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Jun 21, 2023

Estudios correlacionados de fotoluminiscencia, espectroscopia vibratoria y espectrometría de masas sobre la fotodegradación del pantoprazol sódico.

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 9515 (2022) Citar este artículo 977 Accesos Detalles métricos En este trabajo se presentan nuevas evidencias ópticas sobre los cambios inducidos por la luz UV en

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 9515 (2022) Citar este artículo

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En este trabajo, se reportan nuevas evidencias ópticas sobre los cambios inducidos por la luz UV sobre pantoprazol sódico (PS), en estado sólido y como solución acuosa, mediante espectroscopia UV-VIS, fotoluminiscencia (PL), dispersión Raman y espectroscopia FTIR. Los estudios correlacionados de termogravimetría y espectrometría de masas aportan nuevas evidencias sobre los productos de las vías de fotodegradación del PS. También se estudia la influencia de los excipientes y del medio alcalino en la fotodegradación del PS. Se muestran nuevos aspectos sobre el mecanismo químico de fotodegradación del PS en presencia de vapor de agua y oxígeno del aire y el medio alcalino. Nuestros resultados confirman que la fotodegradación del PS inducida por los vapores de agua y el oxígeno del aire conduce a la generación de 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica, 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol sódica, 2-tiol metil-3, 4-dimetoxipiridina y 2-hidroximetil-3,4-dimetoxipiridina, mientras que en medio alcalino se obtienen compuestos del tipo de las sales sódicas de 2-oximetil-3,4-dimetoxipiridina.

El pantoprazol sódico (PS), conocido con el nombre de protonix o sal sódica de 5-(difluorometoxi)-2-(3,4-dimetoxi-2-piridinil)metilsulfinil-1H-bencimidazol (1) se utiliza en el esquema terapéutico para el estómago. Úlceras y enfermedad por reflujo gastroesofágico1. Los efectos secundarios más conocidos de este fármaco son vómitos, diarrea, dolores de cabeza, dolores articulares y dolores abdominales. Todos estos inconvenientes fueron inducidos por los productos de degradación del PS. En este contexto, se ha centrado un esfuerzo sostenido en la determinación de las impurezas de los medicamentos que contienen pantoprazol, incluidos sus productos de degradación, siendo los métodos más adecuados utilizados para este fin la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)2 y la espectroscopia UV-VIS3. 4.

La inestabilidad del PS (1) fue estudiada desde 1999, cuando se demostró mediante HPLC que la degradación dependía de los protones y la concentración de sal5. Las primeras informaciones sobre los productos de degradación del PS se reportaron en 2013, cuando mediante estudios de HPLC y RMN 13C se demostró que corresponden a 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y 2-hidroximetil-3,4. -dimetoxipiridina (3)-6. Según los estudios espectroscópicos informados en 2009, se informó que tanto la espectroscopia UV-VIS como FTIR eran técnicas valiosas para resaltar los complejos de transferencia de carga7. Otros métodos de detección utilizados para resaltar los productos de la reacción de oxidación del pantoprazol fueron la resonancia paramagnética electrónica8 y la matriz de diodos HPLC9. Las estrategias de fotoestabilización informadas de pantoprazol han implicado el uso de micropartículas poliméricas10,11. En comparación con este progreso, este trabajo reportará nuevas evidencias sobre el proceso de fotodegradación de PS (1) mediante técnicas de espectroscopia óptica complementaria como la fotoluminiscencia (PL), la espectroscopia UV-VIS, la dispersión Raman y la espectroscopia FTIR. También se analizará el papel de los excipientes y del medio alcalino en el proceso de fotodegradación del PS. Los estudios correlacionados de termogravimetría y espectrometría de masas aportan nuevas evidencias sobre los productos de las vías de fotodegradación del PS.

Las Figuras 1a1, a2 y 1b muestran los espectros PL y PLE de PS (1) en estado de polvo, en condiciones de oscuridad y bajo luz ultravioleta. En el estado inicial, el polvo de PS (1) se caracteriza por: i) un espectro de PL con un máximo a 461 nm que tiene una intensidad igual a 1,89 × 106 cuentas/s (Fig. 1a1); y ii) un espectro PLE con el máximo a 374 nm (Fig. 1b). La exposición a la luz UV del PS (1) induce los siguientes cambios en: i) el espectro del PL, una disminución en la intensidad de la banda de emisión de 1,89 × 106 cuentas/seg a 3,98 × 105 cuentas/seg en la primera 28 min. (Fig. 1a1), la variación estuvo acompañada de un desplazamiento del máximo de esta banda de 461 a 487 nm; exposición adicional del polvo de PS (1) a la luz UV durante otros 272 min. induce un aumento en la intensidad de la banda PL de 3,98 × 105 cuentas/s a 3,25 × 106 cuentas/s, simultáneamente con el cambio de la banda PL de 487 a 496 nm (Fig. 1a2); y ii) el espectro PLE, un cambio de banda de 374 a 384 nm sin variación significativa en la intensidad (Fig. 1b). Estas variaciones indican que el proceso de fotodegradación del PS (1) involucra dos etapas, la primera se desarrolla en los primeros 28 min. y el segundo tuvo lugar sucesivamente en los siguientes 272 min.

Espectros PL (a1 y a2) y PLE (b) de PS (1) y su evolución cuando las muestras se exponen 300 min. a la luz ultravioleta. Los espectros de PL y PLE se registraron en longitudes de onda de emisión de excitación de 335 nm y 425 nm, respectivamente. Las curvas roja, verde y magenta en (a1) y (a2) corresponden a los espectros PL de la muestra PS (1) antes y después de 28 min y 300 min de exposición a la luz UV, respectivamente, mientras que las curvas negras muestran espectros PL registrados sucesivamente.

Espectros PL (a) y PLE (b) del fármaco Controloc (4) y su evolución durante 300 min. exposición a la luz ultravioleta. Los espectros de PL y PLE se registraron en longitudes de onda de excitación y emisión de 335 nm y 425 nm, respectivamente. En la Figura (a), las curvas roja y magenta corresponden a los espectros PL del fármaco Controloc (4) antes y después de 300 minutos de exposición a la luz UV, mientras que las curvas negras muestran espectros PL registrados sucesivamente.

Según las Figs. 2a,b, se observan cambios significativos en los espectros PL y PLE del PS en presencia de los excipientes utilizados para el fármaco comercializado con el nombre de Controloc (4). Así, el espectro PL de Controloc (4) se caracteriza por una banda de emisión con el máximo a 426 nm con una intensidad igual a 1,62 × 105 cuentas/seg (Fig. 2a), mientras que el espectro PLE muestra una banda con el máximo a 374 nm (Fig. 2b). La menor intensidad de la banda PL en el caso de Controloc (4) indica que los excipientes actúan como agentes extintores de PL de PS (1). A medida que aumenta el tiempo de exposición a la luz UV, hasta 300 min., se notan los siguientes cambios en: i) el espectro PL de Controloc (4), una disminución gradual en la intensidad de 1,62 × 105 cuentas/seg a 3,57 × 104 recuentos, simultáneos con el cambio de 426 a 454 nm (Fig. 2a); y ii) el espectro PLE de Controloc (4), una disminución significativa en la intensidad de 2,75 × 106 cuentas/s a 5 × 105 cuentas/s, cambio acompañado por el cambio de la banda PLE de 376 a 379 nm (Fig. .2b).

