Resultados de perda rápida na secagem por meio de análise termogravimétrica

A perda por secagem é um método comum para determinar a quantidade de matéria volátil em uma substância química, por exemplo, um produto farmacêutico. Para o controle de qualidade, as condições recomendadas são especificadas nas monografias correspondentes das respectivas farmacopeias.

O método padrão descrito é bastante demorado e exige uma grande massa de amostra: 1 a 2 gramas do material de teste são colocados em um frasco e colocados em uma câmara de secagem na temperatura e pelo período de tempo indicados na monografia. A instrução "secar até peso constante" significa que a amostra deve ser seca até que duas operações de pesagem sucessivas (com uma hora de intervalo, pesando após o resfriamento da amostra de volta à temperatura ambiente) mostrem uma diferença de menos de 0,5 mg por grama de substância [1].

No entanto, o teste também pode ser muito mais rápido, se for aplicada a análise termogravimétrica.

No texto não harmonizado da Farmacopeia Japonesa (JP), afirma-se que a termogravimetria é um método alternativo para experimentos de perda por secagem. Além disso, até mesmo a USP <731> (Testes físicos/perda na secagem) aponta que, em algumas monografias individuais, a TGA é necessária para essa finalidade.

Estearato de magnésio como exemplo

Para o estearato de magnésio, um dos excipientes mais usados em formas de dosagem sólida, a secagem a 105°C até um peso constante é obrigatória [2].

As medições a seguir (exibidas nas Figuras 1 e 2) foram realizadas usando um tipo de estearato de magnésio comercial de grau farmacêutico como recebido. A Fig. 1 ilustra uma simulação da perda padrão no método de secagem, aquecendo a amostra a 105 °C a 20 K/min e, em seguida, mantendo essa temperatura constante por um determinado tempo. O rendimento completo da perda de massa é de 4,09%. Esse resultado pode ser obtido em apenas cerca de 10 minutos.

Análise da curva DSC mostrando as propriedades térmicas do HDPE, destacando o pico a 132,0°C e a área do pico complexo de 43,87 J/g. — Figura 1: Simulação de um teste de perda na secagem de estearato de magnésio; são exibidas a curva de perda de massa (linha sólida azul) e a curva de temperatura (linha pontilhada vermelha) em relação ao tempo; massa da amostra: 6,7 mg, taxa de aquecimento: 20 K/min, cadinhos de Al abertos, atmosfera dinâmica de N2

Como a Fig. 1 revela que a maior parte da perda de massa já está ocorrendo na seção de aquecimento, foi realizado um segundo experimento no qual uma quantidade comparável de material de amostra foi aquecida a 180 °C a 20 K/min em um segmento dinâmico (Fig. 2). Foi observado um resultado de 4,04% de perda de massa. Esse experimento foi concluído em aproximadamente 8 minutos apenas.

Curva de perda de massa do estearato de magnésio aquecido a 180 °C a 20 K/min, ilustrando uma redução de peso de 4,04%. — Figura 2: Aquecimento do estearato de magnésio a 180 °C a 20 K/min; é exibida a curva de perda de massa (linha sólida verde) vs. temperatura; massa da amostra: 6,3 mg, taxa de aquecimento: 20 K/min, cadinhos de Al abertos, atmosfera dinâmica de N2

Ambos os resultados se encaixam bem com o valor de 4,02% fornecido no certificado de análise do estearato de magnésio comercial. As medições em si, no entanto, podem ser concluídas muito rapidamente. O fator é de aproximadamente 6 em comparação com a perda convencional em experimentos de secagem. Isso torna a análise termogravimétrica uma ferramenta extremamente útil para caracterizar APIs (ingredientes farmacêuticos ativos) e excipientes.

Referência:

[1] USP 40, capítulo <731>

[2] Texto da monografia sobre estearato de magnésio na USP, Harmonização do Estágio 6, oficializada em 1º de agosto de 2016