TA话“药”| 制药行业中的热分析

图3展示了过敏片剂的TGA曲线。在TGA 测量中，通常会绘出高于温度(单位：℃)的质量(单位：%)，耗散信号(蓝色)提供了有关效应间反应速率的额外信息。最高反应速率的温度可以在最大值处找到。导数的最小值(两个效应之间的最低反应速率)用于确定两个连续阶段的评估限值。曲线首先显示的是水分的损失，然后是多级分解。

可以将TGA系统与MS/FTIR/GC-MS等气体分析仪联用。逸出气体与吹扫气流一起转移到气体分析仪，这样就可以定性地识别挥发性成分和分解产物。

由于系统可以通过触发信号同时启动，因此数据可以按时间绘制在一起。

图4展示了TGA曲线与质谱仪检测到的质量18、36和43的叠加。通过这种方法，可以将不同的降解阶段归类到不同的溶剂中。

图4：用于鉴定溶剂特性的TGA-MS分析

固体制剂的水分含量是影响稳定性的主要因素之一。动态蒸汽吸附分析仪(DVSA)用于测定在水(蒸汽/相对湿度)作用下的质量变化，其特点如下：

质量变化的测定是相对湿度(RH)和温度(T)的函数。TA 仪器的Discovery 动态蒸汽吸附分析仪使用双湿度室代替TGA加热炉，使用温度范围为5-85℃。通过混合干燥气流和潮湿气流，可将相对湿度设定在0-98%之间。

图5：带有双湿度室的

Discovery 动态蒸汽吸附分析仪

水蒸气吸收取决于材料的结构。与晶体结构相比，化学性质相同的材料在无定形状态下通常吸水更多。

例如，吸附分析可用于确定材料结晶时的相对湿度和温度条件。图6所示的无定形乳糖样品在高于玻璃转化温度25℃时会吸收更多的水分，从而导致再结晶。这些信息对于确定储存和运输条件非常重要。

图6：无定形乳糖的吸水性

DSC可测定释放或吸收的热通量与时间、温度和气氛的关系。它总是针对参考样品(通常是空容器)进行测量。样品容器可以是开放式、封闭式或密封式坩锅，其中铝制坩锅最为常用。

测量可在加热、冷却或等温条件下进行，因此DSC系统通常与冷却器(压缩机冷却器或液氮)结合使用。

任何成分之间的不相容性都会影响产品的耐用性或有效性。将单个成分与混合成分进行比较测定，可以提供这方面的信息。

硬脂酸镁通常用作药片生产中的润滑剂，图8和图9显示了使用Discovery DSC差示扫描量热仪进行相容性测试的一个例子。图8显示了阿司匹林和硬脂酸镁的一比一混合物与纯材料的比较。每种成分都显示出一个内热熔化峰。如果两者相容，混合物将在同一温度窗口显示两个大小相称的熔化峰。然而，混合物已经在明显较低的温度下显示出两个内热效应——这清楚地表明了不兼容性。

为了检查材料在室温或熔融温度以下是否相容，可以测定材料作为单一物质的热容量，以及作为混合物的热容量，而不是热流量。调制DSC?(MDSC?)实验在这方面具有很大的优势。这种技术放弃了正弦温度振荡，可以等温测定热容量 (Cp)。图9显示了单个物质在50℃下随时间变化的稳定热容量曲线。混合物的热容量不同。

分析药物材料的另一个重要方面是通过DSC测定玻璃化转变：药物活性成分或产品的无定形相比例会影响其片剂性、可溶性，进而影响其释放率和生物利用率。对于无定形或半无定形物质，由于其热力学不稳定性，存在再结晶的风险。

由于湿度的影响，玻璃化转变温度会降至环境温度以下，从而可能导致结晶。结晶可导致形成多晶型改性物甚至水合物，并可能形成团聚。

吸湿会改变剂型的物理性质。玻璃化转变在DSC信号中呈阶梯状上升，温度位置和阶梯高度值得关注，因为其性质变化可以说明非晶态部分的情况。

TGA、SA和DSC等热分析方法为确定活性药物成分、载体材料和最终产品的材料特性提供了广泛的可能性。这些方法只需要少量材料，这在只有少量材料的研究领域尤为有利。与其他方法相比，DSC和TGA方法是相对快速的测量技术，可以在很短的测量时间内获得重要的样品信息。

Discovery TGA系列热重分析仪可配备25位自动进样器，兼具高敏重量测量、精准温度控制、高效气氛控制和稳定的自动化功能。专利红外加热炉可实现超宽的加热和冷却速率，超低漂移的高容量天平带来超准实时数据。测试环境控制炉独家5年质保承诺。

Discovery DSC系列差示扫描量热仪拥有专利的融合量热单元以及独特的热流技术和压样器，稳定自动进样，强大软件支持，直观触屏操作，提供标杆级的灵敏度、精准性、重现性、易用性和稳定性。测试环境控制炉独家5年质保更安心。

Discovery SA动态蒸汽吸附分析仪利用先进的湿度炉腔设计可提供从5℃到85℃温度范围内 0%至98% RH的湿度控制，可对最多25个样品的实验序列进行编程，并实现24小时连续运转，自动加水功能无需人工监测。