Agência Nacional de Vigilância Sanitária
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Consulta Pública n° 60, de 06 de agosto de 2015
D.O.U de 07/08/2015
A Diretoria Colegiada da Agência Nacional de Vigilância Sanitária, no uso das atribuições que lhe
confere os incisos III e IV, do art. 15 da Lei nº 9.782, de 26 de janeiro de 1999, bem como o disposto no
inciso III e nos §§ 1º, 3º e 4º do art. 58 do Regimento Interno aprovado nos termos do Anexo I da Resolução
da Diretoria Colegiada - RDC nº 29 da Anvisa, de 21 de julho de 2015, publicada no DOU de 23 de julho de
2015, tendo em vista o disposto nos incisos III, do art. 2º, III e IV, do art. 7º da Lei nº 9.782, de 1999, o art.
35 do Decreto nº 3.029, de 16 de abril de 1999, o Programa de Melhoria do Processo de Regulamentação
da Agência, instituído por meio da Portaria nº 422, de 16 de abril de 2008, resolve submeter à consulta
pública, para comentários e sugestões do público em geral, proposta de ato normativo em Anexo, conforme
deliberado em reunião realizada em 30 de julho de 2015, e eu, Diretor-Presidente, determino a sua
publicação.
Art. 1º Fica estabelecido o prazo de 30 (trinta) dias para envio de comentários e sugestões ao texto
da Proposta de método geral Difração de raios X para inclusão na Farmacopeia Brasileira, 6ª edição,
conforme Anexo.
Parágrafo único. O prazo de que trata este artigo terá início 7 (sete) dias após a data de publicação
desta Consulta Pública no Diário Oficial da União.
Art. 2º A proposta de ato normativo estará disponível na íntegra no portal da Anvisa na internet e as
sugestões deverão ser enviadas eletronicamente por meio do preenchimento de formulário específico,
disponível no endereço: http://formsus.datasus.gov.br/site/formulario.php?id_aplicacao=21959.
§1º As contribuições recebidas são consideradas públicas e estarão disponíveis a qualquer
interessado por meio de ferramentas contidas no formulário eletrônico, no menu “resultado”, inclusive
durante o processo de consulta.
§2º Ao término do preenchimento do formulário eletrônico será disponibilizado ao interessado número
de protocolo do registro de sua participação, sendo dispensado o envio postal ou protocolo presencial de
documentos em meio físico junto à Agência.
§3º Em caso de limitação de acesso do cidadão a recursos informatizados será permitido o envio e
recebimento de sugestões por escrito, em meio físico, durante o prazo de consulta, para o seguinte
endereço: Agência Nacional de Vigilância Sanitária/Coordenação da Farmacopeia, SIA trecho 5, Área
Especial 57, Brasília-DF, CEP 71.205-050.
§4º Excepcionalmente, contribuições internacionais poderão ser encaminhadas em meio físico, para o
seguinte endereço: Agência Nacional de Vigilância Sanitária/Assessoria de Assuntos Internacionais
(AINTE), SIA trecho 5, Área Especial 57, Brasília-DF, CEP 71.205-050.
Art. 3º Findo o prazo estipulado no art. 1º, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária promoverá a
análise das contribuições e, ao final, publicará o resultado da consulta pública no portal da Agência.
Parágrafo único. A Agência poderá, conforme necessidade e razões de conveniência e oportunidade,
articular-se com órgãos e entidades envolvidos com o assunto, bem como aqueles que tenham manifestado
interesse na matéria, para subsidiar posteriores discussões técnicas e a deliberação final da Diretoria
Colegiada.
JARBAS BARBOSA DA SILVA JR.
PROPOSTA EM CONSULTA PÚBLICA
Processo nº: 25351.211949/2014-17
Assunto: Proposta de Consulta Pública sobre método geral Difração de raios X para inclusão na
Farmacopeia Brasileira, 6ª edição.
Agenda Regulatória 2015-2016: Subtema 16.1
Regime de Tramitação: Comum
Área responsável: Coordenação da Farmacopeia - COFAR
Relator: José Carlos Magalhães da Silva Moutinho
DIFRAÇÃO DE RAIOS X
A difração de raios X pelo método do pó (DRXP) consiste em medir ângulos de difração e intensidades
característicos de um material policristalino, orientado aleatoriamente, irradiado por um feixe de raios X
monocromático.
O método DRXP é de natureza não destrutiva (a preparação das amostras é geralmente limitada à moagem
para a redução na granulometria para algo em torno de 5 µm). Investigações por meio de DRXP também
podem ser efetuadas em condições in situ em espécimes expostas a condições não ambientais, como baixa
ou alta temperatura e umidade.
