Phân tích Dược phẩm bằng D8 ADVANCE

D8 ADVANCE thực hiện phép đo XRPD phi môi trường giúp đặc trưng hóa các chuyển pha đa hình.hoặc nghiên cứu độ ổn định của dược phẩm. Với cấu hình TWIN/TWIN có đầu dò LYNXEYE XE 1D, bệ nhiệt độ cùng phần mềm điều khiển sau là lý tưởng cho ứng dụng này.

• DIFFRAC.POLYSNAP phân tích cụm/đồng dạng khối dữ liệu để tự động xác định các chuyển pha và.chỉ ra được mẫu đại diện cho mỗi pha.
• DIFFRAC.EVA hỗ trợ xác định pha tinh thể bằng tìm kiếm, so sánh. Và hỗ trợ xác định nhiệt độ chuyển pha tới hạn, với các tùy chọn hiển thị.
• DIFFRAC.TOPAS cho phép phân tích định lượng Rietveld trên khối dữ liệu.các phép đo để.định lượng hàm lượng pha, mạng tinh thể và các thay đổi vi cấu trúc theo nhiệt độ.

D8 ADVANCE với thiết lập TWIN/TWIN

1. Giới thiệu 

Bài viết mô tả cách ghi nhận dữ liệu XRD.trên các mẫu dược phẩm ở các điều kiện đo lường khác nhau trong bệ nhiệt độ phi môi trường. Lactose hydrate là tá dược dược phẩm điển hình, thường được sử dụng trong thực phẩm từ sữa. Ưu điểm các phép hệ quy chiếu khác nhau và sự ảnh hưởng lên chất lượng dữ liệu,.cũng như khả năng và các tùy chọn hiển thị khác nhau của các gói phần mềm DIFFRAC.EVA và DIFFRAC.TOPAS đều sẽ được trình bày.

2. Thiết bị

2.1 Cấu hình D8 ADVANCE

2.2 Thực hiện phép đo

Với mẫu bột, có thể chuẩn bị mẫu có bề mặt phẳng,

• Hệ Bragg-Brentano có ưu điểm vì đầu dò LYNXEYE XE có thể ở chế độ 1D, nên thời gian đo nhanh hơn nhiều và thống kê đếm tốt hơn.
• Hệ chùm song song, sử dụng gương Goebel tùy chọn của TWIN đầu tiên kết hợp với khe Soller xích đạo của quang học TWIN thứ hai.giúp loại bỏ lỗi về chiều cao mẫu do giãn nở nhiệt, và ưu điểm cho các ứng dụng yêu cầu chính xác vị trí peak để xác định ô mạng chứa xác định của mẫu đơn pha.

Hình 1: So sánh các phép đo hệ Bragg-Brentano (đỏ) (0.1s/bước) và hệ chùm tia song song (đen) (1s/bước) của Lactose Hydrat.

Phép so sánh giữa quét Bragg-Brentano và chùm song song được biểu thị ở Hình 1. Hệ Bragg-Brentano với tùy chọn khe phân kỳ 0.3° và khe Soller 2.5° được sử dụng để thu nhiều nhiệt độ quét với số đếm tốt và độ phân giải peak tốt. Vùng chứa mẫu của bệ CHC được biểu thị ở Hình 2.

2.3 Giải pháp nâng cao hiệu quả phép đo của D8 ADVANCE

Hình 2: Vùng mẫu của bệ phi môi trường Anton Paar CHC

Lưỡi dao tích hợp của bệ mẫu phi môi trường được đặt cách mẫu khoảng 1 mm.để giảm sự tán xạ không khí quá mức ở góc thấp do sự gần kề của chùm tia X trực tiếp. Lý do tương tự, góc mở vị trí nhạy của đầu dò được giảm xuống 2° để ghi dữ liệu từ 3° 2theta và tránh quét phía góc thấp của đầu dò qua chùm tia trực tiếp. Ban đầu, chính xác chiều cao bệ mẫu cần được xác định bằng cách chạy mẫu chuẩn có peak đã biết theo hệ Bragg-Brentano, trong đó các đỉnh nhiễu xạ bị dịch chuyển trừ khi bệ mẫu ở độ cao thích hợp.bhjgj

Trong nghiên cứu về α-Lactose Monohydrate, các khe cố định được sử dụng để cố định thể tích nhiễu xạ, có lợi cho phân tích định lượng. Mẫu được nạp mà không cần chuẩn bị thêm và bề mặt mẫu được làm phẳng bằng lam kính. DIFFRAC.WIZARD được thiết lập để thu thập dữ liệu ở chế độ làm khô mà không có cảm biến độ ẩm, với bước tăng nhiệt độ 5°C giữa nhiệt độ phòng và 250°C. Dữ liệu được ghi nhận bằng phương pháp sử dụng bước 0,016° và thời gian 0.1 giây/bước, nên thời gian đo khoảng 4 phút cho phạm vi quét từ 3 đến 40° 2theta. Bệ mẫu được làm nóng với tốc độ 5°/phút và thêm độ trễ 60 giây cho mỗi bước nhiệt độ trước khi bắt đầu đo.

