Apa Yang Salah Dengan Metode Laser Difraksi [PDF]

Citation preview

Apa yang Salah dengan Metode Laser Difraksi? Sebuah Tulisan Kritis Tentang Metode Laser Difraksi untuk Analisis Ukuran Partikel 1 2 Richard N. Kelly dan Frank M. Etzler 1 2



Johnson & Johnson PRD, Spring House, Pennsylvania Boehringer-Ingelheim Pharmaceuticals, Danbury, Connecticut



Metode pengukuran partikel di laser difraksi memiliki beberapa kelemahan, yaitu: (1) metode ini didasarkan pada asumsi yang salah (2) distribusi yang dilaporkan condong terhadap kisaran yang lebih kecil (3) hasil bervariasi secara signifikan terhadap parameter optik (4) perangkat lunak yang digunakan untuk perhitungan hasil tidak dapat divalidasi secara mandiri (5) keakuratan pengukuran untuk partikel non-bulat tidak dapat diterima Akibatnya, hasil analisis pengukuran partikel berdasarkan metode laser difraksi tidak dapat dipercaya.



Laser diffractometry merupakan metode pengukuran partikel yang paling populer saat ini karena kemudahan penggunaan dan terbukti tingkat presisinya. Metode ini menjangkau berbagai penerapan termasuk semprotan, bubuk kering, dan suspensi. Jangkauan pengukuran yang lebar (0.02 µ sampai 2-3 mm) dan kecepatan pengukuran (hingga 400 µs/pengukuran secara real time) menambah daya tarik dari metode ini. Berbagai upaya (ISO, USP, NIST, ASTM) untuk standarisasi laser difraksi dan metode pengukuran partikel lainnya dibuat meskipun standar USP laser difraksi belum selesai [1, 17-28, 47-50].



penyalahgunaan indeks bias, "persiapan sampel yang buruk atau pemilihan kisaran lensa yang salah" [36]. Meskipun kurang jelasnya kualitas pendidikan, upaya pengajaran dibuat "... untuk mendorong penilaian yang lebih tepat ..." mengenai laser difraksi dengan mengajarkan "Pemula" dasar-dasar metode ini.



Para vendor laser difraksi menegaskan bahwa instrumen mereka tidak memerlukan kalibrasi meskipun detektor difraksi membutuhkan beberapa penyetelan awal dan penyesuaian. Klaim utama untuk ketenaran metode laser difraksi didasarkan pada pengulangan. Rata-rata dari ribuan pengukuran dapat diulang dengan tingkat presisi yang tinggi.



ASUMSI YANG SALAH



Hal ini penting, namun, untuk setiap diskusi ilmiah hanya mengandalkan fakta-fakta. Berikutnya, kita akan melihat bukti ilmiah dari kelemahan dan ketidak-akuratan yang terkait dengan metode laser difraksi untuk analisis ukuran partikel.



Pertama, mari kita memeriksa asumsi dasar dari metode laser difraksi. Telah ada dalil bahwa peristiwa hamburan yang independen dan total hamburan adalah jumlah dari peristiwa hamburan individu. Secara umum, asumsi ini sulit untuk disengketakan. Namun, asumsi dasar lainnya tidak.



Namun, dekade terakhir ditandai dengan peningkatan jumlah kesaksian tentang kelemahan metodologi laser difraksi untuk pengukuran partikel [3-5, 11-13, 32-34, 42, 46]. Ada bukti yang berkembang dari perbedaan yang cukup besar antara pengukuran benda non bulat menggunakan metode laser difraksi, dan hasil yang diperoleh oleh metode lain, dan, terutama, dengan analisis citra.



