Appareil d’électrophorèse capillaire ECB7

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Notions sur la qualité du médicament

Suite à une résolution de l’OMS relative au système de certification de la qualité des produits pharmaceutiques, des concepts nouveaux se sont imposés[14;15]. I.2.1. Définition de la qualité d’un médicament
L’association américaine de fabrication de produits pharmaceutiques la définit comme « la somme de tous les facteurs qui contribuent directement ou indirectement à la sécurité, à l’activité et à l’efficacité du produit »[16]. I.2.2. Contrôle qualité
Il permet de protéger la santé des populations en s’assurant que les patients reçoivent des médicaments sûrs, efficaces et de qualité conformément aux normes qu’exige l’autorisation de mise sur le marché[17].Ainsi, le médicament doit répondreaux principaux critères de qualité que: sont l’identité, la pureté, l’activité, l’uniformité et la biodisponibilité[18].
Les analyses de contrôle qualité pharmaceutique consistent en général à faire des analyses répétitives d’échantillons de médicaments comparés à des références de qualité reconnue[19].
Le contrôle porte sur :
– l’identité de l’ingrédient pharmaceutique actif ;
– le dosage (quantité d’ingrédient actif) ;
– les excipients ;
– le délitement / dissolution => biodisponibilité ;
– la pureté ;
– le conditionnement et l’étiquetage …
Ce contrôle peut intervenir à différents niveaux, notamment lors :
– du processus de fabrication du médicament ;
– d’une demande d’AMM ;
– d’un appel d’offres ouvert : dans ce cas, le contrôle va permettre de vérifier la conformité des échantillons à l’égard des spécifications qui figurent dans le cahier de charge et d’éliminer les ;
– produits « non-conformes » ;
– de la surveillance de routine dans le marché ;
– de l’assurance qualité au niveau périphérique de la distribution [20].
Toutefois, il y a des limites au contrôle de la qualité des médicaments que sont :
 Les limites des pharmacopées
Les pharmacopées n’ont pas été établies dans l’optique de réaliser le contrôle de la qualité des médicaments retrouvés dans les appels d’offre internationaux. Eneffet, certaines pharmacopées contiennent généralement des méthodes de contrôle des matières premières et non des produits finis.
D’autres telles que la pharmacopée internationale, la pharmacopée américaine (USP) et la pharmacopée britannique (BP) décrivent des méthodes d’analyse pour les produits finis. En effet, la diversité des excipients utilisés peut entraîner une perte de spécificitéde ces méthodes ce qui implique leur validation.
 L’absence de référentiels produits finis pour les contrôles externes
Selon l’Organisation Internationale d’Harmonisation (ICH), les méthodes de dosage des produits finis doivent avoir été mises au point et validées par le fabricant à l’aide des critères définis par les bonnes pratiques de laboratoire (BPL) [20].
L’analyse d’un médicament par un laboratoire indépendant de son lieu de fabrication doit, en théorie, disposer de ce référentiel analytique sous peine de donner des résultats erronés dus au manque de spécificité, de précision ou d’exactitude de la méthode de dosage utilisée.
 L’absence de contrôle de la matière première
La qualité de la matière première ne peut être évaluée au vu du contrôle du produit fini, exception faite pour certaines poudres pour suspensions injectables.
De plus, les monographies des pharmacopées étant basées sur le procédé de synthèse le plus couramment employé, associé à des impuretés, des substances apparentées et des produits de dégradation bien définis. Un procédé de synthèse différent doit faire l’objet d’un contrôle adapté, ce qui n’est pas toujours réalisé.
 La stabilité L’instabilité du produit dans le temps, notamment dans certaines conditions de conservation (pays chauds et humides), peut entraîner une perte d’activité avant la date de péremption.

Assurance qualité d’un médicament

L’assurance de la qualité est une vaste notion puisqu’elle couvre tous les éléments qui, individuellement ou collectivement, influencent la qualité d’un produit. Elle concerne l’ensemble des dispositions prises pour garantir que la qualité des produits pharmaceutiques correspond à l’usage auquel ils sont destinés[21].