Cada fase cristalina de uma dada substância produz um padrão de difração de raios X, característico, que é
obtido de um pó cristalino, composto de cristalitos ou fragmentos cristalinos de tamanho característico e
aleatoriamente orientados. Essencialmente três tipos de informações podem ser obtidas com um padrão de
DRXP: posição angular das linhas de difração (dependendo das dimensões da cela unitária e do seu arranjo
geométrico cristalográfico); intensidade das linhas de difração (dependendo principalmente do tipo e arranjo
de átomos, e da orientação das partículas dentro da amostra) e perfis de linha de difração (dependendo da
resolução instrumental, tamanho do cristalito e microdeformação da amostra).
Ensaios de DRXP que forneçam as posições angulares e intensidades de linhas, das fases cristalinas, são
utilizados para identificação das fases, determinação dos teores, estimativa do grau de cristalinidade,
microdeformação e tamanho médio do cristalito.
PRINCÍPIO
Todo material cristalino possui uma organização dos átomos que define uma cela unitária. A cela unitária é
definida pelas dimensões , e e os ângulos entre eles, , e (Figura 1a). O espaçamento interplanar
para um conjunto de planos paralelos
é representado por
. Cada conjunto de planos do cristal tem
um ângulo de difração de Bragg,
, associado a ele (para um comprimento de onda específico ).
A difração de raios X resulta da interação entre os raios X e as nuvens de elétrons dos átomos.
Dependendo do arranjo atômico, os raios X dispersos apresentam o fenômeno de interferência construtiva,
quando a diferença de caminho entre duas ondas difratadas de raios X é igual a um número inteiro de
comprimentos de onda. Essa condição seletiva é descrita pela equação de Bragg (Equação 1), também
chamada Lei de Bragg representada na Figura 1b.
(Equação 1)
onde,
= comprimento de onda ( ) dos raios X característico do anodo do tubo;
= ângulo entre o raio incidente e a família de planos da rede;
n = ordem do comprimento de onda, geralmente adotado com o valor um;
dhkl = distância entre planos;
hkl = índices de Miller.
Figura 1a – Representação das distâncias entre
planos cristalinos (a, b e c) dimensões da cela
unitária.
Figura 1b - Difração de raios X por um
cristal de acordo com a lei de Bragg.
Uma amostra de pó é considerada policristalina se, para qualquer ângulo
, sempre houver cristalitos em
uma orientação permitindo a difração de acordo com a lei de Bragg. Para um determinado comprimento de
onda de raios X, as posições dos picos de difração (também referidos como 'linhas', 'reflexões' ou 'reflexões
de Bragg') são características da estrutura cristalina (espaçamentos d). As principais características dos
perfis de linha de difração são a posição em
, altura, área e forma do pico (caracterizada, por exemplo,
pela largura do pico ou assimetria, função analítica, representação empírica). A Figura 2 representa um
exemplo do tipo de padrões de difração de raios X de pó obtidos para cinco diferentes fases sólidas de uma
mesma substância.
Figura 2 - Exemplos de padrões de difração de raios X de
pó coletados para cinco fases sólidas diferentes de uma
substância.
Além dos picos de difração, um experimento de difração de raios X gera, também, uma linha de base, sobre
a qual se sobrepõem os picos. Os fatores que contribuem para a linha de base são o espalhamento difuso
do ar, o equipamento e a presença de amorfos (Figura 2). A razão entre as intensidades dos picos e a linha
de base pode ser aumentada minimizando a linha de base e escolhendo tempos de exposição prolongados.
APARELHAGEM
Experimentos de difração de raios X geralmente são realizados utilizando difratômetros de pó. Um
difratômetro de pó, geralmente, é composto por cinco partes principais: uma fonte de raios X; ótica do feixe
incidente (conjunto de fendas para a colimação e focalização do feixe); porta amostra; ótica de feixe
difratado (conjunto de fendas para a colimação, focalização do feixe e filtro conveniente para a radiação) e
um detector. Sistemas de coleta e processamento de dados são também necessários e compõem o
equipamento de medição da difração de raios X. Atualmente, a configuração de Bragg-Brentano é a mais
utilizada.