Para explicar cómo los excipientes afectan el espectro de PS PL, es importante tener en cuenta que los principales componentes de una tableta de Controloc son: PS, Na2CO3, manitol, crospovidona, povidona K 90, estearato de calcio, hipromelosa, povidona K 25, dióxido de titanio (E 171), óxido de hierro amarillo (E172), propilenglicol, copolímero de acrilato de etilo y ácido metacrílico (1:1), polisorbato 80, lauril sulfato de sodio, citrato de trietilo, goma laca, óxido de hierro (E172) y concentrado. amoníaco. La polivinilpirrolidona (PVP) es un compuesto químico comercializado con el nombre de crospovidona, povidona K 90 y povidona K 25. Los principales componentes que muestran propiedades fotoluminiscentes son PVP, TiO2, lauril sulfato de sodio (SLS), polisorbato 80 (P80) y manitol. Supl. La figura S1 muestra los espectros PL de PVP, TiO2, SLS, P80 y manitol y sus mezclas con PS. Según Supl. Fig. S1, las bandas PL de PVP, TiO2, SLS, P80 y manitol, antes de la exposición a la luz ultravioleta, alcanzan su máximo a 405, 562, 435, 446 y 399 nm. Los espectros PL de PS (20 mg) agregados mediante molienda a 50 mg de PVP, TiO2, SLS, P80 y manitol, respectivamente, resaltan bandas a 406, 485, 484, 461 y 483 nm. Sus resultados indican que la diferencia entre el máximo de la banda PL de PS (1) (Fig. 1a1) y Controloc (Fig. 2a), antes de la exposición a la luz UV, se origina en la presencia de PVP, comercializada bajo el nombre de crospovidona, povidona K 90 y povidona K 25, en la tableta de Controloc. La exposición a la luz ultravioleta del PS (20 mg) añadido a 50 mg de PVP, TiO2, SLS, P80 y manitol, etiquetados como PS-PVP, PS-TiO2, PS-SLS, PS-P80 y PS-manitol, induce una desplazamiento de las bandas de PL de 406 nm, 485 nm, 484 nm, 461 nm y 483 nm a 442 nm, 498 nm, 488 nm, 461 nm y 491 nm, respectivamente, que se acompaña de cambios en la intensidad de los espectros de PL en el caso: (a) PS-PVP de 3,06 × 106 cuentas/s a 1,17 × 106 cuentas/s, (b) PS-TiO2 de 1,41 × 105 cuentas/s a 9,57 × 105, (c) PS-SLS de 1,12 × 106 cuentas/s a 4,5 × 105 cuentas/s, (d) PS-P80 de 5,54 × 105 cuentas/s a 2,71 × 105 cuentas/s y (e) PS-manitol de 1,07 × 106 cuentas/s a 4,69 × 105 recuentos/seg (Suplemento Fig. S1). Los valores más bajos de intensidad del espectro PL de las muestras de PS-TiO2, PS-SLS, PS-P80 y PS-manitol en comparación con los informados en el caso de PS (Fig. 1a1) indican claramente que los siguientes compuestos TiO2, SLS, P80 y manitol tienen el papel de agentes extintores de PS PL. La adición de PS (20 mg) mediante molienda en una matriz que no muestra propiedades luminiscentes, como Na2CO3 (50 mg), indujo, bajo exposición a luz ultravioleta durante 300 minutos, una disminución en la intensidad de la banda PL de 1,2 × 106 cuentas/seg a 2,97 × 105 cuentas/seg, simultáneamente con su cambio de 462 a 487 nm. Este hecho ha demostrado que el Na2CO3 tiene el papel de agente extintor de PS PL.

El espectro PL de la solución acuosa de PS (1) (Fig. 3) muestra una banda de emisión con el máximo a 466 nm, mientras que el espectro PL de la solución acuosa de Controloc (4) muestra una banda de emisión con el máximo a 446 nm. Se informa un cambio en la posición de la banda de emisión máxima de la solución acuosa de PS (1) durante la exposición a la luz UV de 466 a 473 nm (Fig. 3a); Un comportamiento similar ocurre en el caso de la solución acuosa de Controloc (4), cuando se observa un desplazamiento de la banda de emisión de 446 a 461 nm (Fig. 3b), valor que no está lejos de la banda de emisión del fármaco en estado de polvo después de la exposición a la luz ultravioleta (Fig. 2a). Estos hechos nos permiten invocar que el proceso de fotodegradación del polvo de PS (1), resaltado en la Fig. 1, se origina en la reacción fotoquímica del PS (1) con los vapores de agua y el oxígeno del aire.

Espectros PL de la solución acuosa de PS (1, a) y el fármaco Controloc (4, b), cuando las dos muestras se exponen a la luz UV, durante 300 min. La concentración de PS en las dos soluciones acuosas fue de 2 mg/ml. Todos los espectros de PL se registraron a la longitud de onda de excitación de 335 nm. Las curvas roja y magenta corresponden a los espectros PL de PS y Controloc, antes y después de 300 minutos de exposición a la luz UV, mientras que las curvas negras muestran los espectros PL registrados sucesivamente para los dos compuestos.

Para comprender los cambios inducidos en PS (1), la Fig. 4 muestra los espectros Raman e IR de PS (1) en estado de polvo, antes y después de la exposición a la luz UV. El espectro Raman de PS (1, Fig. 4a1) muestra las líneas con picos en 243—555, 629, 688, 719, 798, 939, 982, 1090, 1211, 1234, 1271, 1308, 1364, 1445, 1570. 2943, 3000 y 3057 cm−1, cuya asignación se presenta en Suppl. Tabla S112,13. Según la Fig. 4b1, las principales bandas IR de PS se muestran en Suppl. Cuadro S212,13. Después de la exposición a la luz ultravioleta de PS en estado de polvo durante un tiempo de 300 min., las Fig. 4a2,b2 resaltan los siguientes cambios en: i) los espectros Raman, la relación entre las intensidades de la línea Raman alcanzó un máximo de 980 y 797 cm-1. (I980/I797) disminuye de 0,75 a 0,63 y se produce un desplazamiento de las líneas Raman de 629, 1234, 1271 cm-1 a 617, 1244 y 1283 cm-1, respectivamente; y ii) espectros IR, un cambio de las bandas IR de 984, 1040 y 1070 cm-1 a 989, 1030 y 1066 cm-1, respectivamente, simultáneamente con la disminución en la absorbancia de la banda IR que alcanzó su máximo en 1040-1030 cm-1. −1 tenga lugar. La variación de la relación I980/I797 y la disminución en la absorbancia de la banda IR alcanzó un máximo en 1040-1030 cm-1, atribuida al modo vibratorio de estiramiento OC + estiramiento SO + en plano de flexión OSC, indican que la fotodegradación del PS bajo La luz ultravioleta implica la ruptura del enlace CSCH y la transformación del enlace OSC en otros enlaces como los reportados en la Ref.6. Para comprender estos cambios, el Esquema 1 muestra las reacciones de fotodegradación del PS.

