熱分析技術(shù)在藥品檢驗(yàn)與研究中的應(yīng)用

孫 寬

（內(nèi)蒙古滿洲里市口岸食品藥品檢驗(yàn)所，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400）

熱分析技術(shù)是測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)、物理性質(zhì)和溫度之間關(guān)系的分析技術(shù)，在程序溫度控制下研究材料的各種反應(yīng)和轉(zhuǎn)變，如結(jié)晶-熔融、脫水、蒸發(fā)、相變等各種有機(jī)和無機(jī)材料的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及熱分解過程，是非常重要的分析測(cè)試法。熱分析技術(shù)在藥品檢驗(yàn)中最常用為差式掃描量熱法（DSC）以及熱重分析法（TGA），兩者聯(lián)合分析可互為補(bǔ)充，有些國家已經(jīng)將熱分析法作為從事新藥研究、控制藥品質(zhì)量以及新劑型開發(fā)的主要檢測(cè)手段，國內(nèi)也逐漸廣泛應(yīng)用熱分析技術(shù)[1]。本文就熱分析技術(shù)在藥品檢驗(yàn)與研究中的作用進(jìn)行分析，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 熱分析技術(shù)的類型

1.1 熱重分析

熱重分析是熱分析的常用技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)程序?qū)囟瓤刂圃谝欢ǚ秶鷥?nèi)，測(cè)量此時(shí)物質(zhì)重量和溫度的比例，在進(jìn)行多次調(diào)整溫度，得到不同溫度下物質(zhì)重量變化關(guān)系的技術(shù)。熱重分析將溫度作為橫向指標(biāo)，將重量作為縱向指標(biāo)而建立熱重曲線。

1.2 差熱分析

在加熱供試品和熱惰性參比物情況下，若供試品產(chǎn)生某種物理或化學(xué)變化時(shí)，其產(chǎn)生的熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致參比物和供試品出現(xiàn)溫差，在控溫的情況下將二者的溫度和溫差關(guān)系進(jìn)行測(cè)定分析就是差熱分析。差熱分析可根據(jù)特定速率線升溫自動(dòng)控制，具有條件相同的兩個(gè)空腔加熱塊，將其當(dāng)?shù)婪忾]的烘箱中，和惰性氣體一起維持受熱環(huán)境、熱發(fā)寧氣體及穩(wěn)定壓力。在兩個(gè)空腔中分別放入?yún)⒈任锖蜆悠罚捅任涑＿x擇空的稱樣器皿、砂石、氧化鋁或者玻璃球等可在測(cè)定溫度中保持熱穩(wěn)定的位置。將電熱偶分別放置兩個(gè)腔內(nèi)，一旦溫度上升，參比物和樣品熱容量不同，兩個(gè)腔溫度也不同，在沒有熱轉(zhuǎn)換溫度，兩者溫度差一直相同，若達(dá)到轉(zhuǎn)換溫度，熱容量下降可出現(xiàn)放熱反應(yīng)，反之則為吸熱反應(yīng)。

2 熱分析技術(shù)在藥品檢驗(yàn)中的應(yīng)用方法

2.1 測(cè)定熔點(diǎn)

測(cè)定熔點(diǎn)過程中，有時(shí)候，測(cè)定條件有限，難以確定熔點(diǎn)和分解點(diǎn)，若實(shí)際測(cè)定時(shí)晶型發(fā)生變化，就較為復(fù)雜，若采用熱分析法，可獲得較為滿意的效果。在熱茶分析曲線當(dāng)中存在三個(gè)變化點(diǎn)，一是曲線偏離基線出，而是上升速度較快的基線與切線小交出外推至曲線上的一點(diǎn)，三是曲線頂峰。一般情況下，第二點(diǎn)是熱力學(xué)平衡點(diǎn)最為接近的點(diǎn)，是物質(zhì)的具體熔點(diǎn)。

2.2 鑒別

藥物和制劑熱特征很明顯，弱點(diǎn)可當(dāng)做鑒別的一種有效防范。

2.3 多晶體分析

藥品可受到晶型的差異會(huì)發(fā)生溶解度、熔點(diǎn)、生物有效性以及藥效性質(zhì)方面的不同，因此，熱分析技術(shù)應(yīng)用在藥品檢驗(yàn)中需進(jìn)行晶體分析，雖然熱分析不能將具體結(jié)晶形狀確定出來，但可區(qū)分多種晶型，可利用X-衍射將晶體型確定出來，針對(duì)藥品物質(zhì)晶型轉(zhuǎn)化，，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行TGA+DTA進(jìn)行確定。

2.4 測(cè)定結(jié)晶水和吸附水

測(cè)定結(jié)晶水和吸附水可使用熱重分析法，在測(cè)定過程中，結(jié)冰水失重峰比較明顯，而吸附水則不明顯，因此可憑借此特征進(jìn)行區(qū)分。