 Asumsi yang Salah Tentang Orientasi Partikel Acak. Untuk partikel non-bulat, asumsi ini sangat penting untuk analisis yang tepat [9]. Hal ini menunjukkan bahwa dalam kebanyakan sistem laser difraksi, aliran tidak turbulen melainkan laminar [3]. Akibatnya, fenomena "aliran keselarasan" menyebabkan partikel non-bulat menyesuaikan diri ke arah aliran. Ketika rasio partikel lebih besar dari 5:1, "keselarasan aliran" memaksa partikel untuk melewati laser pada 90o (tegak lurus terhadap laser) dan luas permukaan proyeksi diukur



Ketidakpuasan menjadi begitu mendalam bahwa beberapa penjual laser difraksi baru merasakan dorongan untuk mempertahankan sumber pendapatan mereka [35, 36]. Dengan tidak adanya bukti ilmiah, Paul Kippax (2005), seorang product manager dari Malvern, misalnya, menuduh para kritikus laser difraksi tidak kompeten, 1



sebagai ganti ukuran volumetrik [52]. Simulasi numerik terbaru yang dilakukan di Republik Ceko menunjukkan bahwa penyimpangan dari keselarasan tegak lurus tidak memiliki pengaruh signifikan secara statistik pada hasil [40, 41].



hasil laser difraksi sebagian besar berkorelasi dengan hasil luas permukaan yang diproyeksikan berdasarkan analisis citra atau diameter area melingkar setara dengan standar bentuk non-bulat. Sebuah diskusi lebih lanjut dari fenomena ini dapat ditemukan dalam Kelly dan Kazanjian [34].



Secara teoritis, dalam hal orientasi acak partikel elipsoid, hanya puncak tunggal pada diameter kecil akan muncul dalam sistem laser diffraksi [38]. Namun, studi dengan LGC Promochem mono-sized fiber-analogue bersertifikat standar bentuk menunjukkan bahwa "aliran keselarasan" adalah fenomena umum, dihasilkan di sumbu minor maupun mayor yang dilaporkan [34]. Bila hasil disajikan sebagai probabilitas volume, hampir semua data diberikan bimodal untuk kedua analisis pendekatan Mie dan Fraunhofer (Gambar 1).



Teori Mie diharapkan dapat memberikan volume partikel sebagai lawan pendekatan Fraunhofer yang merupakan prediksi daerah yang diproyeksikan. Sering dinyatakan [43, 35, 36] bahwa untuk partikel dengan kerapatan konstan, hasil alat laser diffraksi mewakili distribusi massa (berat). Pernyataan ini didasarkan pada asumsi bahwa sistem laser difraksi menyediakan data setara diameter volume bola. Karena asumsi ini terbukti salah untuk partikel non-bulat, data persentasi volume laser difraksi tidak bisa disamakan dengan distribusi massa. Karena asumsi utama dari teknik laser difraksi tampaknya palsu, atau, setidaknya, dipertanyakan, perbedaan antara hasil pengukuran dan realitas dapat diharapkan. DISTORSI PENGUKURAN



Gambar 1. Distribusi bimodal sesuai dengan difraksi bersama kedua akord minor dan mayor. Tanggapan ini tercatat terlepas dari kecepatan aliran atau sistem difraksi laser yang digunakan (Beckman Coulter-, Horiba, Malvern, dan Sympatec). Kelly, 2004.



Kaye [29, 31] telah menyarankan adanya "hantu" partikel yang disebabkan oleh tepi tajam pada obyek yang menghasilkan difraksi sudut tinggi. Pola difraksi "hantu" ini diinterpretasikan oleh instrumen laser difraksi menjadi partikel kecil. Telah dinyatakan [33] bahwa dalam suatu difraktometer, partikel yang lebih besar dalam distribusi Lorenzian mungkin tidak terdeteksi. Distribusi Lorentzian, juga disebut distribusi Cauchy, adalah distribusi kontinu jarak horisontal di mana segmen garis miring pada sudut acak memotong sumbu x. Laser difractometry diatur oleh distribusi ini karena, dengan asumsi, sinar laser dibelokkan oleh partikel pada sudut acak.



