Newsletter Julho 2016. RMN

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A Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é uma técnica analítica sofisticada e poderosa com uma variedade de aplicações em diferentes campos da pesquisa científica, da medicina e em diferentes setores industriais (farmacêutica, alimentícia, cosmética, agroquímica etc). Com o desenvolvimento da metodologia e instrumentação ao longo das últimas duas décadas, a RMN tornou-se uma das mais potente e versáteis técnicas espectroscópicas para a análise qualitativa e quantitativa tanto para os produtos naturais quanto para as misturas complexas. A InKemia há mais de uma década atua com esta técnica o que resultou na formação de uma equipe altamente especializada que atua em um ambiente de Boas Práticas de Fabricação (BPF) importante às necessidades da indústria de Ciências da Vida.

Este boletim é uma breve revisão de aplicações e vantagens desta técnica.

Introdução

A espectroscopia de RMN é baseada na absorção e reemissão de radiação electromagnética ocorre quando os núcleos de determinados átomos  imerso num campo electromagnético estática são expostas a um segundo campo magnético oscilante. A ressonância magnética é uma técnica sensível para compostos que comportam 1H, 13C, 19F, 15N, 31P e, portanto, pode ser considerado como um detector universal para compostos orgânicos. Atualmente, não há outra técnica analítica que em uma única análise seja capaz de fornecer informação qualitativa e quantitativa sem o uso de padrões externos, sem a aplicação de uma separação prévia dos diferentes compostos de uma amostra. Como a ressonância magnética é uma técnica analítica não destrutiva ela permite o desenvolvimento de métodos simples e preparações fácil de se comprovar e validar. As principais aplicações da análise da RMN são:

•   Elucidação estrutural de moléculas orgânicas,
• Abertura de fórmulas de  produtos, a fim de identificar os componentes individuais destes,
• Identificação das Impurezas de elementos desconhecidos em amostras complexas,
• A quantificação dos componentes de uma amostra,
• Controle de qualidade de grandes quantidades de produtos químicos, produtos farmacêuticos, produtos naturais, nutracêuticos e alimentos,
• Identificação de materiais,
• Estudos de temperatura e cinéticos em misturas de reação e
• Determinação enantiômeros.

Abaixo veremos as aplicações da RMN na análise quantitativa e sua aplicação nos setores farmacêuticos, alimentos, e agroquímica.

Aplicações da RMN Quantitativa

A Espectroscopia de RMN Quantitativa (qRMN) é um dos métodos mais eficazes para a identificação , autenticação e estrutura de qualquer composto orgânico e suas misturas análise. Ele é descrito na Farmacopéia Europeia como um dos adequado para fins de utilização tanto qualitativos e quantitativos técnicas analíticas. As principais vantagens de RMN quantitativa são:

1. Intensidades de sinal integrado é diretamente proporcional ao número de átomos do grupo molecular responsável pelo sinal.
2. Permite analisar amostras complexas sem o uso de padrões externos e os padrões de referência, algo impossível no  métodos cromatográficos, espectrometria de massa, fotométrico e outros métodos de análise utilizados.
3. Como protons são detectados com a mesma sensibilidade, independentemente da natureza química da molécula, a necessidade de determinar os fatores de resposta correspondentes é evitado.
4. Finalmente , existe uma relação linear entre ressonâncias integradas de componentes individuais do espectro e o seu conteúdo em substâncias estudadas o que permite quantificar amostras complexas num ensaio sem intensidades de separação anteriores.

