Wprowadzenie
Testosteron jest substancją czynną o charakterze steroidowym, której właściwości termiczne mają ogromne znaczenie dla procesów suszenia, przechowywania, przygotowywania preparatów oraz obróbki termicznej. Nawet small ilości wilgoci resztkowej lub pozostałości rozpuszczalnika mogą wpływać na krystaliczność, właściwości topnienia, właściwości proszku oraz stabilność termiczną. Dlatego też do kompleksowej charakterystyki szczególnie nadaje się połączony pomiar metodą TGA-DSC z równoczesną analizą spektrometryczną masową wydzielających się gazów. Podejście to pozwala na rozróżnienie między uwalnianiem się substancji lotnych, topnieniem i rozkładem chemicznym, dostarczając tym samym cennych informacji przydatnych do optymalizacji procesów i kontroli jakości.
Warunki pomiaru
Warunki pomiaru przedstawiono szczegółowo w tabeli 1.
Tabela 1: Warunki pomiarowe dla STA
| Przyrząd | STA Aёolos |
| Próbka | Testosteron |
| Masa próbki | 10 mg |
| Zakres temperatur | od 30°C do 500°C |
| Szybkość ogrzewania | 20 K/min |
| Atmosfera | Azot, 70 ml/min |
| Tygiel | Pt z perforowaną pokrywą |
Wyniki i dyskusja
Na rysunku 1 przedstawiono krzywe TGA, DTG i DSC testosteronu.
W niskotemperaturowym zakresie od temperatury pokojowej do około 130°C obserwuje się utratę masy typu „ small ” wynoszącą 2,3%, przy czym pik DTG występuje w temperaturze 127°C. Zjawisko to można przypisać uwalnianiu się resztkowej wilgoci oraz słabo związanych związków lotnych. Sygnał DSC wykazuje jednocześnie efekt EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny o temperaturze szczytowej wynoszącej 127°C. Zjawiska te wskazują na procesy związane z desorpcją lub dehydratacją poprzedzające główne przemiany fazowe. Informacje te są istotne, ponieważ nawet n small ne ilości wilgoci resztkowej mogą wpływać na stabilność przechowywania, sypkość proszku oraz powtarzalność dalszych etapów przetwarzania.
Wyraźny EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny pik DSC pojawia się przy ekstrapolowanej temperaturze początku wynoszącej 155°C, co dobrze odpowiada temperaturze topnienia podanej w literaturze. Entalpia topnienia wyniosła 58 J/g. Sygnał ten przypisuje się topnieniu testosteronu i reprezentuje on główne fizyczne przemiany fazowe tej substancji. Wyraźnie zarysowany kształt piku wskazuje na wyraźny proces topnienia. Znajomość temperatury topnienia jest niezbędna do zaprojektowania etapów obróbki termicznej. Degradacja termiczna rozpoczęła się powyżej 250 °C i zakończyła się w temperaturze około 450 °C. Pik DTG stwierdzono w temperaturze 392 °C.
Analiza gazów ulatniających się przedstawiona na rysunku 2 dostarcza ważnych dodatkowych informacji na temat charakteru zjawisk utraty masy. Ślad jonowy o masie m/z 18 wykazuje wyraźny sygnał z maksimum w temperaturze około 137°C, co przypisuje się uwalnianiu wody. Potwierdza to, że utrata masy w niskiej temperaturze obserwowana na krzywej TGA jest przynajmniej częściowo spowodowana wilgocią resztkową. Ponadto krzywe jonowe o masach m/z 43 i m/z 58 wykazują wyraźne maksimum w temperaturze około 171°C, co wskazuje na uwalnianie śladowych ilości acetonu zaraz po stopieniu próbki. Sugeruje to obecność resztkowego rozpuszczalnika, pochodzącego prawdopodobnie z syntezy, oczyszczania lub krystalizacji.
Spektrum MS zmierzone w temperaturze 374 °C przedstawiono na rysunku 3; wykazuje ono pewne podobieństwa do spektrum testosteronu z biblioteki. Wynik ten sugeruje częściowy Reakcja rozkładuReakcja rozkładu to wywołana termicznie reakcja związku chemicznego tworząca produkty stałe i/lub gazowe. rozkład i częściowe OdparowanieOdparowanie pierwiastka lub związku jest przejściem fazowym z fazy ciekłej do pary. Istnieją dwa rodzaje parowania: parowanie i wrzenie.odparowanie testosteronu podczas obróbki termicznej. Podczas pirolizy prawdopodobnie uwalnia się jednocześnie kilka różnych produktów rozkładu w postaci mieszaniny.
Wnioski
Pomiary wykazują, że połączone podejście oparte na metodach TGA i DSC, najlepiej uzupełnione analizą gazów ulatniających, ma zasadnicze znaczenie dla wiarygodnej oceny właściwości termicznych materiału. Tylko takie połączenie pozwala na wyraźne rozróżnienie między przemianami fizycznymi, takimi jak suszenie i Temperatury i entalpie topnieniaEntalpia syntezy substancji, znana również jako ciepło utajone, jest miarą nakładu energii, zazwyczaj ciepła, która jest niezbędna do przekształcenia substancji ze stanu stałego w ciekły. Temperatura topnienia substancji to temperatura, w której zmienia ona stan ze stałego (krystalicznego) na ciekły (stopiony izotropowo). topnienie, a procesami degradacji chemicznej. Bez sprzężenia z spektrometrem masowym (MS) te zjawiska związane z niewielką utratą masy mogłyby zostać wykryte za pomocą TGA, ale ich chemicznego pochodzenia nie dałoby się zidentyfikować z taką samą pewnością. Wyniki te stanowią ważną podstawę do optymalizacji warunków suszenia, przechowywania i obróbki termicznej testosteronu.
Ta charakterystyka termiczna zachowania testosteronu podczas topnienia dostarcza cennych informacji do oceny jego stabilności fizycznej w postaciach dawkowania przezskórnego. Uzyskane dane wspierają opracowywanie stabilnych preparatów i umożliwiają ocenę potencjalnych procesów rekrystalizacji, które mogą zakłócać uwalnianie leku, a w konsekwencji – skuteczność produktu. Zapobieganie krystalizacji ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia zarówno biodostępności aktywnego składnika farmaceutycznego, jak i długotrwałej przyczepności plastrów transdermalnych podczas przechowywania i stosowania.