Médicaments de qualité inférieure et contrefaits

Les médicaments de qualité inférieure sont des produits dont la composition et la qualité des principes actifs ne répondent pas aux normes spécifiées. Par conséquent, ils sont inefficaces et souvent dangereux pour le patient. La qualité inferieure d’un médicament peut être le résultat d’une négligence, d’une erreur humaine, de ressources humaines et/ou financières insuffisantes ou d’une contrefaçon [3]. Selon l’OMS, un médicament contrefait est un médicament qui est délibérément et frauduleusement étiqueté pour tromper sur son identité et/ou sur son origine[5].
Le problème des médicaments contrefaits s’inscrit dans un cadre plus large des produits pharmaceutiques de qualité inférieure. La différence entre ces deux catégories de produits repose sur le fait qu’un médicament contrefait est étiqueté frauduleusement de manière délibérée pour en dissimuler la nature et/ou la source. La contrefaçon peut aussi bien concerner le médicament princeps que les produits génériques [13].
Les médicaments contrefaits peuvent contenir des substances identiques à celles qui composent le produit authentique ou des substances différentes et les principes actifs peuvent être absents ou présents mais en quantité insuffisante. La contrefaçon peut également porter sur le conditionnement, une imitation de l’emballage par exemple.
Dans les pays développés, la contrefaçon concerne le plus souvent des médicaments à coût élevé tels que les hormones, les corticoïdes et les antihistaminiques. Par contre, dans les pays en développement, les médicaments qui font le plus souvent l’objet de contrefaçons sont ceux qui sont utilisés contre les affections potentiellement mortelles comme le paludisme, la tuberculose et le VIH/SIDA [3].
Selon l’agence fédérale américaine des produits alimentaires et médicamenteux (Food and Drug Administration ou FDA), les médicaments contrefaits ou de qualité inférieure représentent 10% du marché mondial des médicaments, soit 32 milliards de Dollars US de bénéfice par an [3].
Ce phénomène concernerait 25% des médicaments vendus dans les pays en développement. Il ressort d’une récente étude parue dans « The Lancet » que jusqu’à 40% des produits supposés contenir de l’artesunate (le meilleur médicament disponible aujourd’hui contre le paludisme chimiorésistant) ne contenaient pas en fait de principe actif et n’avaient aucun effet thérapeutique[3].
Le commerce de ces deux catégories de médicaments affecte davantage les pays où:
– le contrôle et l’application de la réglementation pharmaceutique sont moins stricts;
– l’approvisionnement en médicaments de base est insuffisant;
– il existe un marché pharmaceutique non réglementé;
– le prix du médicament est très élevé.
Par conséquent, dans de nombreux pays en développement, la qualité, l’innocuité et l’efficacité des médicaments importés et des médicaments fabriqués localement ne peuvent être garanties. Dans ces pays, la contrefaçon et l’importation illégale sont monnaie courante; les produits de qualité inférieure ou contrefaits sont alors non seulement vendus localement, mais également exportés ou réexportés. L’exportation des produits pharmaceutiques, vers les pays en développement, par le biais de zones de libre-échange progresse. Il existe également un processus de ré-étiquetage de certains produits dans le but de dissimuler les données concernant leur origine[5].
La contrefaçon pharmaceutique est une entreprise lucrative en raison d’une forte demande et des coûts de production peu élevés[22].
La pauvreté est l’un des principaux facteurs déterminant la production et la consommation de produits vendus de façon illicite. Malgré les moyens déployés par les autorités, à savoir l’introduction des médicaments génériques et les campagnes de sensibilisation contre les médicaments de la rue, le marché illicite des médicaments ne cesse de se développer dans ces pays. En effet, de nouvelles technologies d’analyses sont continuellement mises au point, et celles existantes sont constamment modifiées. Elles doivent être employées lorsqu’elles offrent une garantie supplémentaire de qualité ou qu’elles sont justifiées pour d’autres raisons.

