Termogravimetrik Analiz ile Kurutma Sonuçlarında Hızlı Kayıp

Kurutma kaybı, örneğin bir farmasötik gibi kimyasal bir maddenin içindeki uçucu madde miktarını belirlemek için kullanılan yaygın bir yöntemdir. Kalite kontrol için önerilen koşullar, ilgili farmakopelerin ilgili monograflarında belirtilmiştir.

Tanımlanan standart yöntem oldukça zaman alıcıdır ve yüksek bir numune kütlesi gerektirir: 1 ila 2 gram test malzemesi bir şişenin içine konur ve monografta verilen sıcaklıkta ve süre boyunca bir kurutma odasına yerleştirilir. "Sabit ağırlığa kadar kurutun" talimatı, numunenin iki ardışık tartım işlemi (bir saat arayla, numune oda sıcaklığına geri soğutulduktan sonra tartılır) gram madde başına 0,5 mg'dan daha az bir fark gösterene kadar kurutulması gerektiği anlamına gelir [1].

Bununla birlikte, termogravimetrik analiz uygulanırsa test çok daha hızlı da olabilir.

Japon Farmakopesi'nin (JP) harmonize edilmemiş metninde, termogravimetrinin kurutma deneylerinde kayıp için alternatif bir yöntem olduğu belirtilmektedir. Dahası, USP <731> (Fiziksel Testler/Kurutma Kaybı) bile bazı bireysel monograflarda TGA'nın bu amaç için gerekli olduğuna işaret etmektedir.

Örnek Olarak Magnezyum Stearat

Katı dozaj formları için en yaygın kullanılan yardımcı maddelerden biri olan magnezyum stearat için 105°C'de sabit bir ağırlığa kadar kurutma zorunludur [2].

Aşağıdaki ölçümler (Şekil 1 ve 2'de gösterilmiştir), alındığı şekliyle farmasötik sınıf ticari bir magnezyum stearat türü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Şekil 1, numunenin 20 K/dak hızla 105 °C'ye ısıtılması ve ardından bu sıcaklığın belirli bir süre sabit tutulmasıyla standart kurutma kaybı yönteminin bir simülasyonunu göstermektedir. Tam kütle kaybı verimi %4,09'dur. Bu sonuç sadece yaklaşık 10 dakika içinde elde edilebilmiştir.

Şekil 1: Magnezyum stearat üzerinde yapılan kurutma kaybı testinin simülasyonu; zamana karşı kütle kaybı eğrisi (mavi düz çizgi) ve sıcaklık eğrisi (kırmızı noktalı çizgi) gösterilmektedir; numune kütlesi: 6,7 mg, ısıtma hızı: 20 K/dak, açık Al krozeler, dinamik N2 atmosferi

Şekil 1 kütle kaybının çoğunun ısıtma bölümünde gerçekleştiğini gösterdiğinden, benzer miktarda örnek malzemenin dinamik bir bölümde 20 K/dak hızla 180°C'ye ısıtıldığı ikinci bir deney gerçekleştirilmiştir (Şekil 2). 4,04'lük bir kütle kaybı sonucu gözlemlenebilir. Bu deney sadece yaklaşık 8 dakika içinde tamamlanmıştır.

Şekil 2: Magnezyum stearatın 20 K/dak hızla 180 °C'ye ısıtılması; sıcaklığa karşı kütle kaybı eğrisi (yeşil düz çizgi) gösterilmektedir; numune kütlesi: 6,3 mg, ısıtma hızı: 20 K/dak, açık Al krozeler, dinamik N2 atmosferi

Her iki sonuç da ticari magnezyum stearatın analiz sertifikasında verilen %4,02 değeriyle uyumludur. Ancak ölçümler çok hızlı bir şekilde tamamlanabilmiştir. Kurutma deneylerindeki geleneksel kayba kıyasla faktör yaklaşık 6'dır. Bu, termogravimetrik analizi API'lerin (aktif farmasötik bileşenler) ve eksipiyanların karakterize edilmesi için son derece kullanışlı bir araç haline getirmektedir.

Referans:

[1] USP 40, bölüm <731>

[2] USP'de Magnezyum Stearat hakkında monograf metni, Aşama 6 Uyumlaştırma, Resmi 1 Ağustos 2016