Pharmazeutische Anwendungen
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Thermogravimetrie in der Pharmazie: Ein Kompendium
Die Thermogravimetrie stellt einen Eckpfeiler der pharmazeutischen Analytik dar. Sie ermöglicht die genaue Untersuchung der Zusammensetzung und Stabilität pharmazeutischer Substanzen durch das Messen der Massenänderung unter kontrollierten Temperaturbedingungen. Dieses Kapitel fokussiert sich darauf, wie dieses Verfahren im pharmazeutischen Anwendungsbereich, insbesondere unter Beachtung von Vorgaben gemäß Arzneibuch, angewendet wird.
Die Basis: Wichtigkeit von Atmosphären
Die korrekte Wahl zwischen inerten und reaktiven Atmosphären ist grundlegend für aussagekräftige Ergebnisse in pharmazeutischen Prüfungen wie Identitätsprüfung und Bestimmung des Trocknungsverlustes.
Die Atmosphäre, in der eine Probe untersucht wird, hat einen direkten Einfluss darauf, wie sie sich unter Wärmeeinfluss verhält. In einer inerten Atmosphäre (z.B. Stickstoff) bleiben Oxidationsprozesse aus, die eventuell in Anwesenheit von Sauerstoff stattfinden würden. In einer reaktiven Atmosphäre, wie Luft, können hingegen Eigenschaften wie Oxidationsstabilität überprüft werden.
Identifizierung und Charakterisierung durch Massenänderung
Die Thermogravimetrie eröffnet die Möglichkeit, den Verlust von Kristallwasser (Hydratwasser) und flüchtigen Begleitstoffen wie Lösungsmitteln oder die Veränderungen durch Oxidationsprozesse zu erfassen. Ein klassisches Beispiel hierfür ist Kupfersulfatpentahydrat (\(\text{CuSO}_4·5\text{H}_2\text{O}\)), dessen Verhalten bei steigenden Temperaturen – insbesondere der Verlust von Hydratwasser und die damit einhergehende Änderung in der Kristallstruktur – zur Identifizierung und Charakterisierung genutzt wird.
Die Grenzen: Keine Massenänderung, keine Thermogravimetrie
Nicht jede physikalische oder chemische Veränderung einer Substanz geht mit einer Massenänderung einher. Prozesse wie das schadstofffreie Schmelzen eines Wirkstoffes oder die Umwandlung von polymorphen Modifikationen haben keinen Einfluss auf die Masse und sind demnach mittels Thermogravimetrie nicht erfassbar.
Thermowaage: Das analytische Herzstück
Die Thermowaage steht im Zentrum dieser Analysemethode. Mit ihr können spezifische Prozesse wie die Feuchtigkeitsbestimmung durch das Verdunsten von Wasser oder Lösungsmitteln sowie die Untersuchung von Oxidations- und Reduktionsprozessen durch den Verlust flüchtiger Komponenten genau untersucht werden.
E/Z-Isomerisierungen, Racemisierungen oder die Untersuchung der Kristallinität von Polymeren sind Beispiele von Prozessen ohne Massenänderung und daher nicht mit der Thermogravimetrie erfassbar.
Zusammenfassung
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