METHODES DE DOSAGE DES MEDICAMENTS

Plusieurs méthodes d’analyse ont été mises au point pour s’assurer de la qualité des médicaments. Celles actuellement mise en oeuvres pour l’analyse des médicaments sont :
 la Chromatographie à haute performance en phase liquide : couplée à la spectrophotométrie de masse ou Ultra-Violet;
 la Chromatographie sur couche mince ;
 la Chromatographie gazeuse ;  la Titrimétrie ;
Dr Aminata SARR Mémoire Master 2 APC-MQPSA 10
 l’électrophorèse capillaire etc. II.1. Chromatographie liquide haute performance (CLHP)
Cette technique s’est révélée une méthode très efficace pour la surveillance de la qualité des médicaments.

Description de la technique

La chromatographie liquide haute performance (CLHP), constitue une technique analytique très générale d’emploi. Elle correspond à une évolution de la chromatographie préparative sur colonne dont les performances, en termes de sélectivité et de résolution, se sont trouvées grandement améliorées par l’utilisation de phases stationnaires très élaborées [22].
Ces phases stationnaires, généralement constituées de microparticules sphériques dont le diamètre est compris entre 2 et 5μm, entraînent une perte de charge importante dans la colonne. Il faut donc exercer une forte pression sur la phase mobile pour obtenir un débit convenable :
– la colonne est remplie d’une phase stationnaire greffée. La granulométrie des grains garnissant la colonne est de l’ordre de 2 à 5μm ;
– l’éluant est un solvant en général soit polaire soit moyennement polaire. On utilise l’eau comme solvant polaire associée à des solvants organiques tels que le méthanol. L’enrichissement du mélange des deux solvants en méthanol (phase mobile) le rendra plus élutif ;
– l’injecteur le plus couramment utilisé est une boucle d’échantillonnage de volume de 10, 20, 50μl. Cette boucle calibrée, remplie de l’échantillon à étudier, peut être connectée, sans variation importante de la pression, au circuit allant des pompes vers l’entrée de la colonne ; le détecteur permet de suivre en continu la présence des composés dans la phase mobile au fur et à mesure de leur élution ;
– l’enregistreur traduit graphiquement les informations des détecteurs sous forme de chromatogramme[22].

Avantages et inconvénients de la CLHP

La technique de chromatographie liquide couvre un vaste champ d’application. Elle offre une bonne sensibilité, sélectivité, exactitude et une facilité de mise en oeuvre. Cependant, cette technique comporte des contraintes majeures qui rendent son utilisation en routine difficile dans les pays en développement car, elle fait appel à des réactifs, du matériel et des techniques d’analyses modernes coûteux. Le recours à une alternative beaucoup plus simplifiée, telle que l’électrophorèse capillaire (EC), est indispensable pour palier à ces problèmesde la disponibilité de substances de référence et de la maintenance des instruments analytiques [12].
C’est ainsi que, Sarr, S.O. et al. (2016) ont validé une méthode de dosage du maléate de chlorphénamine par électrophorèse capillaire. Cette méthode utilisepeu de solvants, de réactifs et un temps court par rapport aux techniques chromatographiques. Elle a été appliquée pour identifier et quantifier le maléate de chlorphénamine dans 3 échantillons de médicaments.Le profil d’exactitude a montré la performance de la méthode d’essai entre75% et 100% [23]. Une optimisation des conditions d’analyse en EC continue d’être faite au LCAB. II.2. Electrophorèse capillaire (EC)

Principe et fonctionnement de l’appareil

L’électrophorèse capillaire (EC) est une technique séparative d’analyse reposant sur la migration, à l’intérieur d’un tube capillaire et sous l’effet d’un champ électrique continu, des espèces présentes dans l’échantillon en solution, porteuses ou non d’une charge électrique globale. L’EC s’est développée à partir des acquis de la CLHP et de l’électrophorèse sur gel [22].
Elle est couramment utilisée pour séparer des molécules dont les structures chimiques sont très variables : anions et cations inorganiques, acides aminés, catécholamines, principes actifs pharmaceutiques, vitamines, sucres, peptides, protéines, acides nucléiques, nucléotides, polynucléotideset de nombreuses autres espèces [24].
L’électrophorèse capillaire permet la séparation, la détection et la quantification de composés organiques et inorganiques. Le principe de séparation est basé sur le rapport taille / charge des espèces chimiques soumises à un champ électrique. L’appareillage, nécessaire pour réaliser des analyses électro phorétiques, est relativement simple. L’échantillon à analyser est injecté dans le tube capillaire à l’anode, puis une tension, inférieure à 30 kilovolts, est appliquée entre les deux électrodes (anode et cathode). Le champ électrique ainsi créé induit un mouvement des molécules et permet la séparation de celles-ci. Le passage des composés à travers le capillaire est révélé à l’aide d’un détecteur UV placé à proximité du compartiment cathodique.
Lorsqu’une molécule traverse le détecteur, elle absorbe une certaine quantité de lumière. Cette information est transcrite en un signal visible sous la forme d’un pic dans un électrophorégramme.

