熱分析技術在藥品檢驗與研究中的應用

孫 寬

（內蒙古滿洲里市口岸食品藥品檢驗所，內蒙古 呼倫貝爾 021400）

熱分析技術是測定物質的化學、物理性質和溫度之間關系的分析技術，在程序溫度控制下研究材料的各種反應和轉變，如結晶-熔融、脫水、蒸發、相變等各種有機和無機材料的反應動力學以及熱分解過程，是非常重要的分析測試法。熱分析技術在藥品檢驗中最常用為差式掃描量熱法（DSC）以及熱重分析法（TGA），兩者聯合分析可互為補充，有些國家已經將熱分析法作為從事新藥研究、控制藥品質量以及新劑型開發的主要檢測手段，國內也逐漸廣泛應用熱分析技術[1]。本文就熱分析技術在藥品檢驗與研究中的作用進行分析，現報告如下。

1 熱分析技術的類型

1.1 熱重分析

熱重分析是熱分析的常用技術，利用計算機程序將溫度控制在一定范圍內，測量此時物質重量和溫度的比例，在進行多次調整溫度，得到不同溫度下物質重量變化關系的技術。熱重分析將溫度作為橫向指標，將重量作為縱向指標而建立熱重曲線。

1.2 差熱分析

在加熱供試品和熱惰性參比物情況下，若供試品產生某種物理或化學變化時，其產生的熱效應會導致參比物和供試品出現溫差，在控溫的情況下將二者的溫度和溫差關系進行測定分析就是差熱分析。差熱分析可根據特定速率線升溫自動控制，具有條件相同的兩個空腔加熱塊，將其當道封閉的烘箱中，和惰性氣體一起維持受熱環境、熱發寧氣體及穩定壓力。在兩個空腔中分別放入參比物和樣品，餐比武常選擇空的稱樣器皿、砂石、氧化鋁或者玻璃球等可在測定溫度中保持熱穩定的位置。將電熱偶分別放置兩個腔內，一旦溫度上升，參比物和樣品熱容量不同，兩個腔溫度也不同，在沒有熱轉換溫度，兩者溫度差一直相同，若達到轉換溫度，熱容量下降可出現放熱反應，反之則為吸熱反應。

2 熱分析技術在藥品檢驗中的應用方法

2.1 測定熔點

測定熔點過程中，有時候，測定條件有限，難以確定熔點和分解點，若實際測定時晶型發生變化，就較為復雜，若采用熱分析法，可獲得較為滿意的效果。在熱茶分析曲線當中存在三個變化點，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，三是曲線頂峰。一般情況下，第二點是熱力學平衡點最為接近的點，是物質的具體熔點。

2.2 鑒別

藥物和制劑熱特征很明顯，弱點可當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發生溶解度、熔點、生物有效性以及藥效性質方面的不同，因此，熱分析技術應用在藥品檢驗中需進行晶體分析，雖然熱分析不能將具體結晶形狀確定出來，但可區分多種晶型，可利用X-衍射將晶體型確定出來，針對藥品物質晶型轉化，，可根據實際情況進行TGA+DTA進行確定。

2.4 測定結晶水和吸附水

測定結晶水和吸附水可使用熱重分析法，在測定過程中，結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行區分。

3 熱分析技術應用在化學藥品檢驗中的作用

藥物的純度、晶型通過其熔點就能衡量出其質量的優劣，經典的毛細管法對于熔點的檢測雖然適用、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，很難準確判斷熔融分解、熔距較長的樣品測定，因此需將DSC和TGA聯合測定，有助于了解被測藥品的熔融全過程，可提高藥物熔點測定的準確性。可同時完成樣品和標樣的DSC曲線的測定，不同晶型藥物的藥效和溶解速度有非常大的區別，DSC可對多種晶型藥物的熔點以及熔融熱測量出來，從而可將同一藥物的不同晶型區分出來，對藥物分子中的結晶水個數進行分析，準確區分開結晶水和吸附水。除了對藥物熔點測試，DSC還可對藥物的純度進行鑒定，可取少量樣本、進行快速的分析。

4 熱分析技術應用在中藥鑒定中的作用

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

5 熱分析技術應用在藥物成分分析中的作用

可采用熱分析技術中的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、應用中有一定的參考意義。DSC和DTA法應用在藥物熱力學參數的測定中；TG法應用在藥物質量變化的測定中。在檢測微生物化驗和藥物含量以及實際藥物鑒定中，需要對比藥劑配方和標準化合物的TG、DTA以及DTG曲線，對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曲線可區分藥物的主要成分和其它成分[4]。

6 熱分析技術應用在藥品對照品研發中的作用

化學藥品對照品可進行藥品檢查、鑒別以及含量測定，在研發的初始階段，需篩選藥物來源，這個時候就需應用DSC純度分析數據來對相關藥品進行篩選，對含有少量雜質而發生熔點降低的低共熔體系采用DSC分析，非常可靠且方便，取量少，不需用標樣，當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行互相補充、互相驗證。我國在化學藥品對照品的研制上應用熱分析技術的時間不長，但時熔點對照品研制水平已經相當高了，DSC法在對照品的純度分析以及TGA在對照品的穩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，可通過熱分析動力學對化學藥品對照品的穩定性進行預測，此方法還可測定水分和其它揮發物，對樣品的均勻分散性進行考察，只需要少量的標樣就可測定，因此，可為研究對照品的有效期提供依據[5]。

7 熱分析技術的前景

目前，熱分析技術在各個領域得到廣泛應用，每2年就有1次全國綜合性的熱分析、熱化學、熱力學會議，還有發表了很多熱分析技術在藥物研究應用中的論文，表明熱分析技術在藥物研究中有非常重要的作用，因此，在化學藥品檢驗體系中，需高效、可靠、準確的應用熱分析技術，對其加強研究。

8 結束語

總之，熱分析方法應用在化學藥品檢驗、中藥檢驗、對照品研制、藥物成分分析中具有非常重要的作用，其在熔點、純度、晶型的測定上均發揮著非常重要的作用，未來應用的領域可能還會更加廣泛。