Aplicações de RMN na indústria farmacêutica

A Espectroscopia de RMN tornou-se um dos métodos mais utilizados pela indústria farmacêutica. Tanto a Farmacopeia Europeia e a Farmacopeia dos Estados Unidos (USP) têm reconhecido o seu valor e tem capítulos gerais que descrevem o equipamento, técnicas, metodologia quantitativa e qualitativa a seguir. Ambos também têm monografias oficiais farmacopeia baseado em técnicas de RMN, em particular para substâncias complexas (produtos naturais ou biológicas) ensaios. Em geral, é usada para a identificação e a determinação das substâncias ativas ou substâncias relacionadas e outros testes de impurezas. As principais aplicações da análise de RMN são:

·         Espectroscopia de RMN quantitativa (qNMR): Devido a uma resposta igual para qualquer composto dissolvido, a qRMN é uma excelente técnica para a quantificação de qualquer substância.

• Exemplos de qNMR incluem a determinação da pureza dos ingredientes farmacêuticos activos (API) e quantificação dos ingredientes ativos, excipientes e impurezas em produtos farmacêuticos. Também podem ser determinados solventes residuais, isomeros, diastereómeros e o excesso enantiomérico.
• Técnicas de RMN quantitativa é aplicada como uma alternativa à cromatografia convencional (HPLC), quando não estão disponíveis padrões de impurezas, como durante as fases iniciais do desenvolvimento da droga perfil/impureza.

·         Estudos  de  Espectroscopia RMN tornou-se um método insubstituível para a avaliação de qualidade farmacêutica, que é fundamental na identificação inequívoca e confirmação da estrutura.

• O espectro de RMN pode oferecer informação detalhada sobre as estruturas moleculares e ajuda a confirmar e estabelecer a identidade das substâncias farmacêuticas e impurezas.
• É notável a capacidade da técnica para efetuar a identificação e quantificação simultânea de impurezas que converte RMNq uma análise simples instrumento para farmacêutica.

·         A RMN é amplamente aplicada na descoberta de novas drogas. Estes estudos geralmente tem como objetivo a obtenção de:

• A estrutura molecular da droga e da estrutura da ligação ao receptor e sua dinâmica no local do receptor
• A estrutura do receptor e do seu complexo com o fármaco, fornecendo informações sobre a ligação e interacção do grupo funcional envolvido no reconhecimento do ligante e da ligação.

Aplicações da RMN na indústria de alimentos e agroquímicos

Nas últimas duas décadas, o uso da espectroscopia de RMN para a caracterização e análise de alimentos e materiais de agroquímicos floresceu, e esta tendência continua a crescer. Alguns exemplos são descritos são:

• Análise de Vinho: para detetar a variedade, origem geográfica e possíveis adulterações, assim também criou-se um banco de dados com espectros de diferentes vinhos
• Análise de  azeite (1H, 12C, 31P):. espectroscopia de RMN é uma ferramenta valiosa para determinar os diferentes compostos bioativos, avaliação e de certificação
• Análises de mel: para detetar açúcares exógena.
• Análise de Café: por exemplo, para autenticar o café colombiano origem por RMN 1H.

Conhecimento da INKEMIA em análise de RMN

Na InKemia temos uma experiência e conhecimento sólidos na aplicação das técnicas de RMN o que dá suporte a indústria química e farmacêutica, tanto para a análise qualitativa e quantitativa. A análise de RMN de alta resolução inclue o uso de um espectrômetro de 400 MHz qualificado e executado em um ambiente de Boas Práticas de Fabricação. Isso significa que todas as informações geradas podem ser incluídas na documentação de registro e também pode ajudar no desenvolvimento farmacêutico desde as fases iniciais até as de pós-autorização. Os principais serviços que oferecemos pela InKemia são:

1.    Análise qualitativa por fins de RMN de elucidação estrutural:

a.    Identificação de substâncias desconhecidas.

b.    Determinação dos intermediários de reação.

c.    Identificação de perfil de impurezas e substâncias desconhecidas nos ingredientes ativos ou em produtos formulados.

2.    Desenvolvimento de métodos de rotina  qualitativa e quantitativa para analisar um grande número de amostras.

3.    Desenvolvimento e validação de métodos analíticos por ressonância magnética quantitativa e qualitativa, realizada em conformidade com requisitos específicos do cliente.

       4.    Determinação da pureza quiral.