UV-Vis imaging for characterizing dissolution performance of ionizable drug substances and measuring microenvironmental pH
(2024) KLGM16 20241Food Technology and Nutrition (M.Sc.)
Biotechnology (MSc)
Biotechnology (M.Sc.Eng.)
- Abstract
- Studying dissolution of oral drug substances is crucial throughout the drug development process. Current methods are time consuming and require large quantities of both the drug and dissolution media. Thus, exploring new methods is highly desirable. UV imaging, an analytical technique based on real-time absorbance measurements, can be used in early drug discovery to study drug dissolution and has significant potential to overcome these obstacles. This work aimed to develop a UV imaging setup to study the dissolution of two drug compounds, salicylic acid and sodium salicylate, and to investigate the possibility of determining microenvironmental pH during dissolution. IDR (intrinsic dissolution rate) values were determined for both compounds... (More)
- Studying dissolution of oral drug substances is crucial throughout the drug development process. Current methods are time consuming and require large quantities of both the drug and dissolution media. Thus, exploring new methods is highly desirable. UV imaging, an analytical technique based on real-time absorbance measurements, can be used in early drug discovery to study drug dissolution and has significant potential to overcome these obstacles. This work aimed to develop a UV imaging setup to study the dissolution of two drug compounds, salicylic acid and sodium salicylate, and to investigate the possibility of determining microenvironmental pH during dissolution. IDR (intrinsic dissolution rate) values were determined for both compounds in different dissolution mediums and images from the experiments were analyzed. The results demonstrated that UV imaging could distinguish between the dissolution profiles of the two compounds and that dissolution was highly dependent on the pH of the dissolution medium. By preparing solutions of salicylic acid and sodium salicylate of different pH and measuring absorbance, it was concluded that these compounds could serve as their own pH probes. The two-wavelength spectrophotometric method to determine pH was investigated using both the UV imaging system SDi2 and a spectrophotometer. This method was subsequently applied to calculate microenvironmental pH during the dissolution of the drug compounds. This novel approach requires further studies but holds significant potential for future applications. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Att studera upplösning av orala läkemedel är avgörande för att förstå deras biotillgänglighet och terapeutiska effekt. Då dagens metoder för att studera upplösning är tidskrävande och kräver stora mängder av läkemedel och media så finns det ett stort behov av att fram nya metoder. En potentiell metod är UV-Vis imaging som kan användas för att studera upplösning av läkemedel i realtid. Detta projekt har utforskat denna teknik samt utvecklat en metod för att studera pH-förändringar i mikro-miljön under upplösning av utvalda läkemedel. Detta har genererat väldigt intressanta och unika resultat och metoden har stor potential inför framtiden
Upplösning av orala läkemedel påverkas av flera olika faktorer, men bestäms huvudsakligen av... (More) - Att studera upplösning av orala läkemedel är avgörande för att förstå deras biotillgänglighet och terapeutiska effekt. Då dagens metoder för att studera upplösning är tidskrävande och kräver stora mängder av läkemedel och media så finns det ett stort behov av att fram nya metoder. En potentiell metod är UV-Vis imaging som kan användas för att studera upplösning av läkemedel i realtid. Detta projekt har utforskat denna teknik samt utvecklat en metod för att studera pH-förändringar i mikro-miljön under upplösning av utvalda läkemedel. Detta har genererat väldigt intressanta och unika resultat och metoden har stor potential inför framtiden
Upplösning av orala läkemedel påverkas av flera olika faktorer, men bestäms huvudsakligen av affiniteten mellan läkemedlet och upplösningsmediet. Intrinsic dissolution rate, (IDR), är en form av upplösningshastighet som ofta används för att karakterisera läkemedel. IDR definieras som mängden läkemedel som löser sig per tidsenhet och area. Ett vanligt problem inom läkemedelformulering är svårlöslighet, och ett tillvägagångsätt för att förbättra detta hos joniserbara läkemedel är saltbildning. Lösligheten hos dessa läkemedel är ofta starkt beroende av pH i det omgivna mediet, vilket gör det intressant att studera pH förändringar vid upplösning av läkemedel och deras salter.
UV-Vis imaging är en analytisk metod för att studera upplösning av små mängder läkemedel i realtid. Genom att föra in sitt prov in en cell där upplösningsmedium flödar och mäta UV absorbansen genom cellen så kan information om händelser vid ytan av läkemedlet och koncentrationen av läkemedlet i upplösningsmediet erhållas. IDR kan beräknas och bilder från experiment kan studeras. I detta projekt har dessutom en spektrofotometrisk metod använts, där absorbansen mäts vid två olika våglängder för att beräkna pH vid upplösningsexperiment. Denna metod för att beräkna pH är helt ny och har tidigare endast använts för pH-bestämning av havsvatten. Ett tillgängligt UV-imaging-instrument, Sirius SDi2, har använts i detta projekt.
Resultaten visade att UV-imaging kunde skilja mellan de två föreningarnas upplösningsprofiler och att upplösningen var starkt beroende av upplösningsmediets pH. Natriumsalicylat hade en signifikant högre upplösningshastighet i jämförelse med salicylsyra vilket var väntat. Genom att förbereda lösningar av salicylsyra och natriumsalicylat med kända pH-värden och mäta absorbansen, drogs slutsatsen att dessa föreningar kunde fungera som sina egna pH-indikatorer. Den spektrofotometriska metoden för att bestämma pH undersöktes med både UV-Vis imaging instrumentet SDi2 och en spektrofotometer. Denna metod tillämpades sedan för att beräkna mikro-miljö pH under upplösning av salicylsyra at natriumsalicylat. Metoden fungerade bra för att bestämma intermediära pH-värden men stor osäkerhet observerades vid höga och låga pH-värden. Denna nya metod kräver ytterligare studier men har stor potential för framtida tillämpningar. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9161043
- author
- Åberg, Johanna LU
- supervisor
- organization
- course
- KLGM16 20241
- year
- 2024
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- UV-Vis imaging, dissolution, salicylic acid, pH, pharmaceutical formulation
- language
- English
- id
- 9161043
- date added to LUP
- 2024-06-11 11:23:31
- date last changed
- 2024-06-11 11:23:31
@misc{9161043,
abstract = {{Studying dissolution of oral drug substances is crucial throughout the drug development process. Current methods are time consuming and require large quantities of both the drug and dissolution media. Thus, exploring new methods is highly desirable. UV imaging, an analytical technique based on real-time absorbance measurements, can be used in early drug discovery to study drug dissolution and has significant potential to overcome these obstacles. This work aimed to develop a UV imaging setup to study the dissolution of two drug compounds, salicylic acid and sodium salicylate, and to investigate the possibility of determining microenvironmental pH during dissolution. IDR (intrinsic dissolution rate) values were determined for both compounds in different dissolution mediums and images from the experiments were analyzed. The results demonstrated that UV imaging could distinguish between the dissolution profiles of the two compounds and that dissolution was highly dependent on the pH of the dissolution medium. By preparing solutions of salicylic acid and sodium salicylate of different pH and measuring absorbance, it was concluded that these compounds could serve as their own pH probes. The two-wavelength spectrophotometric method to determine pH was investigated using both the UV imaging system SDi2 and a spectrophotometer. This method was subsequently applied to calculate microenvironmental pH during the dissolution of the drug compounds. This novel approach requires further studies but holds significant potential for future applications.}},
author = {{Åberg, Johanna}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{UV-Vis imaging for characterizing dissolution performance of ionizable drug substances and measuring microenvironmental pH}},
year = {{2024}},
}