Berdasarkan studi di atas, ada bukti yang cukup bahwa asumsi orientasi acak untuk partikel non-bulat lebih besar dari 1 µm (dan dengan aspek rasio besar) adalah salah.  Asumsi meragukan volume (berat) berdasarkan hasil dan data diameter setara bola. Hal ini menyatakan bahwa hasil laser difraksi mencerminkan distribusi volume [7, 43]. Pada kenyataannya, volume tertimbang sebagai akibat dari masa radius pangkat dalam persamaan analitis tetapi sangat baik dianggap sebagai data luas permukaan. Kelly [33] menunjukkan bahwa data volume laser difraksi Coulter praktis bertepatan dengan luas permukaan yang diproyeksikan. Selain itu, hal tersebut menunjukkan bahwa instrumen laser difraksi tidak membedakan antara datar dan kubus dari dimensi linear yang sama dan volume yang berbeda secara signifikan. Untuk partikel tidak teratur, "probabilitas volume"



Untuk acicular particle, analisis citra menunjukkan ukuran partikel jauh lebih besar dibandingkan dengan laser difraksi karena laser difraksi menghitung lebih rendah dari yang seharusnya peristiwa yang dihasilkan oleh dimensi yang lebih besar (akord mayor) atau lebih tepatnya overestimates kontribusi data akord minor [34]. Dengan demikian, distribusi ukuran partikel yang diberikan oleh instrumen laser difraksi, mungkin intrinsik bias terhadap tepi yang lebih kecil dari spektrum. 2



PENDEKATAN FRAUNHOFER DAN TEORI MIE



dan indeks bias maksimal "dengan mengkalikan eksposur dari objek yang sama, dengan langkah demi langkah dari rotasi polarisasi cahaya yang menerangi". Metode tersebut (1) membutuhkan konfigurasi hologram Fourier digital yang agak canggih; (2) memerlukan informasi pre-test tentang indeks bias minimum dan maksimum partikel anisotropik untuk pemilihan cairan yang sesuai, dan (3) tidak memberikan indikasi di semua keakuratan hasil.



Pendekatan Fraunhofer dapat digunakan untuk partikel secara signifikan lebih besar dari 5 λ (panjang gelombang laser). Pendekatan ini mengasumsikan bahwa pada sampel buram, total difraksi adalah jumlah dari masing-masing komponen, dan bahwa tidak ada beberapa peristiwa hamburan. Hal tersebut disarankan sebagai perbaikan untuk ketidakmampuan pendekatan Fraunhofer untuk melaporkan data yang benar. Dalam batas ukuran partikel besar, model optik Mie dan Fraunhofer bertemu.



Dengan demikian, kebutuhan untuk perkiraan yang baik dari indeks bias kedua sampel dan solusinya belum merupakan kendala lain dalam penggunaan laser difraksi yang "tepat".



Namun, model optik Mie tidak sepenuhnya benar untuk representasi dari partikel kecil yang terkait dengan pendekatan Fraunhofer (Gambar 2).



ALGORITMA NUMERIK DAN PERANGKAT LUNAK Intensitas sinyal dalam instrumen laser difraksi harus memenuhi matriks inversi dan pencocokan kuadrat terkecil untuk sampai pada ukuran partikel. Algoritma yang berbeda (dan paten) yang digunakan untuk memasangkan asumsi distribusi data atau untuk memecah model ke kelas ukuran tetap sesuai dengan jumlah detektor dan kemudian memvariasikan fraksi berat masingmasing kelas untuk meminimalkan "kesalahan" pencocokan [8]. Brian Kaye dari Laurentian University di Kanada telah mencatat [30]: "Perusahaan yang telah mengembangkan diffractometers tidak membocorkan struktur perangkat lunak mereka. Pengguna peralatan ini harus berhati-hati untuk mendapatkan informasi mengenai protokol pengolahan data dalam instrumen khusus untuk mengubah informasi difraksi menjadi fungsi distribusi ukuran. Beberapa instrumen mengasumsikan fungsi distribusi tertentu dan pencocokan kurva untuk mempercepat pengolahan data. Kadang-kadang pencocokan kurva tersebut dapat merusak data yang dihasilkan. "



Gambar. 2. Sebuah contoh dari perbedaan antara analisis laser difraksi (baik menggunakan model optik Mie atau Fraunhofer) dan teknik time-offlight (dikuatkan oleh analisis citra). Etzler dan Deanne, 1997. Ini adalah fakta yang diketahui bahwa keberhasilan laser difraksi Mie didasarkan pada estimasi angka indeks bias sehingga Kippax [35, 36] mengklaim bahwa angka-angka ini hanya diperlukan dengan akurasi ±0,2 untuk mencapai "hasil yang dapat diandalkan". Namun, dengan presisi yang baik, angka indeks bias dapat menjadi besar dan estimasi ukuran partikel yang dihasilkan mungkin tidak ada hubungannya dengan ukuran sebenarnya.



