методом ДСК
Гарри Г. Бриттэн, к.н.
Центр фармацевтической физики, 10 Charles Road, Milford, NJ 08848
и
*Роджер Л. Блейн, к.н.
TA Instruments, 109 Lukens Drive, New Castle DE 19720
* автор, ведущий переписку
АННОТАЦИЯ
?-аномер лактозы – это гигроскопичное вещество с 5% моногидрата в равновесном влажном состоянии. ?-аномер является безводным. Дегидратация ?-лактозы происходит при температуре около 145°С с поглощением 150 Дж/г. Эта энергия дегидратации, измеряемая дифференциальной сканирующей калориметрией, используется для количественного определения ?-аномера в смеси в ?- и ?-лактозы.
Лактоза часто используется в качестве вспомогательного вещества в рецептурах лекарственных препаратов в виде капсул и таблетировании форме и как носитель в устройствах для ингаляции сухим порошком. Она также имеет множество применений в качестве ингредиента в молочных пищевых продуктах. ?-моногидрат, как правило, используется в рецептурах с влажным гранулированием, в то время как ?-безводная фаза используется в качестве ингредиента при прессовании.
Наиболее часто встречаемой формой лактозы является ?-аномер, который получают в виде моногидратной фазы (1). Безводная форма ?-аномера, как известно, является очень гигроскопичной и ее сложно получить, а также она сложна в обращении. ?-аномер лактозы получают в виде ангидридной фазы, которая, вероятно, имеет тенденцию образовывать любые гидратные фазы. Теоретическое содержание воды в ?-моногидратной фазе составляет 0,5% по массе. Термические свойства этих веществ обсуждаются Бритейном и соавторами (2).
Образцы моногидрата ?-лактозы (Foremost 310 grade) и безводной ?-лактозы (Quest DT grade) использовались в исходном состоянии. Термические профили этих вещества измерялись методом дифференциальной сканирующей калориметрией с использованием образца 2-4 мг в закрытых алюминиевых тиглях и со скоростью нагревания 10°С/мин.
Результирующая термическая кривая ДСК моногидрата ?-лактозы показана на рисунке 1. Термическая кривая характеризуется сильной эндотермическим эффектом дегидратации с начальной температурой 142,2°С, температурой максимума 144,5°С и энтальпией дегидратации, соответствующей 149,7 Дж/г. За этим следует эндотерма разложения лактозы около 220°С.
Рисунок 2 – Термическая кривая ?-лактозы
Профиль ДСК ?-лактозы показан на рисунке 2. Теоретически термальная кривая должна состоять только из эндотермы разложения около 236°С, но образец очевидно содержит небольшое количество фазы ?-моногидрата, поскольку имеется остаточный эндотермический пик около 128°С.
На основании измеренной энтальпии дегидратации 18,9 Дж/г можно сделать вывод, что ?-лактоза содержит некоторое количество фазы ?-моногидрата на уровне 12,6%.
Были приготовлены по пять образцов с концентрациями примерно 90 и 10% моногидрата ?-лактозы с использованием безводной ?-лактозы как разбавителя, для которых были получены термические кривые ДСК. Значение концентрации ?-лактозы в этих смесях был скорректирован с учетом содержания ?-аномера в ?-лактозе. «Обнаруженный» уровень определенной ?-лактозы моногидрата сравнили с уровнем в приготовленных смесях и показан графически на рисунке 3. Методом наименьших квадратов установлено, что корреляционный коэффициент прямой составляет 1,0052, со свободным коэффициентом –0,023 и значением r2 0,9999, что является превосходной линейной зависимостью, приемлемой для количественного анализа.
Рисунок 3 – Сравнительные результаты
ВЫВОД
Учитывая, что две формы лактозы не превращаются друг в друга во время получения термической кривой дифференциальной сканирующей калориметрии и определены значения переходных энтальпий для стандартных веществ, дифференциальная сканирующая калориметрия может использоваться для количественной оценки моногидрата ?-лактозы в смесях с безводной ?-лактозой.
1. T. A. Nickerson, “Lactose”, Chapter 6 in Fundamentals of Dairy Chemistry, 2nd Ed., B. H Webb, A.H. Johnson, and J. A. Alford, (Eds.), AVI Publishing Co., Westport, CT, 1974, pp. 273-324.
2. H. G. Brittain, S. J. Bogdanowich, D. E. Bugay, J. DeVincentis, G. Lewen, and A. W. Newman, Pharm. Res., 1991, 8, pp. 963-973.
разложение, дифференциальная сканирующая калориметрия, пища и пищевые продукты, лекарственные препараты