Introduction
La teneur en solvants des médicaments est strictement contrôlée, car les solvants résiduels peuvent affecter l'efficacité du traitement et même laisser le médicament produire un certain degré de toxicité. Le processus de fabrication des ingrédients pharmaceutiques actifs (IPA) utilise inévitablement de l'eau ou des solvants organiques, tels que l'acétate d'éthyle, l'acétone et d'autres. Nombre de ces solvants organiques sont toxiques. Par conséquent, la mesure des solvants résiduels (qualitative et quantitative) est devenue une question importante.
L'industrie pharmaceutique utilise couramment la chromatographie en phase gazeuse (CPG) pour mesurer les solvants résiduels. Toutefois, cette méthode présente des inconvénients : La température de mesure ne doit pas être trop élevée lorsqu'une injection conventionnelle de l'espace de tête est utilisée, et l'échantillon doit être stabilisé dans la plage de température du test. L'échantillon doit être dissous avant l'essai, ce qui ne permet pas d'effectuer un "essai in situ" complet - et comme on peut s'y attendre, l'état de dissolution de l'échantillon, la sélection du solvant, etc. sont autant de facteurs importants dans la mesure des solvants résiduels. On peut s'attendre à ce que la préparation de l'échantillon et le choix du solvant aient un certain impact sur le test.
Expérimental
À ce stade, un système STA Jupiter® a été couplé à un spectromètre de masse quadripolaire Aëolos® afin d'obtenir des résultats significatifs sur la teneur et l'identité du solvant résiduel. L'échantillon a été chauffé pour observer le processus de perte de masse et, simultanément, les gaz libérés ont été transférés dans le spectromètre de masse (MS) pour analyser les espèces du gaz dégagé.
Dans ce cas, le spectromètre de masse a enregistré les nombres de masse m/z 17, m/z 18, m/z 28 (CO, N2), m/z 40 (Ar), m/z 43, m/z 44 (CO2), m/z 45, m/z 61, m/z 70 et m/z 88, qui ont détecté des gaz permanents et le dégagement de solvants typiques comme l'eau (m/z 17, 18), l'acétone (m/z 43) et l'acétate d'éthyle (m/z 43, 45, 61, 70, 88).
Paramètre de mesure
| Mode de mesure : | TGA-QMS |
| Vitesse de chauffage : | 10 K/min |
| Masse de l'échantillon : | 9.67 mg |
| Plage de température : | 35°C à 220°C/250°C |
| Atmosphère de gaz : | Argon |
Résultats et discussion
Les résultats sont présentés ci-dessous ; le tracé thermogravimétrique (courbe verte) montre que l'échantillon perd de la masse en deux étapes de 2,3 % et 1,98 % dans l'intervalle RT-200°C, et la perte de poids totale s'élève à 4,28 %*9,67 mg=0,4138 mg. L'analyse des données MS obtenues a révélé une augmentation de m/z 18, qui correspond bien aux étapes de perte de masse. Ce nombre de masse prouve la libération d'eau ; voir la courbe bleue. En outre, un pic très small a été trouvé à m/z 43, indiquant que small quantités d'autres solvants étaient présentes.
La quantité d'eau libérée a pu être quantifiée à l'aide du matériau standard connu, l'oxalate de calcium monohydraté, qui libère 12,3 % d'eau entre la température ambiante et 250 °C ; voir figure 2.
Une courbe d'étalonnage a été générée en utilisant plusieurs masses d'échantillon différentes d'oxalate de calcium monohydraté, reliant la quantité d'eau libérée aux surfaces sous la courbe de m/z 18 ; voir figure 3. En utilisant cette corrélation, la quantité d'eau libérée par l'échantillon pharmaceutique a été quantifiée à 0,387 mg (point de données orange). On peut donc déduire que la quantité de solvant supplémentaire, par exemple l'acétone ou l'acétate d'éthyle, était d'environ 0,027 mg.
Un deuxième échantillon du même matériau a été chauffé à 250°C. Une autre étape de perte de masse est apparue dans la courbe thermogravimétrique avec une perte de masse de 2,7% au-dessus de 220°C. Ici, le signal du courant ionique montre l'augmentation simultanée de plusieurs nombres de masse tels que m/z 18, m/z 28, m/z 43, m/z 44 et m/z 45 qui ne peuvent pas être liés à un seul solvant ; voir figure 4. Cela indique que la troisième étape de perte de poids n'est pas simplement la volatilisation du solvant, mais la décomposition de l'échantillon.
Conclusion
Ces mesures démontrent la capacité du couplage TGA-MS à détecter et à analyser des quantités infimes de gaz dégagés. En particulier, la sensibilité de détection des solvants toxiques dans les produits pharmaceutiques est suffisamment élevée pour remplacer partiellement la méthode GC-MS de l'espace de tête, assez complexe, qui est généralement utilisée dans les domaines pharmaceutiques. Une courbe d'étalonnage peut être utilisée pour déterminer la quantité d'une molécule particulière, telle que l'eau. L'avantage de cette technique de couplage est que les traces de ces gaz critiques peuvent être détectées et quantifiées sans aucun prétraitement de l'échantillon pharmaceutique. En outre, l'évaporation des solvants résiduels peut être clairement séparée du début de la décomposition de l'échantillon.