Paten kompleks algoritma numerik yang digunakan untuk laser difraksi biasanya tidak divalidasi dan rentan terhadap artefak. Paten tersebut bervariasi antara vendor dengan waktu. Di masa validasi sistem komputer, penggunaan paten algoritma dapat diterima hanya jika, dalam proses validasi "kotak hitam", masukan (ukuran partikel) dikontrol ketat, dan prediksi keluaran (ukuran partikel yang dilaporkan) bertepatan dengan keluaran yang diharapkan dalam kriteria penerimaan (biasanya kurang dari 5%). Validasi yang tepat harus melibatkan tes akurasi, dan instrumen laser difraksi akan gagal tes tersebut untuk partikel nonspherical dengan aspek rasio yang besar.



Lagi pula, pada argumen tersebut, ada "tes sederhana" seperti pencocokan indeks optik "untuk memperkirakan indeks bias untuk akurasi yang diperlukan" [36]. Sayangnya, metode pencocokan indeks optik tidaklah sederhana, seperti yang dijelaskan oleh Gustafsson dan Sebesta [16]. Perhatikan bahwa benda anisotropik (misalnya kristal laktosa) memiliki indeks bias yang berbeda dalam arah yang berbeda, mereka mencoba untuk menemukan indeks bias minimum 3



PRESISI vs. AKURASI



Pendukung metode laser difraksi menyarankan memilih metode "atas dasar kecepatan, reproduktifitas, dan ketahanan" memberikan "secara tepat, hasil yang cepat" [36]. Perhatikan bahwa akurasi tidak disebutkan sebagai salah satu manfaat. Dalam representasi khas, di bawah judul subjek "metode validasi", pendukung laser difraksi [51] membahas pembuatan sampel, spesifisitas, ketahanan,linearitas, reproduktifitas, dan presisi tetapi tidak akurasi. Selain itu, dalam upaya gagal untuk mempertahankan laser difraksi, argumen menentangnya disajikan seolah-olah "baik reproduksibilitas dan ketahanan teknik telah dipertanyakan ..." [51]. Sayangnya, bukan ketepatan metode laser difraksi yang dipertanyakan melainkan akurasinya.



Metode laser difraksi biasanya divalidasi (dan akurasinya diuji) dengan mikrosfer standar atau objek serupa [45]. Etzler dan Deanne [12] mencatat bahwa difraksi laser akurat hanya untuk partikel berbentuk bola non transparan. Klaim bahwa instrumen laser difraksi tidak akurat berasal dari perbandingan terbaru dengan teknik pengukuran partikel lainnya, terutama dengan pencitraan optik. Korelasi yang sangat buruk antara analisis citra dan laser difraksi ada dalam kasus partikel acicular ("bentuk jarum"), batang atau datar. Dengan mempertimbangkan fakta adanya fungsi kesalahan sistem pengukuran yang berbeda berbeda, namun kita harus menempatkan kepercayaan lebih pada pengamatan langsung daripada pada hasil perhitungan yang berbelitbelit.



Diusulkan USP Umum Bab menegaskan bahwa "analisis matematis [data laser difraksi] dapat menghasilkan gambar berulang distribusi ukuran yang akurat" [47-50]. Pernyataan seperti itu terang-terangan dipertanyakan.



Dibandingkan dengan pengukuran langsung, hasil laser difraksi untuk partikel datar bisa mencapai 31% kesalahan, dan untuk partikel batang hingga 70% kesalahan [14].



Sebuah analisis bentuk 3D diperlukan untuk kalibrasi pengukuran partikel berbentuk acak dengan metode laser difraksi, untuk mengekspresikan hasil sebagai partikel bulat. Namun, algoritma umum untuk laser difraksi tidak dapat dikembangkan untuk partikel yang bervariasi dalam ukuran dan bentuk [39].