Appareillage

L’appareillage est constitué de deux récipients, contenant un électrolyte tampon, dans lesquels trempent les extrémités d’un tube capillaire (dont le diamètre interne est compris entre 10 et 100 μm) ainsi que deux électrodes de platine. Les principaux composants du système sont un générateur de tension capable de délivrer une différence de potentiel comprise entre 0 et 30 kV, un capillaire dans lequel aura lieu la séparation, un détecteur (généralement UV) (Figure2).

Migration électrophorétique

La migration électrophorétique correspond au déplacement d’un analyte porteur d’une charge sous l’influence d’un champ électrique. La vitesse de migration électrophorétique est notée Vep(m.s-1). Elle s’exprime en fonction de la charge de l’ion q (C), de son rayon hydrodynamique Rh (m), du champ électrique appliqué E (V.m-1) et de la viscosité du milieu η (Pa.s-1).
Vep= qE /6πηRh = μepE (μep : mobilité électrophorétique en m².s-1.V-1)
Ainsi, la vitesse de migration électrophorétique est directement proportionnelle au rapport charge/rayon hydrodynamique de l’ion. Les ions chargés positivement sont attirés vers la cathode et les ions chargés négativement sont attirés vers l’anode.
La mobilité électrophorétique d’un composé dépend du pH et de la force ionique de l’électrolyte ainsi que des interactions éventuelles de l’analyte avec les espèces présentes dans l’électrolyte tensioactif[25].

Ecoulement électro-osmotique

L’écoulement de l’électrolyte est le second facteur qui détermine la migration des solutés. La vitesse de l’écoulement électro osmotique Vfeo (m.s-1) est reliée à la densité de charge portée par le capillaire ξ (m³.Kg².C-³ .s-4), au champ électrique appliqué E (V.m-1), à la viscosité de la solution tampon η (Pa.s-1) et à la constante diélectrique du tampon ε (C².N-1.m-²) [7 ;22]:Vfeo= ε ξ E /4 π η= μfeo E(μfeo : mobilité électroosmotique enm2.s-1.V-1).
L’application d’une tension à travers un tube capillaire rempli d’un électrolyte provoque un flux de solution s’écoulant de l’anode vers la cathode. Ce flux résulte de l’ionisation des groupements silanols à caractère acide de la paroi interne du tube capillaire en contact avec la solution. Lorsque le pH est supérieur à 3, ces groupements silanols (Si-OH) du tube capillaire sont ionisés en silanoates (Si-Oˉ). Pour maintenir l’électroneutralité, ces sites anioniques attirent les cations présents dans la solution afin de former une couche cationique mobile.
Entre ces deux couches, il se crée une différence de potentiel (le potentiel zéta), dont la valeur dépend de la concentration de l’électrolyte et du pH. Lorsque la tension est appliquée, les cations migrent vers la cathode. Les molécules d’eau, qui solvatent les cations, se déplacent aussi ; ce qui provoque un écoulement global de la solution. Les anions sont également entrainés et progressent de façon contre–électro osmotique [22].
L’écoulement électro-osmotique dépend fortement de la force ionique et du pH de l’électrolyte ; ce dernier paramètre conditionne le degré d’ionisation des groupements silanols et la densité du double couche. L’ajout de certains tensioactifs dans l’électrolyte peut inverser la polarité de la paroi interne du tube capillaire de silice vierge ; ce qui entraîne l’inversion du flux électro osmotique.