Espectros Raman (a) e IR (b) de PS (1) en estado de polvo antes (a1, b1) y después de 300 min. exposición a la luz ultravioleta (a2, b2).

Las reacciones de fotodegradación del PS (1) en presencia de vapores de H2O y O2 del aire.

Según el Esquema 1, (i) los productos de fotodegradación de la Etapa 1 son 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y 2-hidroximetil-3,4-dimetoxipiridina (3), 5-difluorometoxi-3H- bencimidazol sódico (5) y ácido 3,4-dimetoxi-2-piridilmetanosulfónico (6); y (ii) el producto de reacción de la Etapa 2 es 2-tiometil-3,4-dimetoxipiridina (7).

El espectro PL del polvo de PS es un complejo que se puede desconvolucionar en tres bandas de emisión con un máximo de 2,36 eV (~ 525 nm), 2,68 eV (~ 462 nm) y 3,05 eV (~ 406 nm) (Supl. Fig. S2). , que fueron asignados a los centros de luminiscencia de las transiciones n-π* y π–π* de las unidades de bencimidazol (C6H3N2(Na)C-)14,15 y la entidad metoxipiridina (C5NH2(OCH3)2CH2-)16, respectivamente. Las bandas PL de PS, antes de que la exposición a la luz UV alcanzara su punto máximo, a 2,36, 2,68 y 3,05 eV, tienen una intensidad igual a 7,8 × 105, 1,48 × 106 y 9,54 × 105 cuentas/seg (Supl. Fig. S2a). Después de 300 minutos de exposición a la luz ultravioleta, las intensidades de las tres bandas de PL a 2,36, 2,68 y 3,05 eV son iguales a 3,09 × 105, 2,65 × 105 y 7,22 × 104 cuentas/seg (Supp. Fig. S2b). Estos valores indican una disminución en la intensidad de las bandas de PL a 2.36, 2.68 y 3.05 eV de ~2.52, 5.58 y 13.21 veces. Estas variaciones se pueden explicar si tenemos en cuenta el Esquema 1S, cuando el PS se transforma en nuevos compuestos que contienen unidades de bencimidazol, como en el 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y el 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol sódico. (5), y entidad metoxipiridina como en 2-hidroximetil-3,4-dimetoxipiridina (3) y 2-tiometil-3,4-dimetoxipiridina (7). En esta etapa de nuestros estudios, estamos tentados de asignar el corrimiento al rojo a los nuevos grupos existentes en los productos de fotodegradación, es decir, OH en -hidroximetil-3, 4-dimetoxipiridina (3), CH en 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol sódico ( 5), SH en 2-tiometil-3,4-dimetoxipiridina (7) y C=S en 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2). Los grupos OH, SH y CH se conocen como grupos donadores de electrones, los cuales tienen como efecto aumentar la densidad electrónica en la molécula, mientras que el grupo C=S se conoce como grupo aceptor de electrones, se reporta que su efecto reduce la densidad electrónica en una molécula. molécula. Como se informó recientemente, la presencia de grupos aceptores y/o donantes de electrones en cromóforos conjugados induce emisiones desplazadas al rojo17.

Volviendo a la Fig. 3, al final de los 300 min de irradiación de las soluciones acuosas de PS y Controloc, las dos soluciones son de color marrón claro y también se produce la formación de un precipitado marrón. Entre los productos de fotodegradación mencionados anteriormente, los compuestos solubles en agua son el 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y el 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol sódico (5), mientras que los compuestos 2-hidroximetil-3,4- la dimetoxipiridina (3) y la 2-tiometil-3,4-dimetoxipiridina (7) son insolubles en agua. Supl. La figura S3 muestra los espectros IR de los compuestos insolubles y solubles en agua. Según Supl. Fig. S3a, el espectro IR de los compuestos solubles en agua muestra bandas con picos en 987, 1074, 1105, 1163 y 1589 cm-1, que están muy cerca de las bandas IR en 984, 1070, 1112, 1161 y 1587 cm-1. (Fig. 4b1), asignados a los modos vibratorios de estiramiento CH + torsión CSCN, estiramiento CF, OCFF fuera del plano, flexión en plano NCH + HCC y flexión en plano CCN, respectivamente12,13. Las bandas de IR en 1639 y 3437 cm-1 están asignadas a los modos vibratorios de flexión OH18 y estiramiento OH19. Según el Esquema 1, la presencia de estos modos de vibración solo existe en los compuestos 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol sódica (5). En el caso del espectro IR de los compuestos solubles en agua, se observa la banda con un máximo de 987, 1080, 1639 y 3458 cm-1 (Supl. Fig. S3b) asignada a los modos vibratorios de estiramiento CH + torsión CSCN, C– Modos vibratorios de estiramiento O en anillo de fenol19, flexión OH18 y estiramiento OH19. Estas bandas de IR indican que los compuestos insolubles en agua son 2-hidroximetil-3,4-dimetoxipiridina (3) y 2-tiometil-3,4-dimetoxipiridina (7). Para resaltar la contribución de los compuestos solubles e insolubles en agua al corrimiento al rojo de las bandas de emisión, los espectros PLE y PL de los productos de fotodegradación solubles e insolubles, respectivamente, en agua, se muestran en Suppl. Figura S4. Así, en Supl. En la Fig. S4 se observa que (i) la mezcla basada en 2-tiometil-3, 4-dimetoxipiridina (7) y 2-hidroximetil-3, 4-dimetoxipiridina (3) muestra en el espectro PLE una banda a 316 nm que está acompañada de un hombro a 370 nm y en el espectro PL una banda a 498 nm; y (ii) la mezcla que consiste en 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol sódica (5) muestra en el espectro PLE una banda a 369 nm y en el espectro PL una banda a 472 nm. Teniendo en cuenta el máximo de la banda PL de los compuestos solubles e insolubles en agua, se induce el corrimiento al rojo de la banda de emisión de los siguientes dos compuestos 2-tiometil-3,4-dimetoxipiridina (7) y 2-hidroximetil-3,4 -dimetoxipiridina (3).