Dalam percobaan yang dikontrol ketat, Etzler dan Deanne [12] telah menyimpulkan bahwa perangkat laser difraksi tidak dapat diandalkan untuk penentuan distribusi ukuran partikel bubuk halus farmasi. Dalam percobaan mereka, beberapa instrumen laser difraksi dari vendor yang berbeda digunakan untuk menganalisis bahan seperti microsphere glass (10-95 µm), silica gel 100-200 mesh (bentuknya tidak beraturan), pharmatose 200 mesh lactose, dan senyawa obat micronized. Karena semua hasil selalu sama, pengambilan sampel tidak relevan. Tidak ada indeks bias imajiner digunakan sebagai "bahan-bahan yang umumnya lemah menyerap dalam kisaran cahaya tampak". Hasil dari instrumen laser difraksi yang berbeda secara signifikan berbeda, dan telah, secara umum, meremehkan ukuran partikel dibandingkan dengan hasil analisis citra.



Validasi metode laser difraksi untuk analisis ukuran partikel biasanya dinyatakan dalam hal presisi daripada akurasi [37]. Pujian untuk difraksi laser, sebagai suatu peraturan, memang difokuskan pada potensi penggunaan reproduktifitas untuk kontrol kualitas [6]. Sebagai contoh, Brittain dan Amidon [8] dengan hati-hati memberikan pernyataan berbunyi: "Ketika pengukuran ukuran partikel yang dibuat menggunakan sistem hamburan cahaya laser yang sama, mengikuti metode yang sama persiapan sampel, dan diperoleh dengan menggunakan parameter sistem yang sama, adalah mungkin untuk mendapatkan informasi yang baik mengenai perbedaan ukuran partikel antara dua atau lebih material".



FDA (Food and Drug Administration) menyadari keterbatasan pada metode laser difraksi. Sebuah studi komparatif berbagai teknik umum analisis ukuran partikel dilakukan pada nitrofurantoin, dipilih karena morfologi acicular dan juga karena mengandung keruncingan signifikan [42]. Kesimpulannya adalah bahwa populasi besar partikel halus hanya terdeteksi dengan teknik menghitung partikel (analisis citra dan laser obscuration) dan bukan oleh teknik acak (laser difraksi).



Pemilihan metode yang paling tepat kemudian disajikan sebagai "sebagian besar soal akurasi vs presisi" [8] seolah-olah tidak ada metode pengukuran partikel yang menawarkan keduanya. Memang, bahkan dalam kasus partikel acicular, laser difraksi sering dipilih sebagai "yang paling konsisten" [44] dibandingkan dengan optical microphotography.



4



Memang, untuk partikel non-bola, "setara diameter bola" dapat dihitung berdasarkan massa, volume, permukaan, atau panjang. Namun, penggunaan standar bersertifikat ukuran tunggal non-bola dapat membantu membedakan antara representasi ukuran partikel akurat dan tidak akurat, dan, karena standar tersebut tersedia (Gambar 3), mereka harus digunakan untuk validasi peralatan. Gambar. 3. LGC Promochem 12µm bentuk panjang standar yang melekat pada substrat silikon. Dari Kelly dan Kazanjian 2005.



Dalam aplikasi farmasi, ada kasus di mana akurasi pengukuran partikel adalah suatu hal yang terpenting. Sebagai contoh, risiko klinis yang terkait dengan infus partikel yang melebihi diameter kapiler paru dapat mematikan. Keakuratan analisis ukuran partikel yang digunakan untuk mengukur emulsi lipid intravena, terutama untuk ukuran yang ekstrim di atas 5µm, Oleh karena itu, sangat penting. Mempelajari perbedaan antara instrumen pengukuran partikel untuk menganalisis stabilitas emulsi lipid, Driscol dkk. [10] telah menyimpulkan bahwa, tidak seperti teknik light obscuration, hasil metode laser difraksi yang tidak linear. Instrumen laser difraksi terlalu membesar-besarkan, kurang sensitif atau tidak terjawab seluruhnya, tetesan atau partikel pada dispersi besar. Instrumen laser difraksi jelas terbukti tidak sensitif terhadapa kehadiran partikel besar atau melebih-lebihkannya dengan faktor 10.



