Wprowadzenie
Kwas klawulanowy jest stosowany w połączeniu z antybiotykami z grupy penicylin, ponieważ przezwycięża oporność na antybiotyki u bakterii wydzielających ß-laktamazę, która w przeciwnym razie inaktywuje większość penicylin. Jest on powszechnie stosowany w postaci soli potasowej, klawulanianu potasu [1].
Wiedza na temat degradacji klawulanianu potasu ma kluczowe znaczenie dla poprawy jego stabilności, a tym samym okresu trwałości, który odnosi się do przedziału czasu, w którym produkt leczniczy może być przechowywany bez utraty przydatności do użycia, spożycia lub sprzedaży [3].
Poniżej opisano badanie zachowania termicznego klawulanianu potasu za pomocą DSC i TGA.
Warunki pomiaru
W przypadku pomiaru za pomocą NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® , próbkę (2,67 mg) ogrzewano w szczelnej aluminiowej szalce z przebitą pokrywą z szybkością ogrzewania 10 K/min w atmosferze azotu (40 ml/min) w zakresie temperatur od -80°C do 250°C. Pomiar TGA przeprowadzono w tych samych warunkach przy użyciu urządzenia NETZSCH TG 209 F1 Libra® w zakresie temperatur od pokojowej do 600°C. Masa próbki wyniosła 5,34 mg.
Wyniki testów
Rysunek 2 przedstawia pomiar DSC w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do 220°C. Pierwszy pik DSC w temperaturze 77°C jest związany z ubytkiem masy wynoszącym 1,8% zaobserwowanym w pomiarze TGA (rysunek 3). Kształt tego szerokiego efektu, jego zakres temperatur oraz fakt, że jest to reakcja endotermiczna, wskazują na uwalnianie wody powierzchniowej.
Początek degradacji klawulanianu potasu można wykryć za pomocą obu metod: Na krzywej DSC ostry efekt EgzotermicznyPrzejście próbki lub reakcja jest egzotermiczna, jeśli generowane jest ciepło.egzotermiczny rozpoczyna się w 187°C (temperatura początkowa); w tej temperaturze pomiar TGA rejestruje ubytek masy wynoszący 11%.
Degradacja jest kontynuowana z ubytkiem masy 42% między 200°C a 400°C (rysunek 3). Pomiędzy 400°C a 600°C następuje kolejny ubytek masy wynoszący 13% przy maksymalnej szybkości rozkładu w 420°C.
Wnioski
Ogrzewanie klawulanianu potasu do temperatury 600°C rozpoczyna się od odparowania zaadsorbowanej wody. Następnie substancja ulega degradacji w trzech etapach przy maksymalnych szybkościach rozkładu w 187°C, 313°C i 420°C. DSC i TGA są metodami komplementarnymi. Utrata masy na krzywej TGA powiązana z efektem endotermicznym na krzywej DSC wskazuje na uwalnianie substancji lotnych. Z drugiej strony, połączenie ubytku masy z ostrym, egzotermicznym pikiem na krzywej DSC jest raczej spowodowane degradacją. Informacje te można potwierdzić za pomocą pomiarów TGA sprzężonych z analizatorem gazów ulatniających się, takim jak system FT-IR (patrz analiza TGA-FT-IR dla klawulanianu potasu w NETZSCH Application Note 118).