热分析技术在药品检验中的应用探讨
来源:热分析技术在药品检验中的应用探讨

摘要:随着热分析技术的不断成熟,在催化研究上的应用也越来越广。至今,热分析技术不仅在催化剂原料分析,还在催化剂制备过程分析,使用过程分析和对典型催化剂的剖析上,都不同程度地发挥了作用。另外,热分析技术和其他技术之间相互结合,也必将拓展热分析技术在催化研究中的应用范围,是热分析成为催化研究领域重要的表征手段。基于此,本文就热分析技术在药品检验中的应用进行详细研究,以供参考。

关键词:热分析技术;药品检验;检验技术;技术应用

中图分类号R927  文献标识码A  【文章编号】

1 引言

在药物纯度、熔点和稳定性研究中,热分析技术得到了广泛的应用。而随着该技术的不断发展和完善,其在新药研究和药品质量控制等方面的应用将变得更加广泛。因此,有必要对该技术在药品检验方面的应用问题展开探讨,以便更好的进行该技术的利用。

2 热分析类别

国际热分析协会对热分析的定义为: 在程序控制温度下,测量物质的物理性质随温度变化的一种技术。这里所说的“程序控制”是指线性升温或降温,也包括恒温、循环或非线性升温和降温。定义中“物质”指试样本身或/和试样的反应产物,也包括中间产物、载体、制剂和产品等。

2.1 差热分析法differential thermal analysis,DTA

差热分析是热分析中最成熟和应用最广泛的一种技术。它是以某种在一定实验温度下不发生任何化学反应和物理变化的稳定物质(参比物)与等量的未知物在相同环境中等速变温的情况下相比较,未知物的任何化学和物理上的变化,与和它处于同一环境中的标准物的温度相比较,都要出现暂时的增高或降低。降低表现为吸热反应,增高表现为放热反应。

2.2 差示扫描量热法differential scanning calorimentry,DSC

测量输给供试品与参比物热量差( dQ/dT) 与温度( 或时间) 关系的技术成为差示扫描量热分析。在 DTA 中,是样品与参比物,在温度变化时热量的变化对样品温度作图,而在DSC 中为保持样品与参比物相同温度所需输入能量的差异与样品的温度作图,其精密度与准确度均高于 DTA。在 DSC仪器中,样品和参比物的支架是热互相隔离的,各自固定在自己的温度传感器及加热器上,样品和参比物放在支架内的金属小盘中,在程序升温过程中,当样品熔融或挥发时,样品与参比物需要保持温度一致所需的能量不同,在 DSC 图谱中,纵坐标为热量差,横坐标为温度,峰面积为样品的转换能,正峰与负峰分别为吸热峰与放热峰,峰面积与热焓成比例。

2.3 热重分析法thermogravime-try,TGA

热重分析法是在程序控制温度下,测量物质的重量与温度关系的一种技术。记录重量变化对温度的关系曲线称热重曲线( TG 曲线) ,热重曲线是在氮气流或其他惰性气流下,由于挥发性杂质失去,导致重量减失,以温度为横坐标,重量为纵坐标绘制的图谱,为便于观察,也采用其微分曲线,称为微分热重分析( DTG) 。热重分析仪由装在升温烘箱中的微量天平组成。此天平应对温度不发生称量变化,保证在长期程序升温时测量稳定。

热分析仪器是一种灵敏度高的仪器,因其所需试样量很少,可在很宽的温度范围内进行测定,并且方便快捷,但要注意试样的性状与粒度,坩埚的材质、密闭性均可以影响测试结果。目前,热分析技术已应用于药品、食品、化妆品、纺织、航天等众多研究领域中。近年来,在药物新型递药系统及产品研究中也不断有所应用,特别是在药品质量研究过程中热分析有其独到之处。