Karena metode laser difraksi secara intrinsik tidak akurat, pernyataan seperti "akurasi tidak berlaku untuk ukuran partikel" [2] sering dibuat dengan pengabaian yang tidak masuk akal. Ketidakcukupan metode, melalui generalisasi palsu, diperluas ke pengukuran. Bahkan, teknik pengukuran harus memberikan penilaian akurasi yang dapat diterima. Bagaimana akurasi pengukuran partikel dibentuk? Gokhale & Wright [15] menyarankan untuk memverifikasi akurasi menggunakan bahan referensi (misalnya, pati atau kontrol banyak obat). Pendekatan ini, bagaimanapun, membuka pertanyaan bagaimana validasi ukuran "standar" partikel.



BAGAIMANA MEMILIH METODE PENGUKURAN PARTIKEL



Hal ini menyatakan bahwa untuk partikel berbentuk tidak teratur, "tidak ada satu teknik yang memberikan representasi yang lebih nyata dari teknik yang lain dari ukuran partikel yang sebenarnya" [36]. Brittain dan Amidon [8] menyatakan bahwa "hasil ukuran partikel yang 'benar' (tapi berbeda) diperoleh dengan menggunakan instrumen yang berbeda, semua menghasilkan hasil yang sama-sama 'benar', tetapi masing-masing mungkin hanya mengungkapkan hasil yang 'benar' dalam hal yang berbeda".



Untuk aplikasi kontrol kualitas, metode apapun yang digunakan untuk menentukan distribusi ukuran partikel harus dinilai pada kemampuan teknik untuk mendeteksi perubahan yang signifikan dibandingkan dengan pengujian sebelumnya.



Gambar. 4. Cara yang tepat memilih dan memvalidasi metode pengukuran partikel. Dari Kelly (2004) 5



Biasanya, konsistensi produk dinilai dengan pemantauan distribusi ukuran partikel banyak-kebanyak. Dalam aplikasi tersebut, akurasi mungkin tidak relevan, yang merupakan titik yang sering dibuat oleh para pendukung instrumen laser difraksi. Satu-satunya kekhawatiran apakah sistem ini cukup sensitif untuk memungkinkan tingkat kontrol perubahan yang diinginkan. Reproduksibilitas teknik laser difraksi sering bingung dengan ketidakmampuan untuk membedakan perbedaan antara ukuran sampel dengan ukuran nyata.



3. Berthold C, Klein R, Luhmann J, Nickel KG. Fibers and Fibre Collectives with Common Laser Diffractometers. Part Part Syst Charact, 17:113-116, 2000 4. Bowden P. Particle Size Distribution Measurement from Millimeters to Nanometers and from Rods to Platelets. J Disp Sci Tech, 23(5):631-662, 2002 5. Brewster E, Ramsland A. Particle size determination by automated microscopical imaging analysis with comparison to laser diffraction. J Pharm Sci, 84(4):499-501, 1995 6. Brittain HG. What is the "Correct" Method to Use for Particle-Size Determination?. Pharm Tech, 7:96-98, 2001 7. Brittain HG. Representations of Particle Shape, Size, and Distribution. Pharm Tech, 12:38-45, 2001 8. Brittain HG, Amidon G. Critical Overview of the Proposed Particle Size Analysis Tests. American Pharm. Review, 6(1):68-72, 2003 9. Crompton C. Image Analysis. Why does orientation matter in particle shape and size measurements?. Pharm Form Qual, May, 8182, 2004 10. Driscol DF, Etzler F, Barber TA, Nehne J, Niemann W, Bistrian BR. Physicochemical assessments of parenteral lipid emulsions: light obscuration versus laser diffraction. Int J Pharm, 219:21-37, 2001 11. Etzler FM. Particle-Size Analysis: A Comparison of Methods. American Pharm. Review, 7(1):104-108, 2004 12. Etzler FM, Deanne R. Particle-Size Analysis: A Comparison of Various Methods II. Part Part Syst Charact, 14(6):278-282, 1977 13. Etzler FM, Sanderson MS. Particle Size Analysis: a Comparative Study of Various Methods. Part Part Syst Charact, 12:217-224, 1995 14. Gabas N, Hiquily N, Laguuerie C. Response of Laser Diffraction Particle Sizer to Anisometric Particles. Part Syst Charact, 11:121-126, 1994 15. Gokhale R, Wright PB. Particle size analysis and its role in pharmaceutical development. AAPS Workshop:Particle Size Analysis, , 2003 16. Gustafsson M, Sebesta M. Refractometry of Microscopic Objects Using Digital Holography. , http://www.tde.lth.se/teorel/Publications/TEA T-7000-series/TEAT-7120.pdf, 2003 17. ISO 13320-1. Particle Size Analysis – Laser Diffraction Methods, Part 1: General Principles. ISO Standards Authority, , 1999 18. ISO 13322-1. Particle size analysis -- Image analysis methods -- Part 1: Static image analysis methods. ISO Standards Authority, , 2004 19. ISO 13323-1. Determination of particle size distribution -- Single-particle light interaction



