massalla. USP:n kromatografisia aineistoja koskeva toimitusohje erottaa pinta-alan normalisoinnin ulkoiseen standardiin perustuvista laskelmista ja kuvaa suhteellisia vastekertoimia, koska samansuuruiset massat voivat tuottaa erilaisia detektorivasteita.

Detektori ei välttämättä mittaa vettä, epäorgaanisia suoloja tai jokaista orgaanista epäpuhtautta valituissa olosuhteissa. Erilliset määritystulokset voivat siksi olla päteviä rinnakkain ilman, että niiden summa olisi täsmälleen 100%. Orgaanisten epäpuhtauksien määritys, alkuaineanalyysi ja kuivaushäviö ovat toisiaan täydentäviä mittauksia.

Lue tulos osana raporttia

Käytä analyysitodistuksen lukuopasta löytääksesi erän tunnistetiedot, menetelmän, raportointiperusteen, mitatun tuloksen ja hyväksymisrajan. Pidä jokaisen tuloksen yhteydessä sen yksikkö ja nimittäjä. Laboratorioliuosten laskelmissa metyleenisinisen molaarisuuslaskuri tuo materiaalin muotoa ja pitoisuutta koskevat oletukset selkeästi esiin.

Pitoisuustulos 101% voi täyttää pitoisuusvaatimuksen, vaikka jokin toinen vaadittu testi ei täyttäisi vaatimuksia. Pitoisuustulos 99% ei osoita steriiliyttä, hyväksyttäviä alkuaine-epäpuhtauksien tasoja tai tuotteen hyväksyntää. USP-laatuisen metyleenisinisen merkitys riippuu sovellettavista vaatimuksista kokonaisuutena. Hyödyllinen laatuvertailu selvittää, täyttääkö dokumentoitu materiaali nämä vaatimukset, sen sijaan että toimittajat asetettaisiin järjestykseen suurimman prosenttiluvun perusteella.