Um determinado instrumento pode fornecer uma geometria
horizontal ou vertical ou uma geometria
vertical
. Para ambas as geometrias, o feixe de raios X incide formando um ângulo com o plano de
superfície da amostra e o feixe de raios X difratado forma um ângulo
com a direção do feixe de raios X
incidente (um ângulo
com o plano da superfície da amostra). A geometria básica de difração é
representada na Figura 3. O feixe de radiação divergente do tubo de raios X (o chamado 'feixe primário')
atravessa os colimadores de placas paralelas, uma fenda de divergência e ilumina a superfície plana da
amostra. Todos os raios difratados pelos cristalitos devidamente orientados na amostra em um ângulo de
convergem para uma fenda de recepção. Um segundo conjunto de colimadores de placas paralelas e uma
fenda de dispersão podem ser colocados atrás, ou antes, da fenda receptora. Os eixos do foco da fonte de
raios X e da fenda receptora estão a distâncias iguais do eixo do goniômetro. Os quanta de raios X são
contados por um detector de radiação, geralmente um contador de cintilação, um contador proporcional de
gás-selado ou um detector de estado sólido, sensíveis à posição, como uma placa de imagem ou um
detector CCD. A fenda de recepção e o detector estão acoplados e se movimentam tangencialmente ao
círculo de focagem. Para varreduras
o goniômetro gira a amostra sobre o mesmo eixo que o do
detector, mas à metade da velocidade de rotação, num movimento
. Assim, a superfície da amostra
permanece tangencial ao círculo de focagem. O colimador de placa paralela limita a divergência axial do
feixe e, portanto, parcialmente controla a forma do perfil de linha difratado.
Um difratômetro também pode ser usado no modo de transmissão. A vantagem com essa tecnologia é a
diminuição dos efeitos devidos à orientação preferencial. Um capilar de cerca de 0,5 a 2 mm de espessura
também pode ser utilizado para quantidades pequenas de amostra.
Figura 3 - Arranjo geométrico da geometria parafocal de
Bragg-Brentano.
A - Tubo de raios X; B - Fenda de divergência; C - Amostra; D - Fenda de anti-difusão; E - Fenda de
recepção; F - Monocromador; G - Fenda de recepção do detector; H - Detector; J - Círculo do difratômetro;
K - Círculo de focalização.
RADIAÇÃO DE RAIOS X
No laboratório os raios X são obtidos bombardeando um ânodo de metal com os elétrons emitidos pelo
efeito termoiônico e acelerados em um campo elétrico forte (usando um gerador de alta tensão). A maior
parte da energia cinética dos elétrons é convertida em calor, o que limita o poder dos tubos de raios X e
requer uma refrigeração eficiente do ânodo. Um aumento de 20 a 30 vezes de brilho pode ser obtido
usando anodos rotatórios e por meio da óptica de raios X. Alternativamente, fótons de raios X podem ser
produzidos em uma instalação em grande escala (síncrotron).
O espectro emitido por um tubo de raios X operando com tensão suficiente consiste em um fundo contínuo
da radiação policromática e de radiação característica adicional que depende do tipo de ânodo. Somente
essa radiação característica é utilizada em experimentos de difração de raios X. As principais fontes de
radiação empregadas para difração de raios X são tubos de vácuo, utilizando cobre, molibdênio, ferro,
cobalto ou cromo como ânodos; raios X produzidos por cobre (
), molibdênio ou cobalto são mais
comumente utilizados para substâncias orgânicas (o uso de ânodos de cobalto pode ser especialmente
preferido para separar diferentes linhas de raios X). A escolha da radiação a ser utilizada depende das
características de absorção da amostra e da possível fluorescência causada por átomos presentes na
amostra. Os comprimentos de onda utilizados em difração geralmente correspondem à radiação
do
ânodo. Consequentemente, é vantajoso fazer o feixe de raios X 'monocromático', eliminando todos os
outros componentes do espectro de emissão. Isso pode ser obtido em parte utilizando filtros de
, ou seja,
filtros metálicos selecionados como tendo uma descontinuidade de absorção entre os comprimentos de
onda
e
emitidas pelo tubo. O filtro geralmente é inserido entre o tubo de raios X e a amostra. Outro
método frequentemente utilizado para obter um feixe de raios X monocromático é através de um cristal
monocromador. Esse cristal pode ser colocado no feixe incidente obtendo uma monocromatização pura K1
ou depois da amostra obtendo K1,2 a diferentes ângulos, para que apenas um deles possa ser selecionado
para incidir no detector.
PROTEÇÃO CONTRA RADIAÇÃO
A exposição de qualquer parte do corpo humano aos raios X pode ser prejudicial à saúde. Assim, é
essencial que precauções adequadas sejam tomadas para proteger o operador e qualquer outra pessoa
nas proximidades de equipamentos de raios X em utilização.
PREPARAÇÃO DA AMOSTRA
A amostra pulverizada é frequentemente prensada em um porta-amostra feito de alumínio, vidro ou
polímero. Como regra os cristalitos devem estar aleatoriamente orientados. As amostras devem ser moídas
em um almofariz de ágata até obter um pó fino.
