Onderzoekers van de School of Pharmacy van de Universiteit van Oost-Finland hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor de nauwkeurige bepaling van het watergehalte van in water oplosbare verbindingen. Dit speelt een belangrijke rol bij bijvoorbeeld de dosering van medicijnen. De methode maakt gebruik van kernspinresonantiespectroscopie in oplossingstoestand, dat wil zeggen NMR-spectroscopie. Het onderzoek is gepubliceerd in Analytical Chemistry .

Bij farmaceutisch onderzoek en ontwikkeling is het erg belangrijk om de exacte structuur en het watergehalte van de onderzochte verbinding te kennen, aangezien deze zowel de fysisch-chemische als de farmaceutische eigenschappen van de verbinding beïnvloeden. Bovendien beïnvloedt het watergehalte het totale molecuulgewicht van de verbinding dat nodig is voor de berekening van de juiste medicijndosering.

Er zijn verschillende methoden om het watergehalte van chemische verbindingen te bepalen, waarvan titratie en thermogravimetrie (TGA) de meest voorkomende zijn. De meeste methoden vereisen echter nauwkeurig wegen, vernietigen het monster, vereisen speciale expertise of zijn tijdrovend.

De in het onderzoek ontwikkelde NMR-methode is eenvoudig en nauwkeurig en werkt zeer goed voor het bepalen van het watergehalte van in water oplosbare verbindingen, omdat de NMR-resultaten vergelijkbaar waren met de watergehalten verkregen door TGA- en röntgenkristallografische bepalingen.

"Uit het onderzoek bleek ook dat het eerder bepaalde watergehalte tijdens opslag kan veranderen. Het commerciële natriumzout van citroenzuur was bijvoorbeeld veranderd van een vorm met 5,5 kristalwatermoleculen naar een vorm met 2 kristalwatermoleculen", zegt senior onderzoeker Tuulia Tykkynen en Senior onderzoeker Petri Turhanen van de Universiteit van Oost-Finland wijst erop.

De voordelen van de NMR-methode zijn de eenvoudige monsterhantering (geen nauwkeurige weging vereist), snelheid (het meten van één monster en de berekening van het resultaat duurt ongeveer 15-20 minuten) en de mogelijkheid om de onderzochte verbinding na de meting terug te winnen, aangezien de methode vernietigt het monster niet.

Bovendien is de werkwijze voldoende nauwkeurig en herhaalbaar. Een NMR-spectrometer is een zeer dure investering, maar gesteld kan worden dat de apparatuur in kwestie bijna altijd te vinden is in laboratoria waar nieuwe verbindingen en farmaceutische producten worden gesynthetiseerd, omdat het een essentieel hulpmiddel is voor structuurbepalingen.

Meer informatie: Tuulia Tynkkynen et al, Eenvoudige en gebruiksvriendelijke methodologie voor de bepaling van kristalwater door kwantitatieve proton-NMR-spectroscopie in deuteriumoxide, Analytische chemie (2023). DOI:10.1021/acs.analchem.3c03689

Journaalinformatie: Analytische chemie

Aangeboden door Universiteit van Oost-Finland