为什么差热分析仪对行业很重要？

差热分析仪设备几乎可以在制药行业的所有分析、开发、配方和质量保证实验室中找到。然而，这些工作马仪器正在学习如何更快地运行并分析更多样的样品领域。在患者备案和提交给监管机构之前，必须充分表征活性药物成分 (API) 的物理形式1。简单地从环境储存温度加热固体 API 并记录材料的相变是判断已分离形式稳定性的重要第一步。这种类型的实验将表明 API 是否具有潜在的多晶型或水合物形式；将显示材料在升高的温度下是否具有化学稳定性，并且可能表明存在通过研磨和研磨产生的任何无定形成分，这些成分已被应用以获得适当的粒度和粒度分布。此外，如果随后在受控温度下监测材料的物理形态一段时间，还可以记录 API 的长期稳定性1。API 形式的未知或不受控制的变化，例如无定形结构域的多晶型转化或重结晶，将改API 的生物利用度，也可能让竞争对手挑战与该材料相关的患者。差热分析仪通常将物理特性记录为温度和时间的函数，因此是记录 API2,3 相行为和稳定性的理想方法。差热分析仪实验相对容易进行：热容量、质量或任何其他相关属性都是相对于温度进行测量的。与实验相关的温度可以保持恒定或以受控方式变化。因此，典型差热分析仪的输出是一个包含时间、温度和记录属性大小的矩阵。这种简单的方法允许生成大量文章和研究论文。例如，在 Google Scholar 上进行基本搜索会产生 22400 篇在已发表标题中包含术语“差热分析仪”的文章，而有 36500 篇文章在标题中包含术语“高效液相色谱”（两次搜索均来自 2000到现在）。

因此，就研究出版物而言，差热分析仪包括广泛的技术。事实上，任何根据时间控制和记录温度的测量都可以粗略地定义为差热分析仪。由于大量技术符合差热分析仪的广泛定义，因此尝试列出所有可用的差热分析仪技术是相当困难的。表 1 试图整理和定义当前通常被称为差热分析仪的一部分的技术。读者应注意，此列表并非详尽无遗，而只是表达了作者对该领域当前状态的看法。与每种技术相关的过去五年发表的论文数量如图 1 所示。这项简短的研究偏向于为搜索选择的名称，因此，应将论文数量用作描述出版趋势的指南，而不是确切总数的指示。然而，图 1 确实表明差示扫描量热法和热重法是与差热分析仪相关的分析研究的主要支柱。因此，本文将深入讨论与这两种技术相关的发展。

差示扫描量热法 - 回顾和新内容
差示扫描量热法 DSC 是最流行的差热分析仪形式（图 1），自 1970 年代以来一直常规应用于制药科学1。DSC 用于测量在受控温度程序期间进出样品坩埚和参比坩埚的热流。样品坩埚通常装有 API 或正在研究的材料，参考坩埚要么是空的，要么装有与研究样品相关的惰性参考材料。坩埚通常是铝盘，装有 1 至 10 毫克的样品。有两种通用类型的 DSC 可用，它们以略有不同的方式测量热流；功率补偿和热通量 DSC。两种类型的 DSC 都使用炉型布置通过加热器应用温度程序。温度程序通常是以 10°C/min 的速率线性加热。热通量 DSC 包括一个带有热电偶的加热块，用于监测样品坩埚和参比坩埚的温度。样品和参考之间的温差用于确定与样品坩埚内的转变和反应相关的热流，作为温度程序的函数。功率补偿 DSC 将参考坩埚和样品坩埚置于两个独立的熔炉中。样品和参比的温度再次通过热电偶监测，并通过使用单独的加热器来调节样品和参比炉之间的热流，以保持两个坩埚中的温度相同。