3. Kết quả

3.1 Xử lý kết quả bằng DIFFRAC.EVA

Xác định pha được thực hiện bằng DIFFRAC.EVA và sử dụng cơ sở dữ liệu ICDD. Hình 3 hiển thị lớp chồng giữ kết quả quét nhiệt độ phòng và quét ở 170°C, với các pha được xác định được hiển thị ở dạng vạch màu.

Hình 3: Quét nhiệt độ phòng của Lactose cho thấy Lactose hydrate tinh khiết. Dữ liệu ghi ở 170°C được hiểu chỉnh để rõ ràng hơn và bao gồm hỗn hợp dạng đơn nghiêng và tam nghiêng của Lactose.

*Phân tích sự hình thành Lactose Hydrate dạng đơn nghiêng và tam nghiêng

Hình phóng đại cho thấy rõ dạng Lactose Hydrate ở nhiệt độ phòng khan hoàn toàn ở 170°C và hai dạng Lactose, đơn nghiêng và tam nghiêng đã hình thành. Dữ liệu quét nhiệt độ có thể được dựng trong DIFFRAC.EVA bằng các tùy chọn hiển thị khác nhau như waterfall (Hình 4), trong đó các lần quét độc lập có thể được hiệu chỉnh với lượng bằng nhau theo trục y.

Hình 4: Đồ thị Waterfall các phép quét nhiệt độ Lactose hydrate.

Các biểu đồ hai chiều, trong đó nhiệt độ được hiển thị trên trục y và cường độ được hiển thị bằng màu có thể tùy chỉnh, phù hợp trực quan chuyển pha (Hình 5).

Hình 5: Biểu đồ 2D trong DIFFRAC.EVA của các quét nhiệt độ Lactose Hydrate.

Mỗi đường lưới xanh mỏng trong biểu đồ đại diện cho một nhiệt độ nơi dữ liệu được thu thập. Các peak bổ sung xuất hiện ở khoảng 120°C đại diện dạng Lactose đơn nghiêng hình thành khi Lactose Hydrate bắt đầu mất nước. Lactose Hydrate biến mất hoàn toàn từ 145°C đến 150°C và dạng Lactose tam nghiêng hình thành ở khoảng 170°C. Dạng Lactose tam nghiêng có kích thước ô mạng và các tham số a, b, c tương tự nhưng bị biến dạng nhẹ.

3.2 Xử lý kết quả bằng phần mềm DIFFRAC.POLYSNAP

Trong trường hợp kết quả pha không có trong dữ liệu tìm kiếm, DIFFRAC.POLYSNAP có khả năng cụm lượng lớn dữ liệu và nhóm theo sự tương đồng. Các tùy chọn hiển thị giúp xác định dễ dàng vùng nhiệt độ tới hạn –.nơi thường xảy ra hiện tượng thay đổi pha tinh thể. Hình 6 minh họa biểu đồ dendrogram xác định tự động các vùng pha.

Hình 6: DIFFRAC.POLYSNAP dùng cho phân tích cụm và tự động nhóm các quét theo độ tương đồng.

3.3 Xử lý kết quả bằng phần mềm DIFFRAC.TOPAS (D8 ADVANCE)

Cơ sở dữ liệu ICDD có sẵn các cấu trúc tinh thể của hỗn hợp pha nên các bản quét cũng có thể được sử dụng để phân tích định lượng Rietveld bằng DIFFRAC.TOPAS, trong đó các thông số mạng tinh thể được tinh chỉnh cho từng pha, kích thước tinh thể trung bình cũng nhưng phân tích định lượng hỗn hợp pha cho từng vùng nhiệt độ

Hình 7 minh họa quá trình quét tại 170 °C với 2 pha lactose được định lượng và.các đường biểu diễn pha được tính toán độc lập.

Hình 7: Phân tích định lượng Rietveld trong DIFFRAC.TOPAS sử dụng quét ghi nhận Lactose Hydrate ở 170°C. Đường cong xanh thể hiện dữ liệu đo, đường cong đỏ thể hiện mẫu tính toán. Các đường riêng lẻ của cả hai dạng Lactose cũng được hiển thị.

Quá trình quét được mở rộng theo căn bậc 2 (số đếm) để làm nổi bật một số peak nhỏ. Trong DIFFRAC.TOPAS, quét nhiệt độ đa vùng có thể khớp đồng thời. Người dùng cũng có thể chọn phương pháp khớp tuần tự cho dữ liệu. Kết quả định lượng thu được được vẽ theo hàm của nhiệt độ theo Hình 8.

Hình 8: Phần trăm khối lượng (%) của mỗi pha Lactose theo hàm của nhiệt độ.

———————————————————————————————————–

Quý khách hàng cần hỗ trợ tư vấn sản phẩm Bruker, liên hệ VIỆT NGUYỄN.