Brunauer, Emmett y Teller (BET) TeoríaBET teoría

El área superficial específica de un polvo se determina por adsorción física de un gas en la superficie del sólido y mediante el cálculo de la cantidad de gas adsorbato correspondiente a una capa monomolecular sobre la superficie. Resultados de la adsorción física de las fuerzas relativamente débiles (fuerzas de van der Waals) entre las moléculas del gas adsorbato y el área de superficie adsorbente del polvo de prueba. La determinación se lleva a cabo normalmente a la temperatura del nitrógeno líquido. La cantidad de gas adsorbido se puede medir mediante un procedimiento de flujo volumétrico o continua.

Brunauer, Emmett y Teller (BET) la teoría y la determinación específica de superficie

Mediciones multipunto:Los datos se trataron de acuerdo con la ecuación de Brunauer, Emmett y Teller isoterma (BET) de adsorción:

P = presión parcial de vapor de gas adsorbato en equilibrio con la superficie a 77,4 K (pb de nitrógeno líquido), en pascales,

P o = presión saturada de gas adsorbido, en pascales,

V un =volumen de gas adsorbido a temperatura y presión estándar (STP) [273,15 K y presión atmosférica (1.013 × 10 5 Pa)], en mililitros,

V m =volumen de gas adsorbido a STP para producir una aparente monocapa sobre la superficie de la muestra, expresado en mililitros,

C = constante adimensional que está relacionado con la entalpía de adsorción del gas adsorbato en la muestra de polvo.

Un valor de Va se mide en cada uno de no menos de 3 valores de P / Po. Entonces, el valor de la apuesta:

se representa frente P / P o según la ecuación (1). Esta parcela debe producir una línea recta por lo general en el intervalo de presión relativa aproximada ,05 a 0,3. Los datos se consideran aceptables si el coeficiente de correlación, r, de la regresión lineal no es menor que 0,9975; es decir, r 2 no es inferior a 0.995. A partir de la trama lineal resultante, la pendiente, que es igual a (C - 1) / V m C, y la ordenada al origen, que es igual a 1 / V m C, son evaluados por análisis de regresión lineal. A partir de estos valores, V m se calcula como 1 / (+ intercepción de la pendiente), mientras que C se calcula como (pendiente /intersección) + 1. A partir del valor de V m así determinado, el área superficial específica, S, en m 2 · g -1, se calcula por la ecuación:

N = Constante de Avogadro (6.022 × 10 23 mol -1),

la =área efectiva de la sección transversal de una molécula de adsorbato, en metros cuadrados (0.162 nm 2 para el nitrógeno y 0.195 nm 2 para el criptón),

m = masa de polvo de ensayo, en gramos,22400 = volumen ocupado por 1 mol del gas adsorbato en STP

permitiendo menores para salidas desde el ideal, en mililitros.Se requiere un mínimo de 3 puntos de datos. Mediciones adicionales pueden llevarse a cabo, especialmente cuando se obtiene la no linealidad en un valor P / Po cerca de 0,3.Debido a la no linealidad se obtiene a menudo en un valor / Po P por debajo de 0,05, no se recomiendan valores de esta región. La prueba para la linealidad, el tratamiento de los datos, y el cálculo de la superficie específica de la muestra se han descrito anteriormente.

La medición de un solo puntoNormalmente, se requieren al menos 3 mediciones de Va cada uno a diferentes valores de P / Po para la determinación del área superficial específica mediante la técnica de adsorción de gas de flujo dinámico

(Método I) o por adsorción de gas volumétrica (Método II). Sin embargo, bajo ciertas circunstancias descritas a continuación, puede ser aceptable para determinar el área de superficie específica de un polvo a partir de un único valor de Va medida a un único valor de P / Po tales como 0.300 (correspondiente a 0,300 mol de nitrógeno o 0,001038 fracción molar de criptón), utilizando la siguiente ecuación para calcular Vm:

El área superficial específica se calcula entonces a partir del valor de V m por la ecuación (2) dada anteriormente.El método de un solo punto se puede emplear directamente para una serie de muestras de polvo de un material dado para el que la constante de material de C es mucho mayor que la unidad. Estas circunstancias pueden ser verificados mediante la comparación de valores de área superficial específica determinada por el método de un solo punto con el determinado por el método de múltiples puntos para la serie de muestras de polvo. Cerrar similitud entre los valores de un solo punto y los valores de múltiples punto sugiere que 1 / C se aproxima a cero.El método de un solo punto se puede emplear indirectamente para una serie de muestras de polvo muy similares de un material dado para el que la constante de material de C no es infinita, pero puede suponerse que es invariante. Bajo estas circunstancias, el error asociado con el método de un solo punto puede ser reducido o eliminado mediante el método de múltiples puntos para evaluar C para una de las muestras de la serie desde la parcela BET, de las que C se calcula como (1 + pendiente / intersección). Entonces V m se calcula a partir del valor único de V una medida a un único valor de P / P o por la ecuación:

El área superficial específica se calcula a partir V m por la ecuación (2) dada anteriormente.

