Inledning
Lösningsmedelsinnehållet i läkemedel kontrolleras strikt, eftersom kvarvarande lösningsmedel kan påverka behandlingens effekt och till och med låta läkemedlet producera en viss grad av toxicitet. Tillverkningsprocessen för aktiva farmaceutiska ingredienser (API) kommer oundvikligen att använda vatten eller organiska lösningsmedel, såsom etylacetat, aceton och andra. Många av dessa organiska lösningsmedel är giftiga. Därför har mätning av kvarvarande lösningsmedel (kvalitativt och kvantitativt) blivit en viktig fråga.
Inom läkemedelsindustrin används vanligen gaskromatografimetoder (GC) för att mäta restsubstanser. GC-metoden har dock sina nackdelar: Mättemperaturen får inte vara för hög när en konventionell headspace-injektion används, och provet måste stabiliseras inom testets temperaturområde. Provet måste lösas upp före testning, vilket inte möjliggör fullständig "in-situ-testning" - och det är förutsägbart att provets upplösningstillstånd, val av lösningsmedel etc. är viktiga faktorer vid mätning av restlösningsmedel. Man kan förvänta sig att provberedning och val av lösningsmedel har en viss inverkan på testet.
Experimentell
Vid denna tidpunkt kopplades ett STA Jupiter® -system till en Aëolos® kvadrupolmasspektrometer för att få meningsfulla resultat om det återstående lösningsmedlets innehåll och identitet. Provet upphettades för att observera massförlustprocessen och samtidigt överfördes de frigjorda gaserna till masspektrometern (MS) för att analysera arten av den utvecklade gasen.
I det här fallet registrerade masspektrometern massnumren m/z 17, m/z 18, m/z 28 (CO, N2), m/z 40 (Ar), m/z 43, m/z 44 (CO2), m/z 45, m/z 61, m/z 70 och m/z 88, som detekterade permanenta gaser och frisättning av typiska lösningsmedel som vatten (m/z 17, 18), aceton (m/z 43) och etylacetat (m/z 43, 45, 61, 70, 88).
Mätning Parameter
| Mätningsläge: | TGA-QMS |
| Uppvärmningshastighet: | 10 K/min |
| Provets massa: | 9.67 mg |
| Temperaturområde: | 35°C till 220°C/250°C |
| Gasatmosfär: | Argon |
Resultat och diskussion
Resultaten visas nedan; det termogravimetriska diagrammet (grön kurva) visar att provet förlorar massa i två steg om 2,3% och 1,98% i intervallet RT-200°C, och den totala viktförlusten uppgår till 4,28%*9,67 mg=0,4138 mg. Analys av de erhållna MS-data avslöjade en ökning av m/z 18, vilket korrelerar väl med massförluststegen. Detta massantal bevisar att vatten har frigjorts, se blå kurva. Dessutom hittades en mycket small topp vid m/z 43, vilket indikerar att small mängder av andra lösningsmedel var närvarande.
Mängden vatten som frigörs kunde kvantifieras med hjälp av det kända standardmaterialet, kalciumoxalatmonohydrat, som frigör 12,3% vatten i intervallet mellan rumstemperatur och 250°C; se figur 2.
En kalibreringskurva genererades med hjälp av flera olika provmassor av kalciumoxalatmonohydrat, varvid mängden vatten som frigjordes relaterades till ytorna under kurvan för m/z 18; se figur 3. Med hjälp av denna korrelation kvantifierades den mängd vatten som frigjordes från läkemedelsprovet till 0,387 mg (orange datapunkt). Det kan således tolkas som att mängden ytterligare lösningsmedel, t.ex. aceton eller etylacetat, var ca 0,027 mg.
Ett andra prov av samma material upphettades till 250°C. Ett annat massförluststeg uppträdde i den termogravimetriska kurvan med en massförlust på 2,7% över 220°C. Här visar jonströmssignalen en samtidig ökning av flera massnummer som m/z 18, m/z 28, m/z 43, m/z 44 och m/z 45 som inte kan relateras till ett enda lösningsmedel; se figur 4. Detta tyder på att det tredje viktminskningssteget inte bara är FörångningFörångning av ett grundämne eller en förening är en fasövergång från vätskefas till ånga. Det finns två typer av förångning: avdunstning och kokning.förångning av lösningsmedel, utan nedbrytning av provet.
Slutsats
Dessa mätningar visar att TGA-MS-kopplingen kan användas för att detektera och analysera spårmängder av utvecklade gaser. I synnerhet är detektionskänsligheten för giftiga lösningsmedel i läkemedel tillräckligt hög för att delvis ersätta den ganska komplexa GC-MS headspace-metoden som vanligtvis används inom läkemedelsområdet. En kalibreringskurva kan användas för att bestämma mängden av en viss molekyl, t.ex. vatten. Fördelen med denna kopplingsteknik är att spår av dessa kritiska gaser kan detekteras och kvantifieras utan någon förbehandling av läkemedelsprovet. Dessutom kan avdunstningen av resterande lösningsmedel tydligt separeras från provets nedbrytning.