的Discovery TGA熱重分析儀由稱重系統(tǒng)、熔爐和用于設(shè)置可控氣氛的裝置組成。分析過程中會(huì)記錄溫度和質(zhì)量。

圖2：熱重分析儀(TGA)

圖3展示了過敏片劑的TGA曲線。在TGA測(cè)量中，通常會(huì)繪出高于溫度(單位：℃)的質(zhì)量(單位：%)，耗散信號(hào)(藍(lán)色)提供了有關(guān)效應(yīng)間反應(yīng)速率的額外信息。最高反應(yīng)速率的溫度可以在最大值處找到。導(dǎo)數(shù)的最小值(兩個(gè)效應(yīng)之間的最低反應(yīng)速率)用于確定兩個(gè)連續(xù)階段的評(píng)估限值。曲線首先顯示的是水分的損失，然后是多級(jí)分解。

TGA可與質(zhì)譜法、傅立葉變換紅外光譜法(FTIR)相結(jié)合，通過TGA系統(tǒng)與MS/FTIR/GC-MS等氣體分析儀的聯(lián)用，可以檢測(cè)和量化藥品樣品中的揮發(fā)性成分和分解產(chǎn)物，從而確保藥品質(zhì)量與合規(guī)。

由于系統(tǒng)可以通過觸發(fā)信號(hào)同時(shí)啟動(dòng)，因此數(shù)據(jù)可以按時(shí)間繪制在一起。

圖4展示了TGA曲線與質(zhì)譜儀檢測(cè)到的質(zhì)量18、36和43的疊加。通過這種方法，可以將不同的降解階段歸類到不同的溶劑中。

圖4：用于鑒定溶劑特性的TGA-MS分析

差示掃描量熱分析(DSC)是一種功能強(qiáng)大的分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)原料藥和輔料的表征。DSC可測(cè)定釋放或吸收的熱通量與時(shí)間、溫度和氣氛的關(guān)系，從而深入了解相變、結(jié)構(gòu)變化、化學(xué)反應(yīng)和物理相互作用。^[4]

DSC總是針對(duì)參比樣品(通常是空樣品)進(jìn)行測(cè)量。樣品盤可以是開放式、封閉式或密封式坩鍋，其中鋁制坩鍋?zhàn)顬槌Ｓ?。由于DSC測(cè)量可在加熱、冷卻或等溫條件下進(jìn)行，因此DSC系統(tǒng)通常與冷卻器(壓縮機(jī)冷卻器或液氮)結(jié)合使用。

任何成分之間的不相容性都會(huì)影響產(chǎn)品的耐用性或有效性。將單個(gè)成分與混合成分進(jìn)行比較測(cè)定，可以提供這方面的信息。

硬脂酸鎂通常用作藥片生產(chǎn)中的潤滑劑，圖6和圖7顯示了使用Discovery DSC差示掃描量熱儀進(jìn)行相容性測(cè)試的一個(gè)例子。圖6顯示了阿司匹林和硬脂酸鎂的一比一混合物與純材料的比較。每種成分都顯示出一個(gè)吸熱熔融峰。如果兩者相容，混合物將在同一溫度窗口顯示兩個(gè)大小相稱的熔融峰。然而，混合物已經(jīng)在明顯較低的溫度下顯示出兩個(gè)吸熱效應(yīng)——這清楚地表明了不相容性。

為了檢查材料在室溫或熔融溫度以下是否相容，可以測(cè)定材料作為單一物質(zhì)的熱容量，以及作為混合物的熱容量，而不是熱流量。調(diào)制 DSC?(MDSC?)實(shí)驗(yàn)在這方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，可以等溫測(cè)定熱容量(Cp)。圖7顯示了單個(gè)物質(zhì)在50℃下隨時(shí)間變化的穩(wěn)定熱容量曲線?；旌衔锏臒崛萘坎煌?。

