熱分析在制藥應(yīng)用
熱分析法是測定物質(zhì)的理化性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類儀器分析方法,即在程序控溫和一定氣氛下,準(zhǔn)確記錄物質(zhì)的理化性質(zhì)隨溫度(或時間)變化的關(guān)系。在藥物分析中zui常用的是差示掃描量熱法(DSC)和熱重分析法(TGA),二者經(jīng)常聯(lián)合應(yīng)用使得到的樣品熱特征信息可互為補充。
人用藥品注冊技術(shù)要求協(xié)調(diào)會(ICH)在關(guān)于新藥研究的文件中指出,熱分析技術(shù)是*的一種分析方法,包括藥物熔點、晶型、水分、揮發(fā)性物質(zhì)、相容性研究、*藥物配方、藥物穩(wěn)定性研究等,都用到該技術(shù)。
CFDA原料藥申報資料3.2.S.3特性鑒定部分,結(jié)構(gòu)確證及晶型的表征需要提供DSC和TGA的檢測數(shù)據(jù)。(詳細(xì)內(nèi)容參見:原料藥特性鑒定的申報技術(shù)要求)
熱分析方法在化學(xué)藥品檢驗、對照品的研制和質(zhì)量控制中有著廣泛的應(yīng)用,在熔點、晶型、純度測定等方面都發(fā)揮了重要作用。
1熔點的測定
藥物的熔點是一種常用的理化常數(shù),也是衡量其質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一,與藥物的純度、晶型等都密切相關(guān)。測試方法zui常用的是毛細(xì)管法,方法簡單,適用范圍廣,但其加熱速度不易掌握,表觀的判斷缺乏客觀記錄,對于熔融分解、熔距較長的樣品測定,進(jìn)行準(zhǔn)確判斷尤為困難;應(yīng)用DSC并結(jié)合TGA 測定的結(jié)果,可了解被測樣品熔融全過程,有助于提高熔點測定的準(zhǔn)確性,取得較理想結(jié)果。
2晶型的測定
多晶型在藥物中是普遍存在的一種現(xiàn)象,同種藥物不同的晶體形式,升溫或冷卻的過程中的熱焓值是不同的,形成的吸、放熱峰的曲線存在著差異,可作為晶型判斷的重要依據(jù)。DSC檢測方法非常的簡便,快捷、準(zhǔn)確性高,不但可測定藥品多晶型,還能判斷晶型為雙向或單向轉(zhuǎn)變型。
3藥物純度的測定
熱分析技術(shù)測定藥品純度的理論依據(jù)是范德霍夫方程,即藥品熔點的下降與雜質(zhì)存在的克分子分?jǐn)?shù)成正比,熔點越低、熔程越長表明純度越差,DSC純度分析的方法就是利用物質(zhì)的熔融曲線來算出物質(zhì)的雜質(zhì)含量。一般來說,樣品純度越高峰形越敏銳,物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與峰形之間有可能存在著某種必然的,揭示這些規(guī)律將會促進(jìn)化學(xué)對照品研制水平的提高,其理論指導(dǎo)實踐的價值更值得期待。
4溶劑合物及水分的測定
熱重分析(TGA)是測量樣品在加熱條件下質(zhì)量的變化,可用于檢查藥物晶體中溶劑的殘留量或樣品升華、分解的過程??膳c水分測定及氣相色譜法等互補,可以提供全面的游離態(tài)或結(jié)晶態(tài)的溶劑/水的信息。
5熱穩(wěn)定性研究
通過熱分析動力學(xué)研究可以預(yù)測化學(xué)藥品的熱穩(wěn)定性,了解藥品的降解途徑,為藥品的有效期制定等提供參考依據(jù);對于制劑處方開發(fā)過程中,原料藥與輔料的相容性研究領(lǐng)域,熱分析方法也引起了日益廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。
實例分析:米諾磷酸
米諾膦酸為第三代含氮芳雜環(huán)雙膦酸鹽,由日本小野藥品工業(yè)株式會社和日本Aslas制藥株式會社共同開發(fā),主要用于治療骨質(zhì)疏松癥。
米諾膦酸上市晶型為一水合物,主要存在晶型D和E兩種,X-射線粉末衍射檢測發(fā)現(xiàn)晶型D和E相同的特征衍射峰,X-射線衍射法不具備專屬性,兩種晶型的區(qū)別在于DSC/TGA測試時,晶型D的脫水峰出現(xiàn)在142 ℃左右,為低溫晶型,而晶型E的脫水峰出現(xiàn)在170 ℃左右,為高溫晶型。