Mobilité apparente

À Chaque ion s’associe une mobilité apparente (μapp) qui est la somme algébrique de la mobilité électrophorétique et de la mobilité électro-osmotique : μapp = μep + μfeo = Ll / t V.
L : longueur totale du capillaire (cm)
l : longueur du capillaire jusqu’au détecteur (cm)
t : temps de migration (min)
V : tension appliquée (V)
De ce fait, l’injection anodique d’un échantillon constitué d’espèces cationiques, anioniques et neutres, conduit à la migration successive vers la cathode des cations, des espèces neutres et des anions (Figure 3).

Appareil d’électrophorèse capillaire ECB7

L’appareil d’électrophorèse capillaire budget ECB7 utilisé dans le cadre de cette étude a été mis au point par les chimistes de l’école d’ingénieurs de Fribourg (EIA-FR) en Suisse en collaboration avec l’école de pharmacie de Genève-Lausanne. Il comprend :
– tube capillaire(TSU UV-Transparent FS Tubing, 51cm x 50μm) ;
– détecteur à barrette de diode (254nm). III.1.2. Appareil de la Chromatographie Liquide à Haute Performance CLHP
Un appareil CLHP de marque Varianinstallé au laboratoire National de Contrôle des Médicaments du Sénégal (LNCM) a été utilisé. Il est composé des modules suivants:
– un échantillonneur automatique (VarianProstarautosampler, modèle 410) ;
– une pompe (modèle 240) ;
– un détecteur UV (modèle 335) ;
– un four à colonne (modèle 363). III.1.3. Petit matériel
Il est constitué de la verrerie classique de laboratoire (fioles jaugées, béchers, erlenmeyers), balance de précision Sartorius, pH-mètre Metler-Toledo, bains à ultrasons…

Réactifs et substances de référence

Substances de référence

Les substances de référence utilisées ont été données gratuitement par le laboratoire de chimie analytique et pharmaceutique de Genève. Il s’agissait de la procaïne, de la quinine, du furosémide, du phénobarbital, du sulfaméthoxazole et dutriméthoprime. III.1.4.2. Réactifs
Les réactifs utilisés de qualité pour analyse sont :
– Acétate de sodium trihydraté ;
– Acétonitrile ;
– Acide acétique ;
– Acide borique ;
– Acide méthane sulfonique ;
– Acide ortho phosphorique ;
– Diéthylamine ;
– Hydroxyde de sodium ;
– Méthanol (MeOH) de qualité CLHP ;
– Tétrahydrofurane ;
– Triéthylamine.

Méthodes

Echantillonnage

La collecte des différents échantillons de médicaments a été effectuée au hasard dans les trois secteurs de vente de médicaments au Sénégal (public, privé et informel). Elle a concerné les régions de Dakar, de Diourbel, de Kaolack, de Saint-Louis et de Ziguinchor. Chaque échantillon mis dans un sachet scellé, a été conservé selon les conditions de stockage du fabricant. Une fiche de collecte, comprenant les informations telles que, entre autres : lieu et date d’achat, la date de péremption et de réception du produit ainsi que le nom du fournisseur, a été remplie. III.2.2. Préparation des solutions

Préparations des solutions tampons

 Tampon pH=2,5; 5mM
Ce tampon a été préparé par dissolution de 0,576g d’acide orthophosphorique dans 90ml d’eau ultra pure. Ensuite, le pH de la solution a été ajusté à 2,5 avec une solution de NaOH. Puis, la solution a été dégazée pendant 15minutes aux bainsà ultrasons, qui par la suite a été diluée au dixième avant d’être dégazée à nouveau.
 Tampon pH=6,12 ; 10mM
Une quantité de 0,3092g d’acide borique et 10 ml d’eau ultra pure ont été introduits successivement dans un bécher de 50 ml. Le pH a été mesuré puis ajusté à 6,12 avec une solution deNaOH. La solution résultante et complétée a été dégazée pendant 15 minutes aux bains à ultrasons. Cette solution a été ensuite diluée au dixième et elle a été remise aux bains à ultrasons.
 Tampon pH=6,1 ; 5mM
Ce tampon a été obtenu après introduction de 0,2882 g d’acide borique dans 30 ml d’eau ultra pure. Le pH a été mesuré, puis ajusté à 6,1 en ajoutant du NaOH. La solution résultante a été transvasée et complétée à 50ml pour être ensuite dégazée pendant 15 minutesau bain à ultrasons. Cette solution est ensuite diluée au dixième puis remise aux bains ultrasons.

