仪器网(yiqi.com)欢迎您!

| 注册2 登录
网站首页-资讯-话题-产品-评测-品牌库-供应商-展会-招标-采购-知识-技术-社区-资料-方案-产品库-视频

技术中心

当前位置:仪器网>技术中心> 应用方案> 正文

行业应用 | 利用差示扫描量热法检测无水醋酸地塞米松药物的多晶型现象

来源:沃特世科技(上海)有限公司(TA) 更新时间:2026-03-26 15:30:31 阅读量:102
导读:活性药物成分多晶型筛选与精准表征是现代药物研发必须攻克的基础课题








关键词:差示扫描量热法、DSC、药物材料、多晶型现象


在上一期《新政解读|创新药晶型研究新规落地!热分析与微量热技术成关键抓手》中我们提到,药物多晶型是贯穿创新药研发、生产、质控全周期的核心命题。晶型的细微差异,会直接影响药品的溶出度、稳定性与生物利用度,不仅关系到临床治疗效果,更牵扯到药物专利布局、市场合规的核心权益。在制药行业发展历程中,因晶型管控疏漏引发药品失效、专利纠纷的案例并不少见,这也让活性药物成分多晶型筛选与精准表征,成为现代药物研发必须攻克的基础课题。差示扫描量热法(DSC)是检测并定量分析材料不同晶型的一种有效手段。



引言



许多分子晶体能够凝固成多种晶体形态,活性药物成分的晶型会影响其物理性质及后续的治疗效果。制药行业中已有相关实例表明,新晶型的出现会显著改变药品性能,部分情况下还会引发严重的临床反应。这一现象还涉及专利相关的重要法律问题,因为新晶体结构的相关技术通常未被纳入原有专利保护范围[1]。基于上述原因,需对新型药物活性成分开展多晶型筛选,以确定其是否存在多种晶相[2]


醋酸地塞米松是一种常用抗炎药物,无水醋酸地塞米松存在多晶型现象,是验证不同升温速率对晶型影响的理想研究对象。


图1:醋酸地塞米松的化学结构式

实验部分



差示扫描量热法通过测量材料在转变过程中的温度与焓(热量)变化,可对材料发生的吸热、放热过程或热容变化等相关的物理、化学变化进行定量与定性分析[3]


本实验采用配备机械制冷系统(RCS)的TA仪器差示扫描量热仪,对无水醋酸地塞米松进行DSC测试。实验过程中,以50mL/min的流速向仪器内通入99.999%高纯氮气持续吹扫;称取约1mg待测药物样品,置于带盖的铝制标准样品盘中压封,且每次测试均重新制备样品。首次升温测试的升温速率设置为10~150℃/min。

结果与讨论



(注:图2和图3中的热分析曲线采用德国通用表示方式,即放热峰向下;在TA仪器DSC分析软件中,可自主选择放热峰向上或向下的显示形式。)


图2为无水醋酸地塞米松在 10、50、100、150℃/min 四种升温速率下的首次升温 DSC 曲线对比图。样品在 210~240℃范围内出现两个对应不同晶型熔融的吸热转变峰,不同升温速率下该材料的多晶型现象主要体现在两方面:

1.

两种晶型的熔融峰温均随升温速率变化,其中低熔点晶型(熔融峰温约210℃)的峰温随升温速率降低而下降,高熔点晶型的峰温随升温速率升高而上升;

2.

从峰面积可知,高熔点晶型的含量随升温速率降低而增加。

图2:不同升温速率下

无水醋酸地塞米松的DSC曲线

在常用的10℃/min升温速率下,样品在首次升温熔融初期(约210℃)出现微弱的熔融起始信号,随后出现重结晶放热峰,高熔点晶型是由低熔点晶型在升温过程中重结晶形成的。


样品在235℃以上开始发生热分解,因此该熔融过程为不可逆过程。当升温速率为1℃/min时,样品在熔融前即发生分解(无相关图谱),而提高升温速率可使分解过程向高温区偏移。升温速率为 50℃/min 时,样品在升温过程中仅检测到微弱的结晶信号,两种晶型均发生熔融;当升温速率进一步提高至100℃/min和150℃/min时,高熔点晶型的含量进一步降低。


本实验所用的TA仪器DSC具备高灵敏度、高分辨率和平直基线的特性,即便在升温速率超过100℃/min的条件下,仍可对两种晶型的熔融焓进行精确的定量分析(见图3)。

