Le stéarate de magnésium est largement utilisé dans l'industrie pharmaceutique comme excipient dans les médicaments en comprimés. Les propriétés physiques du stéarate de magnésium influencent les caractéristiques de mise en comprimé de la formulation ainsi que la dégradation et la dissolution in vivo du médicament solide. La pharmacopée américaine, qui a déjà établi une norme pour la distribution de la taille des particules de stéarate de magnésium, pourrait adopter des normes de surface pour ce matériau dans un avenir proche. Pour contribuer à cet effort, Micromeritics a obtenu quatre échantillons de stéarate de magnésium disponible dans le commerce et a mesuré la surface BET à l'aide de l'analyseur de surface Gemini de Micromeritics.

Préparation de l'échantillon (Degas)

Avant d'analyser un échantillon, il est nécessaire d'éliminer de l'air ambiant les gaz et les vapeurs qui ont pu s'adsorber sur la surface. Si cela n'est pas fait, le résultat de la surface peut être faible et non reproductible puisqu'une partie indéterminée de la surface sera couverte par ces matériaux. Cette étape doit être effectuée avec précaution ; il faut s'efforcer de ne pas modifier la surface originale de l'échantillon. Ce préconditionnement de l'échantillon est généralement réalisé en appliquant un vide ou en purgeant l'échantillon à l'aide d'un gaz inerte.

Les deux méthodes utilisent généralement des températures élevées pour accélérer la vitesse à laquelle les contaminants quittent la surface. Il convient d'être prudent lors du chauffage du stéarate de magnésium, car la fusion, la déshydratation, le frittage et la décomposition sont des processus qui peuvent modifier radicalement les propriétés de surface de l'échantillon. Un protocole de test utilisé pour établir que des températures de préparation excessives n'ont pas été utilisées consiste à déterminer la surface de l'échantillon à des températures de préparation successivement plus élevées. La duplication des résultats à différentes températures indique que les conditions initiales de préparation étaient satisfaisantes, à moins que les deux analyses n'aient été effectuées sur un échantillon complètement dégradé.

Un exemple de ce protocole de préparation des échantillons est présenté à la page suivante. Un échantillon a été préparé ou dégazé pendant quatre heures aux températures indiquées dans le tableau 1. Les surfaces obtenues sont indiquées à droite des températures de dégazage. Ces données sont présentées sous forme de graphique sous le tableau.

Comme le montrent les données ci-dessus, le stéarate de magnésium ne doit pas être dégazé à des températures supérieures à 35 °C, car la fusion et le frittage, qui réduisent la surface mesurée, se produisent à des températures plus élevées.

Analyse des stéarates de magnésium commerciaux

Une fois le protocole de préparation des échantillons de stéarate de magnésium établi, la surface de quatre stéarates de magnésium disponibles dans le commerce a été déterminée. Ils ont été dégazés pendant quatre heures à 35 °C, puis analysés à l'aide de deux méthodes d'analyse à des fins de comparaison. Tout d'abord, l'analyse multipoint, plus rigoureuse, a été réalisée, puis, à des fins de comparaison, une analyse monopoint des mêmes échantillons, dans les mêmes conditions d'essai, a été effectuée. Ces résultats sont présentés dans le tableau 2. La colonne centrale intitulée BET C indique l'énergie de surface.

Les valeurs de surface multipoints ont été calculées à partir de données prises à six points de pression relative (_P/P0) égaux à 0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25 et 0,30. Les données monopoint ont été calculées à _P/P0 égal à 0,30. La valeur de régression pour les données BET multipoints a donné un coefficient de corrélation de 0,9998 ou plus pour tous les échantillons. En outre, toutes les analyses multipoints ont été réalisées en moins de 25 minutes.

La colonne Différence du tableau ci-dessus a été calculée en soustrayant la valeur du point unique de la valeur du point multiple et en déterminant son pourcentage par rapport à la valeur du point multiple. Elle illustre l'ampleur de l'erreur associée à l'estimation de la surface en utilisant la technique du point unique. Cette ampleur de l'erreur est attendue pour des valeurs BET C aussi faibles que celles déterminées ici. En général, les valeurs BET C se situent entre 5 et 20 pour les matériaux organiques. L'erreur dans l'analyse d'un seul point de ces matériaux est trop importante pour qu'une comparaison précise des données de surface puisse être effectuée entre les laboratoires ou les chercheurs.

L'une des formes de l'équation BET bien connue qui décrit l'adsorption d'un gaz sur une surface solide est la suivante :

Le modèle BET à point unique est dérivé en supposant que l'ordonnée à l'origine BET est égale à zéro. Cette approximation devient valable lorsque la constante BET C s'approche de l'infini. Lorsque C → ∞, l'équation de BET se réduit à :

et la surface totale mesurée par la méthode du point unique devient :

L'ampleur de l'erreur introduite par l'hypothèse du point unique peut être calculée par :

L'hypothèse d'un seul point ne produit que de petites erreurs pour les matériaux BET C élevés, mais provoque de grandes erreurs pour les matériaux BET C faibles tels que le stéarate de magnésium. Le léger gain de vitesse d'analyse n'est donc pas justifié, surtout si l'on tient compte de la vitesse et de la précision du système Gemini.