Préparations des solutions mères de standards et d’étalons internes

Les solutions mères de procaïne, de phénobarbital, de furosémide, de quinine, de sulfaméthoxazole et de triméthoprime ont été préparées par dissolution de 20mg de chacun dans 10ml de méthanol.

Préparation des solutions étalon d’injections

 Solution étalon de quinine et de procaïne (400 et 200 mg/l)
Cette solution a été obtenue par mélange de 0,2 ml de solution mère de quinine, 0,1 ml de solution mère de procaïne et 0,7 ml du tampon pH 2,5 ; 5mM.
 Solution étalon de Furosémide et de phénobarbital (80 et 400mg/l)
Elle est obtenue avec 0,2 ml de solution mère de furosémide, 1 ml de solution mère de phénobarbital et 3,8 ml du tampon pH = 6,12 ; 10 mM.
 Solution étalon de Phénobarbital et de furosémide(80 et 400 mg/l)
La solution est obtenue avec 0,2 ml de solution mère de furosémide, 2 ml de solution mère de phénobarbital et 7,8 ml du tampon pH = 6,2 ; 10 mM.
 Solution étalon de Sulfaméthoxazoleet de phénobarbital (400 et 100 mg/l)
Cette solution est obtenue avec 0,2 ml de solution mère de sulfaméthoxazole, 0,05 ml de solution mère de phénobarbital et 0,75 ml du tampon pH = 6,1; 5 mM.
 Solution étalon de triméthoprime et de procaïne (400 et200 mg/l)
Elle est obtenue avec 0,2 ml de solution mère de triméthoprime, 0,1 ml de solution mère de procaïne et 0,7 ml du tampon pH = 6,1 ; 5 mM

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Table des matières

REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
I. GENERALITES SUR LE MEDICAMENT
I.1. Définition du médicament
I.2. Notions sur la qualité du médicament
I.2.1. Définition de la qualité d’un médicament
I.2.2. Contrôle qualité
I.2.3. Assurance qualité d’un médicament
I.3. Médicaments de qualité inférieure et contrefaits
II. Méthodes de dosage des médicaments
II.1. Chromatographie liquide haute performance (CLHP)
II.1.1. Description de la technique
II.1.2. Appareillage
II.1.3. Avantages et inconvénients de la CLHP
II.2. Electrophorèse capillaire (EC)
II.2.1. Principe et description de l’appareil
II.2.2. Appareillage
II.2.2.1. Migration électrophorétique
II.2.2.2. Ecoulement électro-osmotique
II.2.2.3. Mobilité apparente
II.2.3. Avantages et inconvénients de l’électrophorèse capillaire
DEUXIEME PARTIE
TRAVAIL EXPERIMENTAL
I. Contexte del’étude
II. Objectifs
II.1. Objectif général
II.2. Objectifs spécifiques
III. Matériel et méthodes
III.1. Matériel
III.1.1. Appareil d’électrophorèse capillaire ECB7
III.1.2. CLHP
III.1.3. Petit matériel
III.1.4.1. Substances de référence
III.1.4.2. Réactifs
III.2. Méthodes
III.2.1. Echantillonnage
III.2.2. Préparation des solutions
III.2.2.1. Préparations des solutions Tampons
III.2.2.2. Préparations des solutions mères de standards et d’étalons internes21
III.2.2.3. Préparation des solutions étalon d’injections
III.2.2.4. Préparation des solutions échantillons de travail
III.2.3. Méthode d’analyse
III.2.3.1. Conditionnement capillaire
III.2.3.2. Paramètres d’analyse
III.2.3.3. Détermination des teneurs en principe actif
IV. RESULTATS
IV.1. Collecte des échantillons
IV.2. Identité et teneur en principe actif des échantillons
IV.2.1. Identité
IV.3. Comparaison des résultats obtenus par ECB et par CLHP
V. Discussion
CONCLUSION
Références bibliographiques

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