Revista Farmabiotec - Número 15

#15 farmaBIOTEC 55 Se pueden identificar claramente dos conjuntos de isoter - mas. Un conjunto, que consta de los tipos II y IV, muestra una absorción significativa a bajas presiones parciales seguida de una pequeña adsorción a una concentración de vapor inter - media y nuevamente una absorción alta a presiones parciales elevadas. El otro conjunto comprende las isotermas de tipo III y V con una absorción baja característica a baja concentra- ción y un fuerte aumento de la adsorción a una concentración de vapor más alta. Estas diferencias en el comportamiento de adsorción y desorción se deben a diferencias en la entalpía de sorción de los solventes 3] . Esto se ilustra en la Figura 2. Si la molécula de vapor tiene una fuerte interacción con la superficie sólida (equivalente a un alto calor de sorción) en relación con la interacción entre dosmoléculas de vapor (equi - valente a un alto calor de condensación), el vapor se adsorbe en la superficie como una monocapa en el caso ideal de una superficie perfectamente homogénea. Una vez completada la monocapa, se produce la formación de múltiples capas que se pueden describir como una condensación de moléculas de vapor en la monocapa inicial. Este es un comportamiento típico de las moléculas con baja polaridad, como los alcanos o el nitrógeno. Es por esta razón que esas moléculas se pue - den utilizar para la determinación del área superficial especí - fica de acuerdo con la teoría BET. El caso opuesto es cuando el vapor tiene una interacción con la superficie que es energéticamente similar o apenas superior a la interacción con otra molécula de vapor (lo que significa que el calor de sorción es similar al calor de conden - sación). Esto hace que sólo unas pocas moléculas se adsor - ban a baja concentración (prefieren interactuar libremente en la fase de vapor), seguida de una condensación a presio- nes parciales más altas en las pocas moléculas adsorbidas inicialmente. En realidad, estos dos mecanismos y las formas de iso- terma correspondientes son extremos y suelen darse en combinación debido a la naturaleza heterogénea de las superficies reales. Sin embargo, es extremadamente útil comprender los mecanismos fundamentales que impulsan la adsorción en superficies sólidas. Método Todos los experimentos se realizaron en un analizador de sorción de vapor gravimétrico automatizado DVS. El DVS mide la absorción y la pérdida de vapor gravimétricamente utilizando una ultrabalanza con una resolución de masa de ±0,1 μg. La concentración relativa alrededor de la muestra se controló mezclando corrientes de gas portador saturado y seco utilizando controladores de flujo másico. La tempera - tura de medición se mantuvo constante a 25,0° C (±0,1° C), encerrando todo el sistema en una incubadora con tempera- tura controlada. Se cargó una masa de 20 mg para los experimentos con agua (y alrededor de 100 mg para las mediciones de alcohol) en un recipiente de muestra y se colocó en el sistema. Antes de exponerlas a cualquier vapor, las muestras se equilibraron durante un breve período a 0 % p/po para eliminar cualquier agua superficial presente y establecer unamasa de referencia seca. A continuación, las muestras se expusieron al siguiente perfil de concentración: 0 a 10% en pasos de 1%, 20% a 90% en pasos de 10%, 95% y lo mismo para la desorción. En cada etapa, se dejó que la masa de la muestra alcanzara el equili - brio antes de aumentar o disminuir la presión parcial. A partir del perfil completo de sorción y desorción, se calculó una iso - terma utilizando DVS Advanced Analysis Suite v3.6. La muestra de α-lactosa monohidrato se obtuvo de Acros y se recristalizó exponiéndola a una atmósfera de alta hume- dad. Este procedimiento se aplicó para garantizar que se eliminara cualquier contribución de la fase amorfa. Los alco - holes utilizados en este estudio fueron metanol, etanol, 1-pro- panol y 1-butanol, todos suministrados por Aldrich. El agua desionizada fue suministrada por Fisher. Resultados La Figura 3muestra las isotermas de adsorción y desorción para dos ciclos de agua a 25 °C. Existe una buena concordan- cia entre la rama de adsorción y la desorción, lo que sugiere que no hay histéresis significativa. El segundo ciclo es casi idéntico al primero, lo que confirma que no hay efectos irre - versibles involucrados. La Figura 4 muestra una comparación de las isotermas del alcohol. Solo se muestran las isotermas de adsorción del pri- mer ciclo, ya que no hubo histéresis ni diferencias significati - vas entre el primer y el segundo ciclo. También se incluyó la isoterma de adsorción de agua del primer ciclo para la com- paración con los mismos niveles de absorción. Mientras que las isotermas de sorción de agua en la Figura 3 sugieren claramente un mecanismo de adsorción domi- nado por el comportamiento de tipo III, la Figura 4 indica que Figura 2. Mecanismos de sorción de disolventes en superficies sólidas. Drug development