Para resaltar el comportamiento del PS (1) expuesto a la luz UV en presencia de una disminución significativa de los vapores de agua y oxígeno del aire, la Fig. 5 muestra la dependencia de los espectros PL del PS (1) dependiendo de la presión de las condiciones ambientales (1,013 × 103 mbar a 2,5 × 10–5 mbar) y la evolución de los espectros PL de PS en condiciones de vacío, cuando la presión era igual a 2,5 × 10–5 mbar y la muestra se expuso a luz ultravioleta . La Figura 5a revela que, en condiciones de vacío, mediante el cambio de presión desde 1 atm (1,013 × 103 mbar) hasta 2,5 × 10–5 mbar, se induce una disminución significativa de la intensidad de los espectros PL de PS (1) de 1,89 × 106 cuentas/seg a 3,63 × 105 cuentas/seg. Un análisis cuidadoso de la Fig. 5b evidencia que a una presión de 2,5 × 10–5 mbar, la exposición a la luz ultravioleta de PS (1), tiempo de 28 min. induce una disminución en la intensidad de PL de 3,63 × 105 cuentas/seg a 2,84 × 105 cuentas/seg, es decir, de ~ 1,27 veces. Este valor es significativamente menor al reportado en la Fig. 1a, cuando se reportó una disminución de 4.74 veces en la intensidad de PL luego de la exposición de PS (1) a luz UV, tiempo de 28 min., en presencia de vapores de agua. y oxígeno del aire.

La dependencia de los espectros PL de PS (1) en función de la presión de las condiciones ambientales (a) y la evolución de los espectros PL de PS (1) en condiciones de vacío, cuando la presión era igual a 2,5 × 10–5 mbar y la muestra fue expuesta a luz UV, tiempo de 28 min. (b). En la Figura a, las curvas de negro, rojo, verde, azul, cian, magenta y oliva corresponden a los espectros PL de PS cuando la muestra está a una presión igual a 1,013 × 103 mbar, 10–1 mbar, 10–4 mbar. 4,5 × 10–5 mbar, 3,4 × 10–5 mbar, 3 × 10–5 mbar y 2,5 × 10–5 mbar, respectivamente. En la Figura b, las curvas de negro, rojo, verde, azul, cian, magenta, amarillo oscuro, azul marino, violeta y oliva corresponden a los tiempos de exposición del PS a la luz UV iguales a 164 s, 328 s., 492 s, 656 s. , 820 s, 984 s, 1148 s, 1312 s, 1476 s y 1680 s.

Para resaltar el efecto de los vapores de agua y el oxígeno, respectivamente, en el proceso de fotodegradación, los espectros PL del polvo de PS en aire sintético (máx. 20% O2 y mín. 80% N2) o en Ar que contiene ≤ 0,5 ppm O2 y ≤ 0,5 ppm H2O se muestran en Suppl. Figura S5. Independientemente de que el polvo de PS se almacene en aire sintético o Ar, en Suppl. En la figura S5 se observa:

(i) antes de la exposición a la luz ultravioleta, los espectros PL de PS en Suppl. Las figuras S5a3 y S5b3 resaltan tres bandas de emisión con un máximo de 3,11, 2,65 y 2,36 eV; Las tres bandas del espectro PL de PS registradas en condiciones de aire (Supl. Fig. S2a) tienen una intensidad igual a 9,54 × 105 cuentas/seg, 1,48 × 106 cuentas/seg y 7,8 × 105 cuentas/seg. Se producen variaciones significativas en las intensidades de las tres bandas de emisión a 3,11, 2,65 y 2,36 eV cuando el espectro PS PL se registra en presencia de aire sintético y Ar. Antes de la exposición a la luz UV, la intensidad de las bandas de emisión a 3,11, 2,65 y 2,36 eV es igual a: a) 4,19 × 105 cuentas/s, 2,86 × 105 cuentas/s y 2,16 × 105 cuentas/s en el caso de Almacenamiento de PS en aire sintético (Supl. Fig. S5a3); y b) 5,09 × 105 recuentos/s, 3,14 × 105 recuentos/s y 2,14 × 105 recuentos/s en el caso de almacenamiento de PS en Ar (Figura complementaria S5b3);

(ii) después de la exposición a la luz UV de las muestras de PS, se produce una disminución adicional en las intensidades de las tres bandas a 3,11, 2,65 y 2,36 eV en los primeros 48 min y 23 min, respectivamente, hasta: a) 2,75 × 105 recuentos/s, 6,74 × 104 recuentos/s y 9,2 × 104 recuentos/s en el caso de almacenamiento de PS en aire sintético (Supl. Fig. S5a4); y b) 3,49 × 105 recuentos/s, 7,78 × 104 recuentos/s y 7,1 × 104 recuentos/s en el caso de almacenamiento de PS en Ar (Figura complementaria S5b4); La exposición a la luz UV de las muestras de PS almacenadas en aire sintético y Ar, más de 48 min y 23 min, induce un aumento en la intensidad de las bandas de PL a 3,11, 2,65 y 2,36 eV, más importante para las dos últimas, de la siguiente manera: ) 3,28 × 105 cuentas/s, 2,32 × 105 cuentas/s y 2,77 × 105 cuentas/s en el caso de almacenamiento de PS en aire sintético (Supl. Fig. S5a5); y b) 3,89 × 105 cuentas/seg, 2 × 105 cuentas/seg y 2,43 × 105 cuentas/seg en el caso de almacenamiento de PS en Ar (Figura complementaria S5b5). El aumento más pronunciado en la intensidad de las bandas IR a 2,36 y 2,68 eV es causado por un proceso de autoagregación que es inducido por interacciones de apilamiento π - π y enlaces de hidrógeno específicos de los compuestos que contienen bencimidazol20. Resumiendo las variaciones que se muestran en Suppl. Fig. S5, estos demuestran una vez más la interacción del PS con oxígeno y trazas de agua.

La Figura 6 muestra los espectros de PL de la solución de PS (1) en tampón fosfato (BP) con pH igual a 6 y 8. Independientemente del valor de pH del PB, antes de la exposición a la luz UV de la solución de PS (1), el PL Los espectros muestran una banda con el máximo en 450 nm. En condiciones de oscuridad, la intensidad de la banda PL de PS (1) en BP con pH = 6 y 8 es igual a 5,71 × 105 cuentas/seg y 2,85 × 105 cuentas/seg, respectivamente. La exposición de PS (1) en solución BP con pH = 6 y 8 a luz ultravioleta durante 300 min. inducir un crecimiento de intensidad de la banda PL hasta 7,64 × 105 cuentas/seg y 1,04 × 106 cuentas/seg, respectivamente. También se observan modificaciones significativas en la Fig. 7, que muestra los espectros UV-VIS de la solución de PS (1; 2 mg/ml) en BP con pH igual a 6 y 8, así como su evolución durante la exposición a la luz UV. . Los espectros UV-VIS de PS (1) en BP con pH = 6 y 8 se caracterizan por una banda con el máximo a 290 y 288 nm, respectivamente, perteneciente al grupo de cromóforos C=N21. La exposición posterior de PS (1) en BP a la luz UV induce para una muestra con: (i) pH = 6, una disminución progresiva de la absorbancia de la banda a 290 nm y la aparición de otra banda a 246 nm y un punto isosbéstico a 256 nm. Nuevo Méjico; y (ii) pH = 8, una disminución de la absorbancia de la banda a 288 nm de ~ 52% que ocurre con su desplazamiento a 280 nm, la aparición de nuevas bandas localizadas en los rangos espectrales de 200–250 y 325–375 nm y dos Puntos isosbésticos a 264 y 302 nm. Estos hechos experimentales indican que independientemente del valor de pH de BP, se produce una fotodegradación del PS (1). Como se muestra a continuación, el aumento del valor del pH de la PA hasta ~ 13,2 determina una disminución adicional de la absorbancia de la banda a 288–290 nm. Para ejemplificar la relevancia de estos estudios en condiciones de almacenamiento de luz natural, la Fig. 8 muestra los espectros UV-VIS y PL antes y después del almacenamiento durante 6 días de la solución de PS en PB (pH = 8). Los cambios observados en la Fig. 8 son similares a los presentados en las Figs. 6b y 7b, destacan una disminución de la absorbancia de la banda a 288 nm (Fig. 8a) y un crecimiento de la intensidad del PL hasta 1,57 × 106 cuentas/seg (Fig. 8b), respectivamente. Estos hechos indican claramente que la fotodegradación del PS tiene lugar también en condiciones de almacenamiento diario en presencia de luz natural.