图3:150℃/min和100℃/min升温速率下

无水醋酸地塞米松的DSC曲线

结论



差示扫描量热法是表征药物材料多晶型现象的有效技术手段。检测微量多晶型并实现不同晶型的信号分离,需使用具备高灵敏度、高分辨率且基线高度平直和稳定的表征仪器;而要清晰呈现材料的不同结晶状态,则需采用较高的升温速率。本实验所用的TA仪器差示扫描量热仪兼具上述特性,可实现对药物材料多晶型现象的精准检测与分析。


本次以无水醋酸地塞米松为模型的实验验证,再次夯实了TA仪器DSC在药物多晶型表征领域的技术优势。作为全球热分析技术的领军者,TA仪器依托数十年技术深耕,针对药物研发全流程的晶型研究需求。设备搭载机械制冷系统、超宽升温速率调控范围、超高灵敏度传感器,搭配极致平直稳定的基线,即便面对微量药物样品、超高速升温测试场景,也能精准捕捉微弱晶型转变信号,实现晶型定性、熔融焓定量、转晶过程的全方位解析。


TA仪器药物晶型研究解决方案

沃特世-TA仪器作为全球热分析技术的领军品牌,旗下包括Discovery DSC系列差示扫描量热仪、Discovery TGA系列热重分析仪、TAM系列微量热仪等设备均深度契合《指导原则》的技术要求,凭借专利技术与卓越性能,为创新药晶型研究提供从研发到质控的全流程解决方案。


Discovery DSC系列差示扫描量热仪

核心优势


专利Fusion Cell?量热单元:

集成 T4P Tzero? 热流技术,基线平直度≤5μW,无需基线扣除即可直接测定比热,满足《指导原则》中晶型定性鉴别与定量分析的要求。


标配调制DSC?(MDSC?)技术:

可分离可逆热流(如玻璃化转变、熔融)与不可逆热流(如结晶、分解),解决复杂晶型的重叠热转变解析难题。


宽温度范围与灵活的冷却方案:

温度覆盖-180°C~725°C,机械制冷系统无需液氮即可实现-120°C低温运行,配合自动进样器可实现全天候无人值守实验。


高压型号适配特殊需求:

DSC 25P压力范围达1Pa~7MPa,可在高压条件下研究晶型转变,适用于难溶性药物的晶型筛选。


应用场景


筛选优势晶型:

对比不同晶型的熔融峰温度与焓值,判断热力学稳定性。


监测晶型转变:

在加速稳定性试验中,跟踪熔融峰变化,评估晶型稳定性。


合规数据申报:

符合 ICH Q6A与药典要求,数据可直接用于药品注册。


Discovery TGA系列热重分析仪

核心优势


独有Tru-Mass?天平技术:

双量程自动切换,称重分辨率达8ng,基线漂移<10μg,可准确定量微量结晶水或溶剂残留。


专利红外加热炉:

实现0.01~500°C/min线性升温,冲击升温速率>1600°C/min,大幅缩短实验时间;炉体采用石英内衬,易于清洁,适配逸出气体的联用分析。


创新Hi-Res? TGA技术:

智能调节升温速率,分离重叠的重量损失,可精准区分结晶水脱除与溶剂挥发过程。


Smart-Seal?样品盘创新方案:

针对大气敏感样品,可在手套箱内密封样品,并在TGA仪器内升温至55°C时自动打孔,避免样品接触空气导致的晶型变化,完美解决含结晶水药物的干燥工艺研究痛点。

应用场景


优化干燥工艺:

测定不同温度下的质量损失,确定含结晶水药物的最佳干燥参数。


质量控制:

检测原料药中结晶水/溶剂含量,确保批次间晶型一致性。


逸出气体分析:

与FTIR、MS 联用,鉴定热分解产物,阐明晶型转变机理。


TAM IV、TAM 48微量热仪

核心技术优势


超高灵敏度与稳定性:

热流灵敏度达nW级,TAM IV的长期温度稳定性<±100μ°C/24h,可捕捉常温下晶型转变的微弱热效应,无需加速即可预测长期贮藏稳定性。


高通量、高效率:

TAM 48支持48个样品同时测试,大幅缩短多批次晶型稳定性测试周期,适用于高通量筛选需求。


灵活的样品处理方案:

提供固定式安瓿瓶、微反应系统等多种样品池,可模拟不同贮藏湿度条件下的晶型变化。


无损监测优势:

非侵入式测量,不破坏样品结构,可结合PXRD等技术进行晶型表征的多方法验证。

应用场景


亚稳态晶型稳定性评估:

在25°C/60% RH条件下,连续监测数月热流的变化,预判晶型转变风险。


制剂相容性研究:

评估辅料与原料药的相互作用对晶型稳定性的影响。


贮藏条件优化:

通过不同温度、湿度下的热流数据,确定最佳包装与贮藏方案。


更多TA仪器制药行业解决方案及应用案例,欢迎您点击此处或点击文末【阅读原文】免费获取详细资料。

参考资料



1.