Keterbatasan sistem laser difraksi sehubungan dengan deteksi perubahan signifikan dalam sistem partikel non-bola harus selalu menjadi perhatian. Penentuan penerapan sistem tersebut untuk aplikasi kontrol kualitas idealnya dilakukan dengan cara studi simulasi di mana standar akan digunakan untuk model sampel tersebut atau dengan pembuktian hasil dengan analisis citra. Sebelum memilih, penilaian awal ukuran partikel dan bentuk harus dilakukan, dan kemudian metode pengukuran partikel dapat dipilih dengan pembuktian yang tepat dari hasil analisis citra (Gambar 4.). Setelah dipilih, metode pengukuran partikel yang harus dikembangkan dan divalidasi berdasarkan analisis citra dibantu komputer sebelum dapat digunakan untuk pengendalian kualitas. KESIMPULAN Kebutuhan mendesak ada untuk validasi instrumen pengukuran partikel yang tepat, dan terutama, instrumen laser difraksi. Percobaan komperhensif kompetensi bertujuan untuk mengukur akurasi dan presisi instrumen pengukuran partikel tersedia secara komersial telah lama tertunda. Metode alternatif pengukuran partikel, seperti mikroskop elektron, waktu penerbangan (misal API Aerosizer) atau waktu transisi (misalnya Ankersmid CIS-100, dijelaskan panjang lebar sebagai instrumen Galai oleh Kaye [30]), layak melihat lebih dekat dengan siapa saja yang mengerti nilai akurasi instrumen. REFERENSI 1. ASTM. E1919-03 Standard Guide for Worldwide Published Standards Relating to Particle and Spray Characterization. ASTM, , 2005 2. Bell R, Dennis A, Hendriksen B, North N, Sherwood J. Position paper on particle sizing: sample preparation, method validation and data presentation. Pharm Tech Europe, November, 1999 6



methods -- Part 1: Light interaction considerations. ISO Standards Authority, , 2000 20. ISO 9276-1. Representation of results of particle size analysis -- Part 1: Graphical representation. ISO Standards Authority, , 1998 21. ISO 9276-2. Representation of results of particle size analysis -- Part 2: Calculation of average particle sizes/diameters and moments from particle size distributions. ISO Standards Authority, , 2001 22. ISO 9276-4. Representation of results of particle size analysis -- Part 4: Characterization of a classification process. ISO Standards Authority, , 2001 23. ISO/CD 9276-3. Representation of results of particle size analysis -- Part 3: Fitting of an experimental cumulative curve to a reference model. ISO Standards Authority, in preparation, 24. ISO/DIS 13322-1. Particle size analysis – Image analysis methods -- Part 2: Dynamic image analysis methods. ISO Standards Authority, in preparation, 25. ISO/FDIS 9276-5. Representation of results of particle size analysis -- Part 5: Methods of calculation relating to particle size analyses using logarithmic normal probability distribution. ISO Standards Authority, in preparation 26. ISO/WD 9276-6. Representation of results of particle size analysis -- Part 6: Descriptive and quantitative representation of particle shape and morphology. ISO Standards Authority, in preparation, 27. Jillavenkatesa A, Dapkunas SJ, Lum LH. Recommended Practice Guide: Particle Size Characterization. NIST, Special Publication 9601, 2001 28. Jillavenkatesa A, Kelly J, Dapkunas SJ. Some Issues in Particle Size and Size Distribution Characterization of Powders. American Pharm. Review, Summer:98-105, 2002 29. Kaye BH. A Random Walk through Fractal Dimensions, 2nd ed. , VCH, Weinheim, 1994 30. Kaye BH. Particle-Size Characterization. In: M. Decker Encycl Pharm Tech, 1997-2011, 2002 31. Kaye BH, Alliet A, Switzer L, Turbitt-Daoust C. The Effect of Shape on Intermethod Correlation of Techniques for Characterizing the Size Distribution of a Powder I: Correlating the Size Distribution measured by Sieving, Image Analysis, and Diffractometer Methods. Part Part Syst Charact, 14:219-255, 1997 32. Keck C, Muller RH. Size analysis by laser diffractometry - how valid are the data?. AAPS Meeting, November, 2004 33. Kelly RN. False Assumptions: Laser Difraction PSA Systems Exposed. NJPhAST Meeting, May 13, 2004



