Termoanalyyttiset menetelmät lääkeaineiden tutkimuksessa
Hakoila, Anna-Leena (2018-04-25)
Termoanalyyttiset menetelmät lääkeaineiden tutkimuksessa
Hakoila, Anna-Leena
(25.04.2018)
Tätä artikkelia/julkaisua ei ole tallennettu UTUPubiin. Julkaisun tiedoissa voi kuitenkin olla linkki toisaalle tallennettuun artikkeliin / julkaisuun.
Turun yliopisto
Tiivistelmä
Termoanalyyttiset menetelmät käsittävät erilaisia analyysimenetelmiä, joissa tutkittavan aineen ominaisuuksia tarkkaillaan lämpötilan tai ajan muuttuessa tietyissä, ohjelmoiduissa olosuhteissa. Tässä työssä menetelmistä esitellään tarkemmin termogravimetria (TG) ja differentiaalinen pyyhkäisykalorimetria (DSC). Termogravimetriassa näytteen massan muutosta seurataan lämpötilan tai ajan funktiona. Näytteen massa muuttuu, jos näytteen sisällä tapahtuu lämmityksen seurauksena reaktioita tai näyte reagoi ympäröivän kaasun kanssa. TG tarjoaa vain kvantitatiivista informaatiota näytteestä, mutta yhdistämällä se spektroskopiaan (esimerkiksi massa- tai infrapunaspektrometri) saadaan myös kvalitatiivista informaatiota.
Differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrialla mitataan näytteen ja referenssin lämpötilan kasvattamiseksi vaadittavan lämpömäärän muutosta lämpötilan funktiona. Lämpömäärän muutokset johtuvat aineessa tapahtuvista fysikaalista tai kemiallista reaktioista. Tällaisia reaktioita ovat mm. sulaminen, lasitransitio ja kiteytyminen.
Termoanalyyttisiä menetelmiä käytetään varsin laajasti muun muassa lääkeaineiden aktiivisuuden, kemiallisen ja fysikaalisen koostumuksen sekä stabiilisuuden määrittämiseen niin lääkkeen kehitys- kuin ylläpitovaiheessa. Yleisimmin lääkeaineelle tehtävä analyysi on sulamispisteen määrittäminen. Sulamispisteen avulla voidaan määrittää aineen fysikaalinen muoto (polymorfia), ja lisäksi tunnistaa yhdisteestä eri isomeerejä ja suoloja. Termoanalyyttisistä menetelmistä ehdottomasti käytetyin menetelmä polymorfian tutkimiseen on tällä hetkellä, ja todennäköisesti myös tulevaisuudessa, differentiaalinen pyyhkäisykalorimetria, DSC.
Myös aineen amorfiaa voidaan tutkia DSC:llä. Amorfinen aine tarkoittaa kiinteää ainetta, jonka atomijärjestys ei ole jaksollinen. Amorfiset aineet yleensä liukenevat paremmin, niillä on korkeampi dissoluution aste ja niitä on helpompi puristaa. Näiden ominaisuuksien vuoksi ne ovat lääkeaineista usein halutumpia muotoja.
Termoanalyyttisillä menetelmillä voidaan myös tutkia lääkeaineiden pseudopolymorfiaa (molekyyli kiteytyessään muodostaa solvaatin käytetyn liuoksen kanssa). Mikäli liuottimena on vesi, muodostunutta solvaattia kutsutaan hydraatiksi. Yleisin menetelmä hydraattien tutkimiseen on TG.
Differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrialla mitataan näytteen ja referenssin lämpötilan kasvattamiseksi vaadittavan lämpömäärän muutosta lämpötilan funktiona. Lämpömäärän muutokset johtuvat aineessa tapahtuvista fysikaalista tai kemiallista reaktioista. Tällaisia reaktioita ovat mm. sulaminen, lasitransitio ja kiteytyminen.
Termoanalyyttisiä menetelmiä käytetään varsin laajasti muun muassa lääkeaineiden aktiivisuuden, kemiallisen ja fysikaalisen koostumuksen sekä stabiilisuuden määrittämiseen niin lääkkeen kehitys- kuin ylläpitovaiheessa. Yleisimmin lääkeaineelle tehtävä analyysi on sulamispisteen määrittäminen. Sulamispisteen avulla voidaan määrittää aineen fysikaalinen muoto (polymorfia), ja lisäksi tunnistaa yhdisteestä eri isomeerejä ja suoloja. Termoanalyyttisistä menetelmistä ehdottomasti käytetyin menetelmä polymorfian tutkimiseen on tällä hetkellä, ja todennäköisesti myös tulevaisuudessa, differentiaalinen pyyhkäisykalorimetria, DSC.
Myös aineen amorfiaa voidaan tutkia DSC:llä. Amorfinen aine tarkoittaa kiinteää ainetta, jonka atomijärjestys ei ole jaksollinen. Amorfiset aineet yleensä liukenevat paremmin, niillä on korkeampi dissoluution aste ja niitä on helpompi puristaa. Näiden ominaisuuksien vuoksi ne ovat lääkeaineista usein halutumpia muotoja.
Termoanalyyttisillä menetelmillä voidaan myös tutkia lääkeaineiden pseudopolymorfiaa (molekyyli kiteytyessään muodostaa solvaatin käytetyn liuoksen kanssa). Mikäli liuottimena on vesi, muodostunutta solvaattia kutsutaan hydraatiksi. Yleisin menetelmä hydraattien tutkimiseen on TG.