3 熱分析技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)藥品檢驗(yàn)中的作用

藥物的純度、晶型通過其熔點(diǎn)就能衡量出其質(zhì)量的優(yōu)劣，經(jīng)典的毛細(xì)管法對(duì)于熔點(diǎn)的檢測(cè)雖然適用、方法簡單，但是加熱速度不容易掌握，靠視覺判斷，缺乏客觀記錄，很難準(zhǔn)確判斷熔融分解、熔距較長的樣品測(cè)定，因此需將DSC和TGA聯(lián)合測(cè)定，有助于了解被測(cè)藥品的熔融全過程，可提高藥物熔點(diǎn)測(cè)定的準(zhǔn)確性?？赏瑫r(shí)完成樣品和標(biāo)樣的DSC曲線的測(cè)定，不同晶型藥物的藥效和溶解速度有非常大的區(qū)別，DSC可對(duì)多種晶型藥物的熔點(diǎn)以及熔融熱測(cè)量出來，從而可將同一藥物的不同晶型區(qū)分出來，對(duì)藥物分子中的結(jié)晶水個(gè)數(shù)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確區(qū)分開結(jié)晶水和吸附水。除了對(duì)藥物熔點(diǎn)測(cè)試，DSC還可對(duì)藥物的純度進(jìn)行鑒定，可取少量樣本、進(jìn)行快速的分析。

4 熱分析技術(shù)應(yīng)用在中藥鑒定中的作用

張平[1]研究表明熱分析技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的一種鑒別技術(shù),應(yīng)用在中藥鑒別中。熱分析技術(shù)可對(duì)中藥的真?zhèn)芜M(jìn)行有效鑒定，可以為中藥的質(zhì)量提供可靠的保證，中藥的產(chǎn)地多、來源廣，藥品質(zhì)量不一，且容易發(fā)生誤收、誤用等方面的問題，特別是有很多外觀相似的中藥，容易發(fā)生混淆，使用DSC法對(duì)真藥進(jìn)行鑒別，并將真藥和假藥的不同熱分析曲線性質(zhì)來進(jìn)行鑒定，可減少以假充真的問題，有的中藥不同產(chǎn)地，藥效也有區(qū)別，比如鑒定不同產(chǎn)地、不同時(shí)間的川貝母時(shí)，可將同一類別不同采集時(shí)間的真品和偽品DSC曲線圖進(jìn)行比較，從而辨別真?zhèn)蝃3]。

5 熱分析技術(shù)應(yīng)用在藥物成分分析中的作用

可采用熱分析技術(shù)中的DSC、DTA以及TG法分析藥物成分，劉丹等[2]研究表明，熱分析法在藥物分析研究、應(yīng)用中有一定的參考意義。DSC和DTA法應(yīng)用在藥物熱力學(xué)參數(shù)的測(cè)定中；TG法應(yīng)用在藥物質(zhì)量變化的測(cè)定中。在檢測(cè)微生物化驗(yàn)和藥物含量以及實(shí)際藥物鑒定中，需要對(duì)比藥劑配方和標(biāo)準(zhǔn)化合物的TG、DTA以及DTG曲線，對(duì)完成鑒定藥物中組分含量有很重要的作用，采用TG曲線，可估算出主要成分含量，而采用DTG曲線可區(qū)分藥物的主要成分和其它成分[4]。

6 熱分析技術(shù)應(yīng)用在藥品對(duì)照品研發(fā)中的作用

化學(xué)藥品對(duì)照品可進(jìn)行藥品檢查、鑒別以及含量測(cè)定，在研發(fā)的初始階段，需篩選藥物來源，這個(gè)時(shí)候就需應(yīng)用DSC純度分析數(shù)據(jù)來對(duì)相關(guān)藥品進(jìn)行篩選，對(duì)含有少量雜質(zhì)而發(fā)生熔點(diǎn)降低的低共熔體系采用DSC分析，非?？煽壳曳奖悖×可伲恍栌脴?biāo)樣，當(dāng)然只采取一種方法也不夠，可采用熱分析、色譜法等多種方法來進(jìn)行互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。我國在化學(xué)藥品對(duì)照品的研制上應(yīng)用熱分析技術(shù)的時(shí)間不長，但時(shí)熔點(diǎn)對(duì)照品研制水平已經(jīng)相當(dāng)高了，DSC法在對(duì)照品的純度分析以及TGA在對(duì)照品的穩(wěn)定性方面分析十分靠譜，TGA可檢查藥物晶體中溶劑的殘留量，可通過熱分析動(dòng)力學(xué)對(duì)化學(xué)藥品對(duì)照品的穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)，此方法還可測(cè)定水分和其它揮發(fā)物，對(duì)樣品的均勻分散性進(jìn)行考察，只需要少量的標(biāo)樣就可測(cè)定，因此，可為研究對(duì)照品的有效期提供依據(jù)[5]。

7 熱分析技術(shù)的前景

目前，熱分析技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，每2年就有1次全國綜合性的熱分析、熱化學(xué)、熱力學(xué)會(huì)議，還有發(fā)表了很多熱分析技術(shù)在藥物研究應(yīng)用中的論文，表明熱分析技術(shù)在藥物研究中有非常重要的作用，因此，在化學(xué)藥品檢驗(yàn)體系中，需高效、可靠、準(zhǔn)確的應(yīng)用熱分析技術(shù)，對(duì)其加強(qiáng)研究。

8 結(jié)束語

總之，熱分析方法應(yīng)用在化學(xué)藥品檢驗(yàn)、中藥檢驗(yàn)、對(duì)照品研制、藥物成分分析中具有非常重要的作用，其在熔點(diǎn)、純度、晶型的測(cè)定上均發(fā)揮著非常重要的作用，未來應(yīng)用的領(lǐng)域可能還會(huì)更加廣泛。