分析藥物材料的另一個(gè)重要方面是通過DSC測(cè)定玻璃化轉(zhuǎn)變：藥物活性成分或產(chǎn)品的無定形相比例會(huì)影響其片劑性、可溶性，進(jìn)而影響其釋放率和生物利用率。對(duì)于無定形或半無定形物質(zhì)，由于其熱力學(xué)不穩(wěn)定性，存在再結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。

由于濕度的影響，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會(huì)降至環(huán)境溫度以下，從而可能導(dǎo)致結(jié)晶。結(jié)晶可導(dǎo)致形成多晶型改性物甚至水合物，并可能形成團(tuán)聚。

吸濕會(huì)改變劑型的物理性質(zhì)。玻璃化轉(zhuǎn)變?cè)贒SC信號(hào)中呈階梯狀上升，溫度位置和階梯高度值得關(guān)注，因?yàn)槠湫再|(zhì)變化可以說明非晶態(tài)部分的情況。

圖9：帶有雙濕度室的

Discovery SA蒸汽吸附分析儀

SA還能揭示水吸附如何降低材料中非晶相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。Tg的降低會(huì)軟化非晶相，并可能引發(fā)不必要的結(jié)晶，從而對(duì)產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

例如，吸附分析可用于確定材料結(jié)晶時(shí)的相對(duì)濕度和溫度條件。圖10所示的非晶態(tài)乳糖樣品在高于玻璃轉(zhuǎn)化溫度25℃時(shí)會(huì)吸收更多的水分，從而導(dǎo)致再結(jié)晶。這些信息對(duì)于確定儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件非常重要。

圖10：非晶態(tài)乳糖的吸水性

總之，了解藥品的吸濕行為可確保其在整個(gè)保質(zhì)期內(nèi)保持所需的特性、穩(wěn)定性和有效性，還能優(yōu)化配方策略、包裝設(shè)計(jì)和儲(chǔ)存條件。

TGA、SA和DSC等熱分析方法為確定活性藥物成分、載體材料和最終產(chǎn)品的材料特性提供了廣泛的可能性，在制藥研究、開發(fā)和質(zhì)量控制中發(fā)揮著不可或缺的作用。雖然這些方法可以單獨(dú)使用，但結(jié)合使用可以更深入地了解制藥材料。例如，結(jié)合使用DSC和TGA可以詳細(xì)檢查分解行為和表觀熔融。

TA 儀器的DSC、TGA和SA儀器為制藥材料提供了更準(zhǔn)確可靠的信息，有助于為全球患者開發(fā)安全、有效、穩(wěn)定的藥物產(chǎn)品。

Discovery TGA系列熱重分析儀可配備25位自動(dòng)進(jìn)樣器，兼具高敏重量測(cè)量、精準(zhǔn)溫度控制、高效氣氛控制和穩(wěn)定的自動(dòng)化功能。專利紅外加熱爐可實(shí)現(xiàn)超寬的加熱和冷卻速率，超低漂移的高容量天平帶來超準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。測(cè)試環(huán)境控制爐獨(dú)家5年質(zhì)保承諾。

Discovery DSC系列差示掃描量熱儀擁有專利的融合量熱單元以及獨(dú)特的熱流技術(shù)和壓樣器，穩(wěn)定自動(dòng)進(jìn)樣，強(qiáng)大軟件支持，直觀觸屏操作，提供標(biāo)桿級(jí)的靈敏度、精準(zhǔn)性、重現(xiàn)性、易用性和穩(wěn)定性。測(cè)試環(huán)境控制爐獨(dú)家5年質(zhì)保更安心。

Discovery SA動(dòng)態(tài)蒸汽吸附分析儀利用先進(jìn)的濕度爐腔設(shè)計(jì)可提供從5℃到85℃溫度范圍內(nèi) 0%至98% RH的濕度控制，可對(duì)最多25個(gè)樣品的實(shí)驗(yàn)序列進(jìn)行編程，并實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)加水功能無需人工監(jiān)測(cè)。