Quantification des ingrédients pharmaceutiques actifs (API)s) à la surface de produits pharmaceutiques par spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS)

NOTE D'APPLICATION

INTRODUCTION

Il est intéressant de contrôler et de comprendre la concentration de substances actives. ingrédients pharmaceutiques (API) et des excipients sur des surfaces de poudre pharmaceutique pour une foule de raisons. Une partie de cet intérêt est due à la réduction de la taille des particules pour les applications en aérosols ou en nanomédecine, où les atomes situés près de la surface constituent une fraction importante du nombre total d’atomes, à mesure que la taille diminue jusqu’à une valeur inférieure au micron. Outre les préoccupations liées uniquement à la taille, la surface extérieure des particules pharmaceutiques est souvent très différente sur le plan chimique de la masse. Le traitement peut entraîner la ségrégation ou le revêtement d'un composant par rapport à d'autres à la surface d'une particule. Cela, à son tour, affecte de nombreux paramètres de performance, notamment la solubilité, les vitesses de dissolution, la stabilité, la fluidité, l'agglomération et la cristallinité. Avec sa sensibilité de surface, sa quantification sans standard et sa capacité à déterminer les liaisons chimiques les plus proches, Spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) est particulièrement bien placé pour analyser la chimie de surface des produits pharmaceutiques.

DISCUSSION

Dans cet exemple, le XPS est utilisé pour quantifier la quantité d’un inhibiteur de la COX (indométhacine, C19H16ClNO4) séché par pulvérisation avec un copolymère tribloc de polyéthylène glycol - polypropylène glycol - polyéthylène glycol (Poloxamer 407) et de carboxyméthylcellulose de sodium (CMC).

Dans cet exemple, le XPS est utilisé pour quantifier la quantité d'inhibiteur de la COX (Indométhacine, C19H16ClNO4) séchée par pulvérisation avec un copolymère tribloc de polyéthylène glycol - polypropylène glycol - polyéthylène glycol (Poloxamer 407) et de carboxyméthyl cellulose (CMC).

Le spectre photoélectronique montre des pics distincts pour les éléments attendus dans l'échantillon (C, O, N, Cl et Na) ainsi qu'une quantité mineure de Si de source inconnue. L'encart montre le spectre du carbone à haute résolution énergétique. Quatre bandes différentes sont détectées dans le spectre du carbone. La bande d’énergie de liaison minimale (284.8 eV) est comprise entre –CH3 et du carbone dans la structure cyclique aromatique de l'indométhacine. Le pic important à 286.3 eV est dû aux liaisons CO, C-Cl et CN présentes dans l’API et / ou les excipients. Le faible pic à ~ 287.7 eV est dû à NC = O et l'autre autre faible à ~ 288.5 eV est dû à COOH.

Le spectre photoélectronique montre des pics distincts pour les éléments attendus dans l'échantillon (C, O, N, Cl et Na) ainsi qu'une quantité mineure de Si de source inconnue.

Le pourcentage d'indométacine est déterminé à partir de la quantité mesurée de N (ou Cl) provenant uniquement de ce matériau. Le sodium est utilisé pour quantifier la quantité de CMC. Le Poloxamer 407 est déterminé par différence. La fraction atomique de l'indométhacine à la surface de cet échantillon était de 45%. La charge (en vrac) cible de l'IPA dans la formulation était 25%, confirmant ainsi un degré élevé de couverture de la surface du médicament sur le polymère.

Il y avait également un intérêt à vérifier l'homogénéité du produit pharmaceutique. La figure ci-dessous montre une micrographie électronique induite par rayons X acquise dans le système XPS. L'image est formée un peu comme dans un Microscope électronique à balayage où un faisceau d'électrons focalisé est tramé sur une surface d'échantillon pendant que des électrons secondaires sont collectés. Dans ce cas, nous tramons un faisceau de rayons X 5µm sur la surface tout en collectant des électrons secondaires. Les résultats de cinq particules individuelles sont résumés dans le tableau ci-dessous. La concentration de médicament variait de plus de 3x parmi les particules analysées. Cependant, la concentration moyenne en indométacine détectée sur les cinq particules (44%) correspond bien à la quantité trouvée lors de l'analyse à grande surface de plusieurs dizaines de particules (45%).

Comprendre la concentration en surface de divers composants dans les poudres pharmaceutiques est essentiel pour contrôler les paramètres de performance tels que la solubilité, la dissolution, la stabilité, la fluidité, l’agglomération et la cristallinité.

Nous utilisons XPS pour quantifier la quantité d'un API (indométhacine) et de deux excipients (carboxyméthylcellulose sodique et Poloxamer 407) présents à la surface extérieure de particules individuelles. Les analyses ont été effectuées de manière globale, afin de fournir un instantané de la composition moyenne de la surface, ainsi que sur les particules individuelles, afin d'évaluer l'uniformité chimique de la surface. Comprendre la concentration en surface de divers composants dans les poudres pharmaceutiques est essentiel pour contrôler les paramètres de performance tels que la solubilité, la dissolution, la stabilité, la fluidité, l’agglomération et la cristallinité.

Nous utilisons XPS pour quantifier la quantité d'un API (indométhacine) et de deux excipients (carboxyméthylcellulose sodique et Poloxamer 407) présents à la surface extérieure de particules individuelles.

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