Termoanalyyttiset menetelmät lääkeaineiden tutkimuksessa

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

On the Reaction Characteristics of Miniemulsion Polymerization with Aqueous Phase Initiation – Experiments and Modeling

Miniemulsions, consisting of submicron droplets of very hydrophobic lauryl methacrylate or 4-tert-butyl styrene, are successfully polymerized using water-soluble sodium persulfate. Monitoring the calorimetric profile as well as the droplet and particle size distribution with conversion manifests a process of monomer redistribution, droplet disappearance, and narrowing of the particle size distribution. The observed reaction characteristics could be modeled adequately, using thermodynamic principles. The results of the work presented do not only have predicting value, but also enfeeble the idea of a one-to-one translation of monomer droplets into polymer particles in miniemulsion polymerization