N. Hall, “Predicting Polymorphism”, Pharmaceutical Formulation & Quality February/March 2000

2.

M. H. O`Neill and G. G. Sweetapple, “Polymorph Screening, Quantitation, and Identification of the Stable Phase”, 3rd International Symposium on Polymorphism and Crystallization, San Francisco, CA, November 12-13, 2001

3.

TS-54, “Characterization of the Degree of Cure of Thermosetting Resins by DSC”, TA Instruments, New Castle, DE.


致谢



本文由TA仪器团队撰写,郭艳霜校对。


 TA仪器产品线 


15201937918
留言咨询
{"id":"115523","user_id":"2110","company_id":"1149","name":"沃特世科技(上海)有限公司(TA)"}

参与评论

全部评论(0条)

相关产品推荐(★较多用户关注☆)
你可能还想看
  • 技术
  • 资讯
  • 百科
  • 应用
  • 差示扫描量热仪分类
    差示扫描量热仪以差示扫描量热分析原理为依据,将一个匀速升温、匀速降温、恒温、或以上任意组合温度环境及恒定流量(或流量为零)的气氛环境提供给了物质,并且在该环境下对样品与参比端的热流差进行测量。
    2025-10-231063阅读 差示扫描量热仪
  • 差示扫描量热仪概述
    差示扫描量热仪以差示扫描量热分析原理为依据,将一个匀速升温、匀速降温、恒温、或以上任意组合温度环境及恒定流量(或流量为零)的气氛环境提供给了物质,并且在该环境下对样品与参比端的热流差进行测量。
    2025-10-231186阅读 差示扫描量热仪
  • 差示扫描量热仪主要功能
    差示扫描量热仪依据差示扫描量热分析原理,给物质提供一个匀速升温、匀速降温、恒温、或以上任意组合温度环境及恒定流量(或流量为零)的气氛环境,并在此环境下测量样品与参比端的热流差。
    2025-10-231341阅读 差示扫描量热仪
  • 差示扫描量热仪系统组成
    差示扫描量热仪以差示扫描量热分析原理为依据,将一个匀速升温、匀速降温、恒温、或以上任意组合温度环境及恒定流量(或流量为零)的气氛环境提供给了物质,并且在该环境下对样品与参比端的热流差进行测量。
    2025-10-19858阅读 差示扫描量热仪
  • 差示扫描量热仪主要特点和技术参数
    差示扫描量热仪以差示扫描量热分析原理为依据,将一个匀速升温、匀速降温、恒温、或以上任意组合温度环境及恒定流量(或流量为零)的气氛环境提供给了物质,并且在该环境下对样品与参比端的热流差进行测量。
    2025-10-191423阅读 差示扫描量热仪
  • 查看更多
版权与免责声明

①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。

②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。

③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。

④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi

热点文章
红外探测器在傅里叶变换红外光谱(FTIR) 中的应用
PFAS检测成为行业焦点:SCIEX质谱技术赋能纺织品痕量精准分析
SCIEX高分辨质谱系统助力市场监管识破减肥糖果中西布曲明的“隐身术“
10万粘度适配型玻璃反应釜:高粘度工艺的全场景解决方案!
前沿应用|低场核磁共振揭秘牛油果泥“杀菌不伤质”的水分迁移密码
世界读书日|梅特勒托利多热分析参编出版图书锦集
市监抽检解读:北纳生物带您了解这些食品安全风险与合规检测方案
原卟啉IX广场荧光终生成像用于荧光引导神经外科体外可行性研究
MSTD系列显微镜专用电动滑台:显微镜下图像分毫必现
【沥青试验系列】第十四章:——沥青混合料性能评价(第三篇)
近期话题
相关产品

在线留言

上传文档或图片,大小不超过10M
换一张?
取消