Los espectros PL de PS (1; 2 mg/ml) en BP con el pH = 6 (a) y 8 (b) y su evolución durante los 300 min. exposición a la luz ultravioleta. Las curvas roja y magenta corresponden a los espectros de PL antes y después de 300 minutos de exposición a la luz UV, mientras que las curvas negras muestran los espectros de PL registrados sucesivamente.

Los espectros UV-VIS de la solución de PS (1; 2 mg/ml) en BP con pH = 6 (a) y 8 (b) y su evolución durante los 80 min. exposición a la luz ultravioleta. Las líneas continuas negras y rojas corresponden a los espectros UV-VIS de las soluciones de PS (1) antes y después de la exposición a la luz UV, respectivamente, durante un tiempo de 80 min. Las líneas discontinuas negras corresponden a los espectros UV-VIS de la solución PS (1) expuesta posteriormente durante 2 minutos. a la luz ultravioleta.

Los espectros UV-VIS (a) y PL (b) de la solución de PS (1; 2 mg/ml) en BP con pH = 8 y su evolución después del tiempo de almacenamiento de 6 días. Las líneas continuas negras y rojas corresponden a los espectros UV-VIS y PL de las soluciones de PS (1) antes y después del tiempo de almacenamiento de 6 días.

En la Fig. 9 se destaca el comportamiento de los espectros PL de las muestras de PS (1) y Controloc (4) interactuando con NaOH. En comparación con la Fig. 3a, el análisis de las Figs. 9a-c nos permite observar que, a medida que aumenta el peso de NaOH, se produce un crecimiento de intensidad del espectro PL de PS (1) de 2,5 × 105 cuentas/s (Fig. 3a) a 2,8 × 105 cuentas/s (Fig. 9a). , 4,32 × 105 cuentas/s (Fig. 9b) y 4,17 × 105 cuentas/s (Fig. 9c), simultáneamente con un cambio de la banda PL de 460 nm (Fig. 3a y 9a) a 456 nm (Fig. 9b). ) y 453 nm (Fig. 9c). Se observa un comportamiento análogo para los espectros PL del fármaco Controloc (4) que interactúa con NaOH de la siguiente manera: (i) el crecimiento de la intensidad de los espectros PL de 1,09 × 106 cuentas/s (Fig. 3b) a 2,1 × 106 cuentas/s (Figura 9d); y (ii) un cambio de banda PL de 446 nm (Fig. 3b) a 464 nm (Fig. 9d). Considerando estas variaciones, la diferencia entre el máximo de la banda PL del Controloc (4) antes y después de la interacción, en condiciones de oscuridad, con la solución de NaOH (1 ml, 0,3 M), es de 18 nm, mientras que después de la exposición a la luz UV. esta diferencia es de sólo 2 nm. Este resultado indica que los productos de la reacción de fotodegradación del PS (1) muestran los centros luminiscentes comunes. La exposición de las muestras a la luz UV tiene como efecto una disminución de la intensidad de la banda PL de: (i) las muestras de PS reaccionado con NaOH (1), cuando la relación volumétrica de las soluciones de PS (1) es de 2 mg/ml y NaOH 0,3 M es de 2:1, 1,5:1,5 y 1:2, a ~ 2,19 × 105 cuentas/s (Fig. 9a), 2,68 × 105 cuentas/s (Fig. 9b) y 2,72 × 105 cuentas/s (Figura 9c), respectivamente; y (ii) el fármaco Controloc (4) que tiene como compuesto activo PS (1; 2 mg/ml) que ha interactuado con la solución acuosa de NaOH 0,3 M hasta 7,5 × 105 cuentas/s (Fig. 9d). Estas variaciones indican claramente que se produce una interacción química bajo la ayuda de luz ultravioleta tanto con H2O como con NaOH. Las modificaciones anteriores informadas en la Fig. 9 también van acompañadas de una modificación en el perfil de los espectros de PL. La Figura 10 muestra la deconvolución de los espectros PL de la muestra resultante de la mezcla de 1 ml de PS (1) 2 mg/ml con 2 ml de NaOH 0,3 M antes y después de la exposición a la luz UV durante 300 minutos. El espectro PL muestra tres bandas de emisión con un máximo de 2,41, 2,71 y 3,11 eV, cuyas intensidades son iguales a 1,41 × 105, 4,14 × 105 y 1,76 × 105 cuentas/seg (Fig. 10a). Después de 300 minutos de exposición de la muestra a la luz UV, los picos de las tres bandas de emisión de la Fig. 10b se sitúan en 2,35, 2,68 y 3,15 eV, siendo sus intensidades iguales a 8,34 × 104, 2,82 × 105 y 1,37 × 105 cuentas/seg. , respectivamente. Resumiendo estas variaciones, la disminución de las intensidades de la banda de emisión en 2,41–2,35 y 2,75–2,68 eV (Fig. 10a, b) ocurre simultáneamente con el crecimiento de la intensidad de la banda de emisión que alcanzó un máximo de 3,11–3,15 eV (Fig. 10a, b). Para explicar estos hechos, a continuación se proporciona información adicional sobre espectroscopia UV-VIS, espectroscopia FTIR y dispersión Raman.

Los espectros PL de PS (1; 2 mg/ml) interactuaron con NaOH (0,3 M) cuando la relación volumétrica es igual a 2:1 (a), 1,5:1,5 (b) y 1:2 (c). La Figura d muestra los espectros PL del fármaco Controloc (4) (que tiene una concentración de PS de 2 mg/ml) que interactuó con NaOH 0,3 M, cuando la relación volumétrica de las dos soluciones es de 2:1 y la muestra está expuesta a UV. luz, durante 300 min. Las curvas roja y magenta corresponden a los espectros PL de las muestras, antes y después de 300 minutos de exposición a la luz UV, mientras que las curvas negras muestran los espectros PL registrados sucesivamente.