34. Kelly RN, Kazanjian J. Use of LGC Promochem Shape Standards AEA1001-AEA1003 in the Study of the Effects of Particle Shape on the Results from Current Generation Laser Diffraction-Based Particle Size Analysis Systems. Personal Communication, in preparation, 2005 35. Kippax P. Issues in the appraisal of laser diffraction particle sizeing techniques. Pharm Tech Europe, Jan 32-39, 2005a 36. Kippax P. Appraisal of the Laser Diffraction Particle-Sizing Technique. Pharm Tech, 3:88-96, 2005b 37. Lerke SA, Adams SA. Development and Validation of a Particle Size Distribution Method for Analysis of Drug Substance. American Pharm. Review, Fall, 2002 38. Matsuyama T, Umaamoto H, Scarlett B. Theoretical prediction of effect of orientation on diffraction pattern transformation of diffraction pattern due to ellipsoids into equivalent diameter distribution for spheres. Part Part Syst Charact, 17:41-46, 2000 39. Muhlenweg H, Hirleman ED. . Part Part Syst Charact, 15:163-169, 1998 40. Pabst W, Kunes K, Gregorva E, Havrda J. Extraction of Shape Information From Particle Size Measurements. British Ceramic Trans, 100(3):106-109, 2001 41. Pabst W, Mikac J, Gregorva E, Havrda J. An Estimate of Orientation Effects on the Results of Size Distribution Measurements for Oblate Particles. Ceramics-Silikaty, 46(2):41-48, 2002 42. Prasanna HR, Jefferson EH, Taylor JS, Hussain AS, Karuhn RF, Lyon RC. Comparative Analysis of Common Particle Sizing Techniques For Pharmaceutical Powders. , FDA Science Day Poster, February, 2001 43. Rawle A. The Importance of particle sizing to the coatings industry. Part 1: Particle size measurement. Adv Pharm Sci, 5(1):1-12, 2002 44. Redkar S. Determining particle pize specification for a poorly water soluble, needle-shaped, crystalline active in oral drug product. AAPS Workshop: Particle Size Analysis, 2003 45. Schellhamer M, Bowen P, Vaussourd C, Hofmann H. Accuracy of Particle Size Distribution Measurement of Spherical Glass Beads (70-400μm) Using Laser Diffraction. Recent Progres en Genie des Procedes, 77:129134, 2001 46. Sesholtz DA. Sizing Up… Particle size, distribution and accurate measurements. Pharm Form Qual, May 79-80, 2004 47. USP General Chapter , Proposal Stage 3. Light Diffraction Measurement of Particle Size. Pharm Forum, 28(3):895-901, 2002 7



48. USP General Test Chapter , Additional Revisions. Light Diffraction Measurement of Particle Size (1st Supp to USP 27). Pharm Forum, 29(4):1146-1153, 2003 49. USP General Test Chapter , In-Process Revision. Light Diffraction Measurement of Particle Size [new] (USP 27). Pharm Forum, 29(2):484-490, 2003 50. USP General Test Chapter , Preview. Light Diffraction Measurement of Particle Size [new]. Pharm Forum, 28(4):1293-1298, 2002 51. Ward-Smith RS, Gummery N, Rawle AF. Validation of wet and dry laser diffraction particle characterization methods. www.malvern.co.uk, November, 2003 52. Xu R, Di Guida A. Size and Shape Characterization of Small Particles. Powder Technol, 132:145-153, 2003



8