En la siguiente sección se describen los métodos que se utilizan para la preparación de la muestra, la técnica de dinámica de adsorción de gas de flujo (Método I) y la técnica de adsorción de gas volumétrico (Método II).Preparación de la muestra: La desgasificación: Antes de la superficie específica de la muestra puede ser determinado, es necesario para eliminar los gases y vapores que pueden haber vuelto adsorbido físicamente a la superficie después de la fabricación y durante el tratamiento, manipulación y almacenamiento. Si no se logra la desgasificación, la superficie específica puede ser reducido o puede ser variable debido a una zona intermedia de la superficie está cubierta con moléculas de la previamente adsorbido gases o vapores.Las condiciones de desgasificación son críticos para la obtención de la precisión requerida y la precisión de mediciones de área de superficie específica de los productos farmacéuticos debido a la sensibilidad de la superficie de los materiales.

Condiciones: Las condiciones de desgasificación deberán demostrarse a ceder parcelas BET reproducibles, un peso constante de polvo de prueba, y sin cambios físicos o químicos detectables en el polvo de la prueba. Las condiciones de desgasificación definidos por la temperatura, presión y tiempo deben elegirse de modo que la superficie original del sólido se reproduce tan estrechamente como sea posible. La desgasificación de muchas sustancias a menudo se logra mediante la aplicación de un vacío, purgando la muestra en una corriente fluyente de un gas no reactivo, seco, o mediante la aplicación de un método de ciclo de desorción-adsorción. En cualquier caso, las temperaturas elevadas a veces se aplican para aumentar la velocidad a la que los contaminantes salen de la superficie. Se debe tener precaución cuando desgasificación muestras de polvo utilizando temperaturas elevadas para evitar que afecte a la naturaleza de la superficie y la integridad de la muestra.

Si se emplea la calefacción, la temperatura y el tiempo de emisión de gases recomendadas son lo más bajo posible para lograr la medición reproducible de superficie específica en un tiempo aceptable. Para desgasificación muestras sensibles, otros métodos de desgasificación tales como el método de ciclo de desorción-adsorción se pueden emplear.

Drug substance (DS) Specific surface area (SSA), porosity and particle size distribution (PSD) are important physical characteristics for pharmaceutical applications. For instance the DS surface area can greatly influence the dissolution rate which, in turn, might affect bioavailability. Several analytical methods can be used to characterise the DS and determine the powder SSA: measurements by gas adsorption (BET Method) and gas permeametry (Blaine Fisher method) and calculaton from PSD obtained by laser light scattering or from Mercury intrusion porosimetry (MIP) curves.

Correlation between specific surface areas measured using a simple and robust thechnique such as gas permeametry and SSA determined by more sophisticated techniques such as PSD, MIP and BET have been carried out. A good agreement between Sbf (Surface measured by gas permeametry, Blaine fisher, Sbf) and measured Sbet was obtained. this is due to the fact that the DS studied does not exhibit intraparticular microporosity (both krypton and air can access all the surface developed by the powder). Sbf compared with estimated Shg and Spsd values are overestimate. This arises due to the simplifying approximations for particles shape included in the theoretical models for PSD and PIM.

Although BF provides a direct SSA measurement, the techniques of PSD, MIP, and gas adsorption provide complementary information on texture characteristics to better understand and interpret results from process and formulation development studies. However, in some cases, BF can be consdered as a complete and adequate quality control method which can easily be set to work

within the frame work of production control provided that the method has been validated and applies well to the powder studied

Sustancia de Fármaco (SF) Superficie Específica (SE), distribución del tamaño de partícula y la porosidad (P) son características físicas importantes para aplicaciones farmacéuticas. Por ejemplo, el área de superficie (AS) puede influir mucho en la velocidad de disolución que, a su vez, podría afectar a la biodisponibilidad. Varios métodos analíticos pueden utilizarse para caracterizar los DS y determinar la SE en polvo: mediciones por adsorción de gas (Método BET) y permeametría de gas (método de Blaine Fisher (BF)) y el cálculo de P obtenida por dispersión de luz láser o de porosimetría Mercury de intrusión (PMI) curvas .

Correlación entre superficies específicas medidos utilizando una técnica sencilla y robusta como permeametría gas y SE determina por técnicas más sofisticadas, como P, PMI y BET se han llevado a cabo. Se obtuvo una buena concordancia entre SBF (Superficie medida por permeametría gas, Blaine pescador, SBF) y medido SBET. esto es debido al hecho de que los AS estudiados no presenta microporosidad intra articular (tanto criptón y aire puede acceder a toda la superficie desarrollada por el polvo). SBF en comparación con los valores estimados de los grupos de autoayuda y SP son sobreestimación. Esto surge debido a las aproximaciones simplificadoras para partículas Shape incluidos en los modelos teóricos para P y PMI.

Aunque BF proporciona una medición directa de la AS, las técnicas de la P, PMI, y adsorción de gas proporcionan información complementaria sobre las características de textura para entender mejor e interpretar los resultados de los estudios de procesos y desarrollo de formulación. Sin embargo, en algunos casos, BF puede ser considerado como un método de control de calidad completo y adecuado que puede ser fácilmente configurado para trabajar dentro del marco de trabajo de control de la producción, siempre que el método ha sido validado y se aplica también al polvo estudiado