Kehilangan Cepat pada Hasil Pengeringan melalui Analisis Termogravimetri

Kehilangan pengeringan adalah metode umum untuk menentukan jumlah bahan yang mudah menguap di dalam bahan kimia, misalnya, obat-obatan. Untuk kontrol kualitas, kondisi yang direkomendasikan ditentukan dalam monografi yang sesuai dari masing-masing farmakope.

Metode standar yang dijelaskan cukup memakan waktu dan membutuhkan massa sampel yang tinggi: 1 hingga 2 gram bahan uji dimasukkan ke dalam labu dan ditempatkan di ruang pengering pada suhu dan periode waktu yang diberikan dalam monografi. Instruksi "keringkan hingga berat konstan" berarti bahwa sampel harus dikeringkan hingga dua operasi penimbangan berturut-turut (terpisah satu jam, penimbangan setelah mendinginkan sampel kembali ke suhu kamar) menunjukkan perbedaan kurang dari 0,5 mg per gram zat [1].

Namun, pengujian juga bisa jauh lebih cepat - jika analisis termogravimetri diterapkan.

Dalam teks yang tidak diselaraskan dari Farmakope Jepang (JP), dinyatakan bahwa termogravimetri adalah metode alternatif untuk kehilangan pada percobaan pengeringan. Selain itu, bahkan USP <731> (Uji Fisik/Kehilangan saat Pengeringan) menunjukkan bahwa dalam beberapa monografi individu, TGA diperlukan untuk tujuan tersebut.

Magnesium Stearat sebagai Contoh

Untuk magnesium stearat, salah satu eksipien yang paling banyak digunakan untuk bentuk sediaan padat, pengeringan pada suhu 105°C hingga berat konstan adalah wajib [2].

Pengukuran berikut (ditampilkan pada Gbr. 1 dan 2) dilakukan dengan menggunakan jenis magnesium stearat komersial kelas farmasi seperti yang diterima. Gbr. 1 mengilustrasikan simulasi kehilangan standar pada metode pengeringan dengan memanaskan sampel hingga 105°C pada 20 K/menit dan kemudian mempertahankan suhu ini konstan untuk waktu tertentu. Hasil kehilangan massa total adalah 4,09%. Hasil ini dapat dicapai hanya dalam waktu sekitar 10 menit.

Analisis kurva DSC yang menunjukkan sifat termal HDPE, menyoroti puncak pada suhu 132,0°C dan area puncak kompleks 43,87 J/g. — Gambar 1: Simulasi uji kehilangan pada pengeringan magnesium stearat; yang ditampilkan adalah kurva kehilangan massa (garis solid biru) dan kurva suhu (garis putus-putus merah) vs waktu; massa sampel: 6,7 mg, laju pemanasan: 20 K/menit, cawan lebur Al terbuka, atmosfer N2 dinamis

Karena Gbr. 1 mengungkapkan bahwa sebagian besar kehilangan massa sudah terjadi di bagian pemanasan, percobaan kedua dilakukan di mana sejumlah bahan sampel yang sebanding dipanaskan hingga 180 ° C pada 20 K/menit dalam segmen dinamis (Gbr. 2). Hasilnya, 4,04% kehilangan massa dapat diamati. Percobaan ini selesai dalam waktu sekitar 8 menit.

Kurva kehilangan massa magnesium stearat yang dipanaskan hingga 180°C pada 20 K/menit, mengilustrasikan pengurangan berat sebesar 4,04%. — Gambar 2: Memanaskan magnesium stearat hingga 180 °C pada 20 K/menit; yang ditampilkan adalah kurva kehilangan massa (garis padat hijau) vs suhu; massa sampel: 6,3 mg, laju pemanasan: 20 K/menit, cawan lebur Al terbuka, atmosfer N2 yang dinamis

Kedua hasil tersebut sesuai dengan nilai 4,02% yang diberikan pada sertifikat analisis magnesium stearat komersial. Namun demikian, pengukuran itu sendiri dapat diselesaikan dengan sangat cepat. Faktornya kira-kira 6 dibandingkan dengan kehilangan konvensional pada percobaan pengeringan. Hal ini membuat analisis termogravimetri menjadi alat yang sangat berguna untuk mengkarakterisasi API (bahan farmasi aktif) dan eksipien.

Referensi:

[1] USP 40, bab <731>

[2] Teks monograf tentang Magnesium Stearat dalam USP, Harmonisasi Tahap 6, Resmi 1 Agustus 2016