Los espectros PL de la muestra resultaron de la reacción de 1 ml de PS (1) 2 mg/ml con 2 ml de NaOH 0,3 M antes (a) y después de los 300 min. exposición a la luz ultravioleta (b).

Los nuevos compuestos generados durante la exposición del PS (1) a la luz ultravioleta deberían inducir la aparición de puntos isosbésticos en los espectros UV-VIS. En apoyo de este punto de vista, la Fig. 11 muestra los espectros UV-VIS del fármaco Controloc (4), PS (1) solo y en presencia de NaOH. Según las Figs. 11a,b, los espectros UV-VIS de PS (1) y el fármaco Controloc (4) muestran cada uno una banda con el máximo a 296 nm y 290 nm, respectivamente. Estos resultados concuerdan bastante con estudios previos2,4. La exposición de la solución de PS (1) a la luz UV, durante 42 min., provoca: (i) una disminución gradual de la absorbancia de la banda a 296 nm, (ii) la aparición de otra banda a 246 nm y (iii) un ligero ensanchamiento de la banda en el rango espectral de 325 a 450 nm, variación que va acompañada de la presencia de dos puntos isosbésticos a 262 nm y 306 nm (Fig. 11a). El efecto de la luz ultravioleta en la solución Controloc (4) se destaca en la Fig. 11b por: i) una disminución importante en la absorbancia de ~ 61% de la banda situada en el rango espectral de 250 a 325 nm, el cambio acompañado de un cambio de la banda de 290 a 276 nm y un ensanchamiento de la banda en el rango espectral de 325 a 450 nm; y (ii) la aparición de dos puntos isosbésticos a 262 nm y 306 nm. Estas variaciones indican claramente la formación de nuevos compuestos durante la exposición de las soluciones de PS (1) y Controloc (4) a la luz UV, según el Esquema 1. Según la Fig. 11c, el PS (1) que reaccionó con NaOH muestra: (i ) una banda a 300 nm, antes de la exposición a la luz ultravioleta; (ii) una banda a 294 nm, cuya absorbancia disminuye gradualmente a medida que el tiempo de exposición a la luz UV aumenta hasta 42 min.; y (iii) dos puntos isosbésticos a 270 nm y 320 nm. El esquema 2 muestra los productos de reacción de PS que ha reaccionado con NaOH (1).

Espectros UV-VIS del PS (1; a, 0,02 mg/ml) y Controloc (4; b, la concentración de PS es 0,02 mg/ml) y su evolución cuando las dos muestras se exponen durante 80 min. a la luz ultravioleta. La Figura (c) muestra los espectros UV-VIS del PS (1) interactuado con NaOH 0,3 M. Las líneas continuas negras y rojas corresponden a los espectros UV-VIS de las soluciones PS (1) y Controloc (4) antes y después de la exposición a Luz UV, respectivamente, tiempo de 80 min. Las líneas discontinuas negras corresponden a los espectros UV-VIS de las soluciones PS (1) y Controloc (4) expuestas posteriormente durante 2 minutos. a la luz ultravioleta.

Las reacciones de fotodegradación del PS que reacciona con NaOH (1).

Según el Esquema 2, los productos de fotodegradación fueron 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y sal sódica de 2-oximetil-3,4-dimetoxipiridina (8).

Para probar el Esquema 2, las propiedades vibratorias del PS (1) y del PS que reaccionó con NaOH (1) antes y después de la exposición a la luz UV se muestran en las Figs. 12 y 13. La reacción de PS (1) con NaOH, cuando la relación en peso de los dos constituyentes es igual 1:1 y 1:3, conduce a la aparición de una nueva línea a 1080 cm−1, la relación de intensidad de las líneas Raman alcanzaron un máximo de 1080 y 1090 cm-1 es igual a 1,45 y 2,85, respectivamente. La línea Raman en 1080 cm-1 está asignada al modo vibratorio del grupo alcóxido22. Esta línea Raman también ha sido reportada en la sal sódica de compuestos carboxílicos23. A medida que aumenta el peso de NaOH utilizado en el PS que reacciona con NaOH (1), en la Fig. 12 se observa una nueva línea a 208 cm-1. Esta línea no pertenece al NaOH. Los primeros estudios han informado que el NaOH muestra una línea Raman en 215 cm-124. En esta etapa, estamos tentados a atribuir la línea Raman en 208 cm-1 al modo vibratorio ONa. Se informó que la línea Raman en 2842 cm-1 se atribuía a la estructura cristalina del PS dihidrato25. Estas variaciones confirman el Esquema 2. En la Fig. 13 se presenta información adicional sobre el Esquema 2. La reacción de PS (1) con NaOH implica cambios en los espectros IR (Fig. 13) de la siguiente manera: i) una reducción del IR bandas de 797, 837 y 1450 cm-1 (Fig. 4b1) a 787, 815 y 1448 cm-1 (Fig. 13a) y 779, 813 y 1447 cm-1 (Fig. 13b); ii) un cambio ascendente de las bandas IR de 1112 y 1161 cm-1 (Fig. 4b1) a 1115 y 1167 cm-1 (Fig. 13a) y 1117 y 1169 cm-1 (Fig. 13b); iii) una disminución de la absorbancia de la banda IR a 1040 cm-1, lo que indica un menor peso de los enlaces SO y OSC; iv) el aumento de absorbancia de las bandas IR localizadas en el rango espectral de 1300-1475 cm-1, por lo que las proporciones A1360/A1587 y A1491/A1587 cambian de 1,05 y 0,91 (Fig. 4b1) a 1,18 y 1,65, respectivamente (Fig. 13b); este resultado indica una mayor participación de los bonos OCCC y OCH; y v) la presencia de una nueva banda IR a 3574 cm-1 (Figs. 13a, b) que a menudo se asignó al modo vibratorio de estiramiento NH u OH21. Estos resultados prueban que los productos de fotodegradación en el Esquema 2 corresponden a la sal sódica de 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y 2-oximetil-3,4-dimetoxipiridina (8).

Espectros Raman, en los rangos espectrales de 100–3500 cm−1 (a) y 1060–1100 cm−1 (b), de PS (1) (curva negra) y PS que reaccionó con NaOH (1), cuando la relación de peso entre PS (1) y NaOH fue de 1:1 (curva roja) y 1:3 (curva azul).

Espectros FTIR de PS (1) que reaccionó con NaOH, cuando la relación en peso entre PS (1) y NaOH es de 1:1 (a) y 1:3 (b).

