Karakterisasi Termal Testosteron dengan TGA-DSC-MS: Implikasinya terhadap Pengeringan, Peleburan, dan Pemrosesan

Pendahuluan

Testosteron adalah zat aktif steroid yang perilaku termalnya sangat relevan bagi proses pengeringan, penyimpanan, formulasi, dan pemrosesan termal. Bahkan kadar kelembapan sisa atau pelarut sisa yang sangat sek small pun dapat memengaruhi Kristalinitas / Derajat KristalinitasKristalinitas mengacu ke tingkat keteraturan struktural suatu benda padat. Dalam kristal, susunan atom atau molekulnya konsisten dan berulang-ulang. Banyak bahan seperti keramik kaca dan beberapa polimer dapat dipersiapkan sedemikian rupa untuk menghasilkan campuran daerah kristal dan amorf. kristalinitas, perilaku peleburan, penanganan bubuk, dan Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal. Oleh karena itu, pengukuran gabungan TGA-DSC dengan analisis spektrometri massa secara simultan terhadap gas yang dihasilkan sangat cocok untuk karakterisasi yang komprehensif. Pendekatan ini memungkinkan untuk membedakan antara pelepasan senyawa volatil, pelelehan, dan dekomposisi kimia, sehingga memberikan informasi berharga untuk optimasi proses dan pengendalian kualitas.

Kondisi Pengukuran

Kondisi pengukuran dijabarkan secara rinci dalam Tabel 1.

Tabel 1: Kondisi pengukuran untuk STA

Hasil dan Pembahasan

Gambar 1 menunjukkan kurva TGA, DTG, dan DSC dari testosteron.

Pada rentang suhu rendah antara suhu kamar dan sekitar 130°C, teramati kehilangan massa akibat pelepasan panas ( small ) sebesar 2,3% dengan puncak DTG pada 127°C. Perilaku ini dapat dikaitkan dengan pelepasan kelembapan sisa dan senyawa volatil yang terikat lemah. Sinyal DSC secara bersamaan menunjukkan efek EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik dengan suhu puncak 127°C. Peristiwa ini mengindikasikan proses desorpsi atau proses terkait dehidrasi sebelum Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase utama. Informasi semacam ini penting karena bahkan kelembaban sisa dalam jumlah yang s small pun dapat memengaruhi stabilitas penyimpanan, aliran bubuk, dan reproduktifitas pemrosesan lanjutan.

Puncak EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik DSC yang menonjol muncul dengan suhu awal yang diekstrapolasi sebesar 155°C, yang sesuai dengan Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik).titik leleh yang dilaporkan dalam literatur. Entalpi leleh mencapai 58 J/g. Sinyal ini dikaitkan dengan proses pelelehan testosteron dan mewakili Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase fisik utama zat tersebut. Bentuk puncak yang terdefinisi dengan baik menunjukkan proses peleburan yang jelas. Pengetahuan mengenai Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh sangat penting untuk perancangan langkah-langkah pemrosesan termal. Degradasi termal dimulai di atas 250 °C dan selesai pada sekitar 450°C. Puncak DTG ditemukan pada 392°C.

Analisis gas yang dihasilkan (EGA) yang ditunjukkan pada Gambar 2 memberikan informasi tambahan yang penting mengenai sifat peristiwa kehilangan massa. Jejak ion m/z 18 menunjukkan sinyal yang jelas dengan puncak maksimum pada sekitar 137 °C, yang diatribusikan pada pelepasan air. Hal ini menegaskan bahwa kehilangan massa pada suhu rendah yang terlihat pada kurva TGA setidaknya sebagian disebabkan oleh kelembaban sisa. Selain itu, jejak ion m/z 43 dan m/z 58 menunjukkan puncak yang jelas pada sekitar 171°C, yang mengindikasikan pelepasan jejak aseton segera setelah sampel meleleh. Hal ini menunjukkan adanya pelarut sisa, yang kemungkinan berasal dari sintesis, pemurnian, atau KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi.

Spektrum MS yang diukur pada suhu 374°C ditampilkan pada Gambar 3 dan menunjukkan beberapa kesamaan dengan spektrum referensi testosteron. Temuan ini mengindikasikan terjadinya dekomposisi sebagian dan PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan sebagian testosteron selama perlakuan termal. Pada proses PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis, kemungkinan beberapa produk dekomposisi yang berbeda dilepaskan secara bersamaan dalam bentuk campuran.

Kesimpulan

Pengukuran ini menunjukkan bahwa pendekatan gabungan TGA-DSC, yang idealnya dilengkapi dengan analisis gas yang dihasilkan, sangat penting untuk penilaian yang andal terhadap perilaku termal bahan. Hanya kombinasi ini yang memungkinkan pembedaan yang jelas antara transisi fisik seperti pengeringan dan pelelehan dengan proses degradasi kimia. Tanpa penggabungan dengan MS, peristiwa kehilangan massa tingkat rendah ini dapat terdeteksi oleh TGA, tetapi asal-usul kimianya tidak dapat diidentifikasi dengan tingkat keyakinan yang sama. Hasil ini memberikan dasar penting untuk mengoptimalkan kondisi pengeringan, penyimpanan, dan pemrosesan termal untuk testosteron.

Karakterisasi termal terhadap perilaku peleburan testosteron ini memberikan informasi berharga untuk menilai stabilitas fisiknya dalam bentuk sediaan transdermal. Data yang diperoleh mendukung pengembangan formulasi yang kokoh dan memungkinkan evaluasi proses rekristalisasi potensial yang dapat mengganggu pelepasan obat dan, akibatnya, kemanjuran produk. Mencegah KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi sangat penting untuk memastikan baik bioavailabilitas bahan aktif farmasi maupun kinerja adhesi jangka panjang dari patch transdermal selama penyimpanan dan penggunaan.