Em geral, a morfologia de muitas partículas cristalinas tende a gerar uma amostra que apresenta algum
grau de orientação preferencial no porta-amostra. Isso é particularmente evidente para cristais com formato
de agulhas ou placas quando a redução de tamanho dos cristais produz menores agulhas ou placas. A
orientação preferencial da amostra influencia as intensidades de várias reflexões. Assim, algumas são mais
intensas e outras menos, em comparação com o que seria de esperar em uma amostra com cristalitos
completamente aleatórios. Várias técnicas podem ser empregadas para minimizar a aleatoriedade na
orientação dos cristalitos (e, portanto, para minimizar a orientação preferencial), porém a redução do
tamanho de partícula é muitas vezes a melhor e mais simples. Em alguns casos, tamanhos de partícula da
ordem de 10 µm fornecerão resultados satisfatórios na identificação de fases. No entanto, a redução desse
tamanho de partícula pode ser conveniente se não ocorrer mudanças de fase ou amorfização do material.
Portanto, é aconselhável comparar o padrão de difração da amostra não moída com a correspondente a
uma amostra de tamanho de partícula menor (amostra moída).
CONTROLE DO DESEMPENHO INSTRUMENTAL
O goniômetro e o sistema óptico correspondentes aos feixes de raios X incidente e difratado possuem
muitas peças mecânicas que precisam de ajuste. O grau de alinhamento ou desalinhamento influencia
diretamente na qualidade dos resultados de uma investigação DRXP. Portanto, os diferentes componentes
do difratômetro devem ser cuidadosamente ajustados (sistemas ópticos e mecanismos, etc.) para minimizar
os erros sistemáticos, otimizando as intensidades recebidas pelo detector. A busca da intensidade máxima
e da resolução máxima sempre são antagônicas quando se alinha um difratômetro. Assim, o melhor
equilíbrio deve ser procurado enquanto se executa o procedimento de alinhamento. Cada equipamento
possui sua configuração e exige procedimento específico para seu alinhamento.
O desempenho geral do difratômetro deve ser testado e monitorado periodicamente utilizando materiais de
referência adequadamente certificados. Dependendo do tipo de análise, outros materiais de referência bem
definidos podem também ser empregados, embora o uso de materiais de referência certificados é
preferencial.
ANÁLISE QUALITATIVA DE FASES
A identificação, por
DRXP, das fases que compõem uma amostra desconhecida baseia-se na
comparação visual, ou assistida por computador, com os picos de uma substância química de referência,
bem caracterizados ou calculados, a partir do modelo de estrutura cristalina ou a partir de bancos de dados
certificados. Idealmente, esses padrões de difração são obtidos em espécimes monofásicos bem
caracterizados. Essa abordagem torna possível, na maioria dos casos, identificar uma substância cristalina
por meio dos espaçamentos e de suas intensidades relativas. A lista de espaçamentos e intensidades
normalizadas
, também chamada lista
extraída do padrão, é a impressão digital
cristalográfica do material e pode ser comparada com as listas
de amostras monofásicas de
referência.
Para a maioria dos cristais orgânicos, quando a radiação
é utilizada, convém registrar o padrão de
difração em uma faixa de
de a pelo menos
. A variação dos ângulos de difração
entre a amostra
e a referência deve ser menor de
para a mesma forma cristalina, enquanto as intensidades relativas
entre amostra e referência podem variar consideravelmente devido a efeitos de orientação preferencial. Por
sua própria natureza, hidratos e solvatos são reconhecidos por terem variações das dimensões da cela
unitária, por isso mudanças podem ocorrer nas posições dos picos dos padrões DRXP medidos para esses
materiais. Nesses casos variação das posições
maiores que
são esperadas.
Às vezes é difícil ou mesmo impossível identificar fases nos seguintes casos: substâncias amorfas ou não
cristalizadas; quando os componentes a serem identificados estão em baixa concentração; quando a fase
não está presente em bancos de dados certificados ou não possui estrutura cristalina determinada; ou
quando a amostra compreende muitas fases.
ANÁLISE QUANTITATIVA DE FASES
Se a amostra sob investigação é uma mistura de duas ou mais fases conhecidas, da qual não mais de uma
é amorfa, a porcentagem (em volume ou em massa) de cada fase cristalina e da fase amorfa pode, em
muitos casos, ser determinada. A análise quantitativa das fases pode basear-se nas intensidades
integradas; nas alturas de várias linhas de difração individuais, ou no padrão completo. Essas intensidades
integradas; alturas ou dados dos padrões completos são comparados com os valores correspondentes de
materiais de referência. Esses materiais de referência devem ser monofásicos ou uma mistura de fases
conhecida. As dificuldades encontradas durante a análise quantitativa são devidas à preparação das
amostras (a exatidão e a precisão dos resultados exigem uma especial homogeneidade de todas as fases e
uma distribuição de tamanho de partícula adequada em cada fase) e a efeitos de matriz. Se as estruturas
cristalinas de todos os componentes são conhecidas, o método de Rietveld pode ser usado para quantificálos com boa precisão. Em casos favoráveis, podem ser determinadas quantidades de fases cristalinas tão
pequenas quanto 10% em matrizes sólidas.