為什么差熱分析儀對行業(yè)很重要？

差熱分析儀設(shè)備幾乎可以在制藥行業(yè)的所有分析、開發(fā)、配方和質(zhì)量保證實(shí)驗(yàn)室中找到。然而，這些工作馬儀器正在學(xué)習(xí)如何更快地運(yùn)行并分析更多樣的樣品領(lǐng)域。在患者備案和提交給監(jiān)管機(jī)構(gòu)之前，必須充分表征活性藥物成分 (API) 的物理形式1。簡單地從環(huán)境儲存溫度加熱固體 API 并記錄材料的相變是判斷已分離形式穩(wěn)定性的重要第一步。這種類型的實(shí)驗(yàn)將表明 API 是否具有潛在的多晶型或水合物形式；將顯示材料在升高的溫度下是否具有化學(xué)穩(wěn)定性，并且可能表明存在通過研磨和研磨產(chǎn)生的任何無定形成分，這些成分已被應(yīng)用以獲得適當(dāng)?shù)牧６群土６确植?。此外，如果隨后在受控溫度下監(jiān)測材料的物理形態(tài)一段時間，還可以記錄 API 的長期穩(wěn)定性1。API 形式的未知或不受控制的變化，例如無定形結(jié)構(gòu)域的多晶型轉(zhuǎn)化或重結(jié)晶，將改API 的生物利用度，也可能讓競爭對手挑戰(zhàn)與該材料相關(guān)的患者。差熱分析儀通常將物理特性記錄為溫度和時間的函數(shù)，因此是記錄 API2,3 相行為和穩(wěn)定性的理想方法。差熱分析儀實(shí)驗(yàn)相對容易進(jìn)行：熱容量、質(zhì)量或任何其他相關(guān)屬性都是相對于溫度進(jìn)行測量的。與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的溫度可以保持恒定或以受控方式變化。因此，典型差熱分析儀的輸出是一個包含時間、溫度和記錄屬性大小的矩陣。這種簡單的方法允許生成大量文章和研究論文。例如，在 Google Scholar 上進(jìn)行基本搜索會產(chǎn)生 22400 篇在已發(fā)表標(biāo)題中包含術(shù)語“差熱分析儀”的文章，而有 36500 篇文章在標(biāo)題中包含術(shù)語“高效液相色譜”（兩次搜索均來自 2000到現(xiàn)在）。

因此，就研究出版物而言，差熱分析儀包括廣泛的技術(shù)。事實(shí)上，任何根據(jù)時間控制和記錄溫度的測量都可以粗略地定義為差熱分析儀。由于大量技術(shù)符合差熱分析儀的廣泛定義，因此嘗試列出所有可用的差熱分析儀技術(shù)是相當(dāng)困難的。表 1 試圖整理和定義當(dāng)前通常被稱為差熱分析儀的一部分的技術(shù)。讀者應(yīng)注意，此列表并非詳盡無遺，而只是表達(dá)了作者對該領(lǐng)域當(dāng)前狀態(tài)的看法。與每種技術(shù)相關(guān)的過去五年發(fā)表的論文數(shù)量如圖 1 所示。這項(xiàng)簡短的研究偏向于為搜索選擇的名稱，因此，應(yīng)將論文數(shù)量用作描述出版趨勢的指南，而不是確切總數(shù)的指示。然而，圖 1 確實(shí)表明差示掃描量熱法和熱重法是與差熱分析儀相關(guān)的分析研究的主要支柱。因此，本文將深入討論與這兩種技術(shù)相關(guān)的發(fā)展。

差示掃描量熱法 - 回顧和新內(nèi)容
差示掃描量熱法 DSC 是最流行的差熱分析儀形式（圖 1），自 1970 年代以來一直常規(guī)應(yīng)用于制藥科學(xué)1。DSC 用于測量在受控溫度程序期間進(jìn)出樣品坩堝和參比坩堝的熱流。樣品坩堝通常裝有 API 或正在研究的材料，參考坩堝要么是空的，要么裝有與研究樣品相關(guān)的惰性參考材料。坩堝通常是鋁盤，裝有 1 至 10 毫克的樣品。有兩種通用類型的 DSC 可用，它們以略有不同的方式測量熱流；功率補(bǔ)償和熱通量 DSC。兩種類型的 DSC 都使用爐型布置通過加熱器應(yīng)用溫度程序。溫度程序通常是以 10°C/min 的速率線性加熱。熱通量 DSC 包括一個帶有熱電偶的加熱塊，用于監(jiān)測樣品坩堝和參比坩堝的溫度。樣品和參考之間的溫差用于確定與樣品坩堝內(nèi)的轉(zhuǎn)變和反應(yīng)相關(guān)的熱流，作為溫度程序的函數(shù)。功率補(bǔ)償 DSC 將參考坩堝和樣品坩堝置于兩個獨(dú)立的熔爐中。樣品和參比的溫度再次通過熱電偶監(jiān)測，并通過使用單獨(dú)的加熱器來調(diào)節(jié)樣品和參比爐之間的熱流，以保持兩個坩堝中的溫度相同。