La Figura 14 muestra las curvas TG-DSC de: (i) el PS antes de la exposición a la luz UV y (ii) el PS (1) y el PS que reaccionó con NaOH (1) después de la exposición a la luz UV. Según las Figs. 14b,c, las curvas de DSC del PS y del PS que reaccionó con NaOH (1) después de la exposición a la luz UV muestran picos endotérmicos pronunciados con máximos a ~ 140 ºC y ~ 132 ºC, respectivamente, asociados con procesos de descomposición térmica de las dos muestras. . Estos van acompañados de pérdidas de masa sustanciales de ~ 80% para ambas muestras (curvas TG). Para el PS, se observa un proceso lento en tres etapas de descomposición térmica (curva TG) acompañado de una sucesión de picos endotérmicos y exotérmicos con intensidades relativamente bajas visibles en la curva DSC (Fig. 14a). Estos pueden estar asociados a un complejo proceso de descomposición de ciclos correspondientes a la estructura de los materiales con la formación continua de fases metaestables que se descomponen a medida que aumenta la temperatura. Así, se puede admitir que la presencia de agua y NaOH conduce a una disminución considerable de la estabilidad térmica del PS26,27. Para un análisis cualitativo de los gases resultantes de los procesos de descomposición térmica de esas tres muestras, se realizó una combinación entre análisis térmico y espectrometría de masas (MS)28. La espectrometría de masas (EM) ha comenzado a utilizarse cada vez con mayor frecuencia durante la última década como método analítico para analizar el desarrollo de fármacos29,30,31. La EM desempeña un papel esencial tanto en el perfeccionamiento de los métodos de síntesis de fármacos como en la determinación de su pureza y/o la presencia de defectos estructurales. Este método se utiliza en particular para resaltar el mecanismo de degradación mediante la detección e identificación de los compuestos resultantes, o para seguir el perfil del producto de degradación y estudiar la liberación del fármaco32,33. En la técnica MS, los gases resultantes de la descomposición térmica se ionizan en una cámara de vacío y se detectan las cargas y masas de los iones que se desprenden de las muestras. Las intensidades de los fragmentos de masa en función de la temperatura resultantes de la descomposición de la muestra se presentan en la Fig. 15. Las moléculas probables resultantes de la descomposición térmica se muestran en Suppl. Tabla S3. Para la asignación de fragmentos se utilizó la biblioteca de bases de datos NIST33. Se observa una buena correlación de los datos de TG-DSC con los espectros de masas. La muestra de PS (1) en condiciones de oscuridad es la más estable térmicamente y esto se refleja en el espectro de masas por una baja abundancia relativa de los fragmentos moleculares registrados, a excepción del agua que se evapora en mayor cantidad. La menor estabilidad térmica de las otras dos muestras analizadas se confirma en los espectros de masas al registrar un número amplio y variado de fragmentos moleculares correspondientes al mecanismo de degradación térmica.

Curvas TG-DSC de PS en condiciones de oscuridad (a) y las muestras de PS (b) y PS que reaccionó con NaOH (1) (c) después de la exposición a la luz ultravioleta.

Curvas de MS de PS (1) en condiciones de oscuridad (a) y después de la exposición a la luz ultravioleta de PS (1) (b) y PS que reaccionó con NaOH (1) (c).

Hemos informado nuevos resultados sobre la reacción de fotodegradación del PS (1). Utilizando espectroscopia UV-VIS, fotoluminiscencia, espectrometría de masas, dispersión Raman, termogravimetría y espectroscopia FTIR, se destacan las siguientes conclusiones: (i) la aparición de puntos isosbésticos a 262-270 nm y 306-320 nm en los espectros UV-VIS de PS (1) los cuales se correlacionaron con la formación de nuevos compuestos de fotodegradación de PS en presencia de H2O y NaOH bajo luz UV; (ii) el proceso de fotodegradación del PS (1) en presencia de H2O y O2 se produce en dos etapas, cuando se produce una disminución del peso de los enlaces CSCH y OSC, según los estudios de dispersión Raman y espectroscopía FTIR; (iii) la reacción de PS (1) con NaOH da como resultado 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) y sal sódica de 2-oximetil-3,4-dimetoxipiridina (8); (iv) el enlace NH- en 5-difluorometoxi-3H-bencimidazol-2-tiona sódica (2) se resalta por la presencia de la banda IR a 3547 cm-1; (v) el mayor peso de los enlaces OCCC y OCH en el PS que ha reaccionado con NaOH demuestra la formación de la sal sódica de 2-oximetil-3,4-dimetoxipiridina (8); vi) la presencia de H2O y NaOH provoca una disminución considerable en la estabilidad térmica del PS; y vii) este trabajo es el primero que informa los fragmentos clave resultantes de la degradación térmica del PS (1), así como del PS en H2O y NaOH, respectivamente, después de la exposición a la luz ultravioleta.

Pantoprazol sódico (PS (1), material de referencia certificado, patrón secundario farmacéutico, pureza 90,4%), NaH2PO4 (≥ 99,0%), Na2HPO4 × 12H2O (≥ 99,0%), NaOH (≥ 98%), Na2CO3 anhidro (patrón primario farmacéutico grado), TiO2 (mezcla de rutilo y anatasa, nanopolvo con tamaño de partícula < 100 nm, 99,5 % de base de metales traza), lauril sulfato de sodio (SLS, material de referencia certificado), polisorbato 80 y D-manitol ((≥ 98,0 %) se compraron de Sigma Aldrich, sin otras purificaciones. Se prepararon en laboratorio soluciones de PB con pH 8 y 6 mezclando soluciones estándar de NaH2PO4 y Na2HPO4 × 12H2O.

El medicamento comercializado con el nombre de Controloc (4) se compró en una farmacia local. La composición de una tableta de Controloc era 20 mg de PS, Na2CO3, manitol, crospovidona, povidona K 90, estearato de calcio, hipromelosa, povidona K 25, dióxido de titanio (E 171), óxido de hierro amarillo (E172), propilenglicol, copolímero de acrilato de etilo y ácido metacrílico (1:1), polisorbato 80, laurilsulfato de sodio, citrato de trietilo, goma laca, óxido de hierro (E172) y amoniaco concentrado.

La preparación de: (i) las soluciones de PS en agua o PB con pH = 6 y 8, que tenían una concentración de 2 mg/ml, se llevó a cabo disolviendo el polvo de PS mediante ultrasonicación durante 10 minutos; y (ii) las soluciones de Controloc (4) se llevaron a cabo moliendo tabletas de Controloc para obtener un polvo, que se dispersó en agua destilada o en soluciones de PB mediante sonicación durante un tiempo de 30 minutos y luego se filtró. Todas las soluciones utilizadas en este trabajo se prepararon y almacenaron en la oscuridad. Para resaltar la interacción de PS con medio alcalino, se mezcló una solución madre de PS en agua que tenía una concentración de 2 mg/ml con una solución de NaOH 0,3 M y luego se sometió a ultrasonidos durante 5 minutos. Utilizando este protocolo se prepararon tres mezclas, siendo la relación volumétrica de las soluciones de PS y NaOH igual a: (i) 2:1; (ii) 1,5:1,5 y (iii) 1:2.

