Resultater af hurtigt tab ved tørring gennem termogravimetrisk analyse

Tørringstab er en almindelig metode til at bestemme mængden af flygtige stoffer i et kemisk stof, f.eks. et lægemiddel. Til kvalitetskontrol er de anbefalede betingelser specificeret i de tilsvarende monografier i de respektive farmakopéer.

Den beskrevne standardmetode er ret tidskrævende og kræver en stor prøvemasse: 1 til 2 gram af testmaterialet anbringes i en kolbe og placeres i et tørrekammer ved den temperatur og i den tidsperiode, der er angivet i monografien. Instruktionen "tør til konstant vægt" betyder, at prøven skal tørres, indtil to på hinanden følgende vejninger (med en times mellemrum, hvor prøven vejes efter afkøling til stuetemperatur) viser en forskel på mindre end 0,5 mg pr. gram stof [1].

Testning kan dog også være meget hurtigere - hvis der anvendes termogravimetrisk analyse.

I den ikke-harmoniserede tekst i den japanske farmakopé (JP) står der, at termogravimetri er en alternativ metode til tab ved tørringseksperimenter. Desuden påpeger selv USP <731> (Physical Tests/Loss on Drying), at der i nogle individuelle monografier kræves TGA til dette formål.

Magnesiumstearat som et eksempel

For magnesiumstearat, som er et af de mest anvendte hjælpestoffer til faste doseringsformer, er tørring ved 105 °C til en konstant vægt obligatorisk [2].

De følgende målinger (vist i Fig. 1 og 2) blev udført med en kommerciel magnesiumstearattype af farmaceutisk kvalitet som modtaget. Fig. 1 illustrerer en simulering af standardmetoden for tab ved tørring ved at opvarme prøven til 105 °C med 20 K/min og derefter holde denne temperatur konstant i et bestemt tidsrum. Det komplette massetabsudbytte er 4,09 %. Dette resultat kunne opnås på kun ca. 10 minutter.

Da fig. 1 viser, at det meste af massetabet finder sted allerede i opvarmningssektionen, blev der udført et andet eksperiment, hvor en sammenlignelig mængde prøvemateriale blev opvarmet til 180 °C ved 20 K/min i et dynamisk segment (fig. 2). Et resultat på 4,04 % massetab kan observeres. Dette eksperiment blev afsluttet på kun ca. 8 minutter.

Begge resultater passer godt med den værdi på 4,02 %, der er angivet på analysecertifikatet for det kommercielle magnesiumstearat. Selve målingerne kunne dog afsluttes meget hurtigt. Faktoren er ca. 6 i forhold til konventionelle eksperimenter med tab ved tørring. Dette gør termogravimetrisk analyse til et ekstremt nyttigt værktøj til karakterisering af API'er (aktive farmaceutiske ingredienser) og hjælpestoffer.

Reference:

[1] USP 40, kapitel <731>.

[2] Monografitekst om magnesiumstearat i USP, fase 6-harmonisering, officiel 1. august 2016