3 热分析技术的发展方向

3.1 随着计算机技术的引入,使热分析仪器更加自动化和智能化,应用范围也更广泛。比如,采用数字过滤技术改善仪器信噪比,提高分辨率等。

3.2 已经向着小型化、高性能发展。目前,热重法精度可达到ng级,差热分析法精度达到μW级。另外,热分析技术以极快速度达到极高或极低的温度,挑战温控技术极限。

3.3 新型热分析技术不断问世,如高压TG、微分DTA、高温DSC、微量热技术、温度调制技术、样品控制热分析、介电热分析、脉冲热分析等。(4)联用技术能够已经越来越普遍,成为热分析发展新亮点,除TG、DTA、DSC之间可以同时联用外,热分析还能与质谱,气象色谱、X射线衍射仪等联用,进一步拓宽了热分析技术应用的范围。

4 热分析技术在药品检验中的应用

4.1 在药品质量检测方面的应用

药品检测的目的就是进行药品质量的控制,而药品质量控制的主要技术指标有结晶水、纯度和吸附水等。利用热分析技术可以准确进行这些技术指标的测定,继而完成对药品质量的检测和控制。首先,可以利用差示扫描量热法(DSC)完成药物熔点的测点。而该方法是热分析技术中的一种测定方法,可以准确完成药物熔点的测试,并且区分出该药物是否熔融分解。其次,可以利用热分析法进行药物纯度的测定。而该技术在药物纯度测定方面具有分析速率快和取样量少的特点,可以同时完成样品与标样的DSC曲线的测定。再者,不同晶型药物溶解速率和药效差别较大。利用DSC可以完成多种晶型药物的熔点和熔融热的准确测量,继而可以将同一药物的不同晶型区别开来。此外,利用热分析法可以检查原药和药品的湿度。因为,利用热重分析法可以确定药物分子中的结晶水个数,并准确进行结晶水和吸附水的区分。而利用该方法不仅测定速度快,其使用的样品量少,可以用于检测贵重药物。

4.2 在化学药品检验中的应用

药物的熔点是衡量其质量优劣的重要指标之一,与药物的纯度、晶型等都密切相关。经典的熔点检测毛细管法尽管方法简单,仍很适用,但其加热速度不易精确掌握,人为视觉判断缺乏客观记录,对于熔融分解、熔距较长的样品测定,进行准确判断尤为困难;应 DSC并结合 TGA 测定的结果,可了解被测样品熔融全过程,有助于提高熔点测定的准确性,取得较理想结果。为此,对某些品种的样品可采纳热分析的方法用于质量标准的鉴别项,具有较高的专属性。在药品质量标准中引入 DSC等技术作为药品的鉴别具有重要意义DSC是测量输入给样品和参比物的热量差,其在药物晶型研究方面有着独特的作用。相较于红外光谱这一晶型研究的常用方法,广受关注的DSC热分析技术更具有晶型鉴别能力。这种方法非常简便、快捷、准确性高,不但可测定药品多晶型,还能判断晶型为可塑型或单向转变型。药物的多晶型现象相当普遍,因同质异晶造成同一药物熔点、硬度、溶解、溶出等物性差异,进而影响药物稳定性、生物利用度及疗效的发挥。

4.3 在天然药物的真伪鉴别中的应用

天然药物的真品和伪品在外观和化学性质上差别很小。依靠外观进行鉴别带有较大的主观因素,而且对外观相似的几种药物容易混淆。常规的化学方法由于缺乏有效的鉴别依据而显得力不从心。而用基因复制法来进行鉴别虽然准确,却显得过程繁琐,费用高昂。热分析法是利用真品有与伪品有不同的热分析曲线来进行鉴别。研究者DSC法研究了熊胆的DSC曲线,并与鸡胆、鸭胆、猪胆等的热分析曲线进行了比较,结果表明熊胆的DSC曲线和其他的胆囊的DSC曲线有明显的区别。通过对阿胶和其他几种皮胶的DSC法系统研究表明,不同的胶在不同的温度段出现异于其他胶的DSC特征曲线,因此可以根据在一定的温度段出现的特征曲线来鉴别阿胶。对于天然产物,由于产地不同,所取的组织部位不同,药物性质有较大差异

5 结束语

目前,虽然热分析技术已在包括药学等各个科学技术领域得到广泛应用,但是和其他分析手段一样,有时单靠某一种热分析技术并不能得到准确的分析结果。为了剖析药物的复杂配方及其物理性能,往往需要多种热分析技术或者与其他技术连用或结合才能得到有价值的资料。

参考文献

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