La influencia de los excipientes sobre las propiedades ópticas del PS se evaluó preparando mezclas de PS (20 mg) en cada uno de los excipientes mencionados anteriormente (50 mg), realizándose la homogeneización mediante molienda durante 5 min en condiciones de oscuridad.

Para evaluar la influencia de los vapores de agua y el oxígeno en el proceso de fotodegradación del PS, la cubeta de fluorescencia que contenía 20 mg de PS (1) se purgó con aire sintético y Ar 6,0, respectivamente, durante 2 min, registrándose sucesivamente los espectros de fotoluminiscencia.

En todos los experimentos, las muestras estaban recién preparadas.

Los espectros de fotoluminiscencia (PL) y excitación de fotoluminiscencia (PLE) de PS (1) y del fármaco Controloc (4) se registraron con un espectrofotómetro Fluorolog-3, modelo FL-3.2.1.1, de Horiba Jobin Yvon, dotado de una lámpara Xe. con una potencia de 450 W. Los estudios de PL y PLE se llevaron a cabo en la geometría de la cara frontal, las longitudes de onda de excitación y emisión fueron iguales a 335 nm y 425 nm, respectivamente. En estos estudios, las rendijas de excitación y emisión fueron iguales a 3 y el tiempo de integración fue de 0,5 s. La potencia de irradiación fue igual a 4,42 mW/cm2. La recolección de datos se realizó con el software FluorEssence TM. Para este análisis se utilizó una cubeta de fluorescencia de cuarzo Suprasil, para el rango espectral de 200 a 2500 nm, con un volumen de cámara de 3500 μl, una celda provista de un sistema de purga de gas y un cierre hermético.

Los espectros UV-VIS de PS (1) y el fármaco Controloc (4) se registraron con un espectrofotómetro UV-VIS-NIR, modelo Lambda 950, de Perkin Elmer. En estos experimentos se utilizaron cubetas de absorción Hellma, de cuarzo Suprasil, para un rango espectral de 200 a 2500 nm, con una longitud de paso de 5 mm y un volumen de cámara de 1750 μl. La recopilación de datos se realizó utilizando el software Perkin Elmer UV Win Lab y una velocidad de escaneo de 266,75 nm/min.

Las propiedades vibracionales del PS (1) y del fármaco Controloc (4) se registraron con: (i) un espectrofotómetro FT Raman, modelo Multiram, en geometría de retrodispersión, dotado de un láser YAG:Nd; los espectros Raman se registraron en la longitud de onda de excitación igual a 1064 nm con una resolución de 1 cm-1, utilizando el software Opus 8.5; y (ii) un espectrofotómetro FTIR, modelo Vertex 80, en geometría de reflexión total atenuada, con resolución de 2 cm−1, utilizando el software Opus 6.0. Ambos equipos fueron comprados a Bruker. Se utilizó PS (1) en estado de polvo tal como se recibió para los estudios de espectroscopía Raman y FTIR. Las propiedades vibratorias de los compuestos de fotodegradación de PS solubles en agua se depositaron en una placa de Si y, después de la evaporación del agua, la película se usó para registrar espectros IR en el rango de 600 a 3500 cm-1.

El estudio de fotodegradación del PS en interacción con medio alcalino se estudió utilizando mezclas de PS y NaOH que tenían una relación volumétrica igual a 1,5:1,5 y 1:2 de las cuales se tomó 1 ml y se depositó en una placa de Si y se secó a 100 °C en vacío durante 1 h. El polvo cristalizado resultante después del secado se recogió y se utilizó en los estudios Raman y FTIR.

Todas las muestras que contenían PS se expusieron directamente a la luz ultravioleta, utilizando una lámpara de mercurio que emitía a 257 nm y tenía una potencia de 350 W, que se compró a la empresa Newport. La potencia de irradiación fue igual a 4,46 mW/cm2.

Se realizaron investigaciones térmicas complejas en un dispositivo SETARAM SETSYS Evolution 18 en un modo de analizador térmico de termogravimetría-calorimetría diferencial de barrido (TG-DSC). Las muestras se midieron en un flujo (16 ml/min) de aire sintético (20% O2 : 80% N2), con una velocidad de calentamiento de 5 ºC/min., desde temperatura ambiente hasta: (i) 380 ºC en el caso de las muestras de solución acuosa de PS y el PS interactuó con NaOH y (ii) 600 ºC en el caso del PS en estado de polvo. La precisión de las mediciones del flujo de calor fue de ± 0,001 mW y la precisión de la temperatura de ± 0,1 K. Los gases resultantes durante las mediciones térmicas se monitorearon con un espectrómetro de masas QMS 301 OMNISTAR PFEIFFER acoplado a un dispositivo SETARAM. Los datos se adquirieron en modo MID (Detección de iones múltiples). En esta configuración, los gases se calcularon multiplicando las intensidades por factores de calibración previamente determinados34. En este trabajo, los datos de MS se han registrado mediante la calibración de las especies del aire ambiente (argón, nitrógeno y oxígeno).

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Este trabajo fue financiado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional en el marco del Programa Operativo de Competitividad 2014-2020, Proyecto No. 58/05.09.2016 titulado “Análisis físico-químico, materiales nanoestructurados y dispositivos para aplicaciones en el campo farmacéutico y médico en Rumania”. firmado por el Instituto Nacional de Física de Materiales con la Autoridad Nacional de Investigación Científica e Innovación como Organismo Intermedio en nombre del Ministerio de Fondos Europeos como Autoridad Gestora del Programa Operativo de Competitividad (POC) y con SC Intelectro Iasi SRL (subcontrato D, no. 197/03.02.2020).

Instituto Nacional de Física de Materiales, Laboratorio de Procesos Ópticos en Materiales Nanoestructurados, Atomistilor Street 405A, POB MG 7, 077125, Bucarest, Rumania

Mihaela Baibarac, Mirela Paraschiv, Radu Cercel y Ion Smaranda

Instituto Nacional de Física de Materiales, Laboratorio de Magnetismo y Superconductividad, Atomistilor Street 405A, POB MG-7, R077125, Bucarest, Rumania

Cristina Barta

SC Intelectro Iasi SRL, 700470, Iasi, Rumania

Alexander Trandabat

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MB y AT concibieron los experimentos, MP, RC y MB realizaron los experimentos PL y PLE, IS realizó los estudios UV-VIS, MB realizó los experimentos Raman y FTIR, CB realizó los experimentos TG-MS, MB y AT analizaron los resultados. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Mihaela Baibarac.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Baibarac, M., Paraschiv, M., Cercel, R. et al. Estudios correlacionados de fotoluminiscencia, espectroscopia vibratoria y espectrometría de masas sobre la fotodegradación del pantoprazol sódico. Informe científico 12, 9515 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-13648-6

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Recibido: 19 de febrero de 2022

Aceptado: 26 de mayo de 2022

Publicado: 09 de junio de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-13648-6

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