Αποτελέσματα γρήγορης απώλειας κατά την ξήρανση μέσω θερμοβαρυμετρικής ανάλυσης

Η απώλεια κατά την ξήρανση είναι μια κοινή μέθοδος για τον προσδιορισμό της ποσότητας πτητικής ύλης στο εσωτερικό μιας χημικής ουσίας, π.χ. ενός φαρμάκου. Για τον ποιοτικό έλεγχο, οι συνιστώμενες συνθήκες καθορίζονται στις αντίστοιχες μονογραφίες των αντίστοιχων φαρμακοποιών.

Η συνήθης μέθοδος που περιγράφεται είναι αρκετά χρονοβόρα και απαιτεί μεγάλη μάζα δείγματος: 1 έως 2 γραμμάρια του εξεταζόμενου υλικού τοποθετούνται μέσα σε φιάλη και τοποθετούνται σε θάλαμο ξήρανσης στη θερμοκρασία και για το χρονικό διάστημα που αναφέρεται στη μονογραφία. Η οδηγία "ξηραίνεται σε σταθερό βάρος" σημαίνει ότι το δείγμα πρέπει να ξηραίνεται έως ότου δύο διαδοχικές ζυγίσεις (με διαφορά μίας ώρας, ζύγιση μετά την ψύξη του δείγματος σε θερμοκρασία δωματίου) παρουσιάζουν διαφορά μικρότερη από 0,5 mg ανά γραμμάριο ουσίας [1].

Ωστόσο, η δοκιμή μπορεί επίσης να γίνει πολύ ταχύτερα - εάν εφαρμοστεί θερμοβαρυμετρική ανάλυση.

Στο μη εναρμονισμένο κείμενο της Ιαπωνικής Φαρμακοποιίας (JP) αναφέρεται ότι η θερμοβαρυμετρία είναι μια εναλλακτική μέθοδος για τα πειράματα απώλειας κατά την ξήρανση. Επιπλέον, ακόμη και η USP <731> (Φυσικές δοκιμές/απώλειες κατά την ξήρανση) επισημαίνει ότι σε ορισμένες επιμέρους μονογραφίες απαιτείται η TGA για τον σκοπό αυτό.

Στεατικό μαγνήσιο ως παράδειγμα

Για το στεατικό μαγνήσιο, ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα έκδοχα για στερεές δοσολογικές μορφές, είναι υποχρεωτική η ξήρανση στους 105°C μέχρι σταθερού βάρους [2].

Οι ακόλουθες μετρήσεις (που εμφανίζονται στα Σχήματα 1 και 2) πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση ενός εμπορικού τύπου στεατικού μαγνησίου φαρμακευτικού βαθμού, όπως παραλήφθηκε. Στο Σχ. 1 απεικονίζεται μια προσομοίωση της τυπικής μεθόδου απώλειας κατά την ξήρανση με θέρμανση του δείγματος στους 105 °C με ταχύτητα 20 K/min και στη συνέχεια διατήρηση της θερμοκρασίας αυτής σταθερής για ορισμένο χρονικό διάστημα. Η πλήρης απόδοση της απώλειας μάζας είναι 4,09%. Το αποτέλεσμα αυτό μπορεί να επιτευχθεί σε μόλις 10 λεπτά περίπου.

Καθώς το Σχ. 1 αποκαλύπτει ότι το μεγαλύτερο μέρος της απώλειας μάζας λαμβάνει χώρα ήδη στο τμήμα θέρμανσης, διεξήχθη ένα δεύτερο πείραμα στο οποίο μια συγκρίσιμη ποσότητα υλικού δείγματος θερμάνθηκε στους 180°C με ταχύτητα 20 K/min σε ένα δυναμικό τμήμα (Σχ. 2). Παρατηρείται απώλεια μάζας 4,04 %. Αυτό το πείραμα ολοκληρώθηκε σε περίπου 8 λεπτά μόνο.

Και τα δύο αποτελέσματα ταιριάζουν καλά με την τιμή 4,02% που αναφέρεται στο πιστοποιητικό ανάλυσης του στεατικού μαγνησίου του εμπορίου. Οι ίδιες οι μετρήσεις, ωστόσο, μπορούσαν να ολοκληρωθούν πολύ γρήγορα. Ο συντελεστής είναι περίπου 6 σε σύγκριση με τα συμβατικά πειράματα απώλειας κατά την ξήρανση. Αυτό καθιστά τη θερμοβαρυμετρική ανάλυση ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο για τον χαρακτηρισμό των API (δραστικών φαρμακευτικών συστατικών) και των έκδοχων.

Αναφορά:

[1] USP 40, κεφάλαιο <731>

[2] Κείμενο μονογραφίας σχετικά με το στεατικό μαγνήσιο στην USP, Στάδιο 6 εναρμόνισης, Επίσημη 1 Αυγούστου 2016