DSC在藥學中的應用

1、藥物的鑒別

當物質(zhì)被加熱時會發(fā)生熔化、升華等相變，相變所需熱量與樣品的量成正比，每種物質(zhì)的相變溫度或發(fā)生分解時的熱效應是固定的，其DSC圖譜也是特定的，因此DSC可用于藥物的鑒別。如上圖為感冒靈膠囊（由撲熱息痛、咖啡因、苯丙醇和撲爾敏組成的復方制劑）的DSC曲線圖，從圖中可以該膠囊在123℃、132℃、161℃和221℃有4個熔點峰，并且當溫度超過230℃時，開始發(fā)生分解。因為特定成分和比例的藥品的DSC圖譜是一定的，因此可以用此鑒別假藥或冒牌藥。Part2、藥物純度的測定

測定純度的方法有液相色譜法、紫外光譜法、紅外光譜法和滴定法等，最常用方法為高效液相色譜法，但當色譜法分離效果有限或者樣品含有未知雜質(zhì)而其檢測響應值存在差異時，則無法準確測定雜質(zhì)的含量。與傳統(tǒng)的HPLC法純度分析相比，基于熱動力學原理的DSC純度分析法（依據(jù)范德霍夫方程)利用物質(zhì)的DSC熔融曲線，計算該物質(zhì)的雜質(zhì)含量，沒有繁瑣的樣品前處理過程，也無需尋找適宜的標準物質(zhì)、溶劑，該方法簡便、快速，更適合高純度物質(zhì)分析，所需樣品量少，因此適用于化學藥品對照品的純度研究。下表為7種藥物通過DSC及其純度測試軟件得到的純度結果。因為物質(zhì)的熔融行為受雜質(zhì)的影響，多數(shù)有機物會發(fā)生低共熔，其中雜質(zhì)含量越多，熔點越低，熔程越寬。正如下圖所示，某分析級藥物的熔融峰較工業(yè)級該藥物的峰形尖銳。但是注意DSC測定樣品純度的前提是樣品熱力學要穩(wěn)定，具有單一的熔融吸熱峰，若樣品發(fā)生熔融分解或揮發(fā)無明顯熔融吸熱峰時，則不適用于DSC純度分析。Part3、多晶態(tài)的分析

由于藥物的晶型不同，其晶格能不同導致熔點也會有差異，DSC圖譜也會不同，一般來說:在熱力學上穩(wěn)定性較差的晶型往往具有較低的熔點。（1）判斷藥物存在狀態(tài)下圖為3種晶型異丙雙酚的DSC曲線圖，可以看出3種晶型的DSC圖有較大差異，可以用于區(qū)分3種晶型。（2)晶型轉變過程此外，DSC圖譜還可提供其熱力學變化過程，發(fā)現(xiàn)各晶型轉變，為選擇轉晶條件提供依據(jù)，如從下圖可以看出某藥物的兩種晶型的轉變過程。(3)結晶度的定量左圖為他克莫司、HPMC、HPMC與他克莫司1:1物理混合物(SD1)、1:1SD制劑(SD6)，以及不同結晶比例的SD2-SD6的DSC曲線圖。右圖是通過左圖中不同結晶比例的SD樣品的結晶百分比，熔化熱的百分比數(shù)據(jù)的擬合圖，進而可以通過DSC圖譜上的熔化熱的百分比來確定他克莫司的結晶度。Part4、藥物的穩(wěn)定性研究

藥物的穩(wěn)定性可以為存儲、制備工藝與質(zhì)量控制提供依據(jù)。（1）蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性考察上圖為1mg/ml的溶菌酶在(a)pH4.0醋酸鹽緩沖液、(b)pH2.5甘氨酸緩沖液和(c)pH7.4PBS的DSC曲線。發(fā)現(xiàn)溶菌酶在pH4.0醋酸鹽和pH2.5甘氨酸鹽中構象穩(wěn)定，具有良好的穩(wěn)定性，但是在pH7.4磷酸鹽中，溶菌酶隨著溫度的升高有聚合的趨勢。（2）光照穩(wěn)定性考察上圖為葡萄糖酸鋅在不同光照時間下的DSC曲線峰形圖，由圖可知：當葡萄糖酸鋅在光照7小時后,DSC曲線峰溫及峰形開始發(fā)生變化，這說明葡萄糖酸鋅的光穩(wěn)定性較差。Part5、藥物與輔料的兼容性

通過比較藥物、輔料二元或多元混合物與單一物質(zhì)的DSC曲線比較吸熱、放熱特征峰的偏移、消失、焓值等變化，判斷藥物和輔料間、或藥物與藥物間有無物理化學作用，為輔料的選擇提供依據(jù)。上圖為卡托普利與各種輔料的1：1物理混合物的DSC曲線圖，其中曲線1-卡托普利，2-卡托普利+CMC101，3-卡托普利+CMC102，4-卡托普利+乙基纖維素，5-卡托普利+甲基纖維素。上圖中曲線1-卡托普利，2-卡托普利+一水乳糖，3-卡托普利+乳糖Supertab?，4-卡托普利+硬脂酸鎂，5-卡托普利+硬脂酸。從上面的兩個曲線圖可以發(fā)現(xiàn)不同種類的微晶纖維素、乳糖、乙基纖維素等與卡托普利混合后DSC圖譜是兩者的疊加，說明卡托普利與這些輔料的相容性良好，但與硬脂酸鎂的混合物71-109℃范圍內(nèi)有兩個吸熱峰，這是硬脂酸鎂脫水過程的特征。卡托普利的熔融峰消失表明卡托普利與硬脂酸鎂不能相容。Part6、凍干與噴霧干燥等工藝優(yōu)化

（1）凍干-退火升華干燥前可以將擱板溫度提高到玻璃轉化溫度Tg之上，并保持設定的時間進行退火操作，強化結晶，提高非晶相最大濃縮液的玻璃化溫度；還可以改變冰晶大小分布與形態(tài)，加快干燥。（2）熱熔擠出固體分散體-擠出溫度熱熔擠出技術制備固體分散體時，載體的玻璃轉化溫度Tg值應較低,這樣才有一定的操作性，擠出設置溫度應高于Tg20~30℃，以保證載體良好的流動性，但是要低于藥物與載體的分解點以保持穩(wěn)定性。（3）噴霧干燥進行噴霧干燥時，要料液的玻璃化轉變溫度Tg，進而控制最終產(chǎn)品質(zhì)量。Part7、研究皮膚透過機理采用DSC法對胰脂肪酶處理前后的皮膚進行解析，研究其對水溶性大分子的透皮吸收促