前言
药物物理性能是药学领域中非常重要的研究内容之一，通过对药物的微观结构、热力学性质进行分析，可以更全面了解药物的成分和相互作用等重要信息，为药物的研发和应用提供科学依据。
中广测提供X 射线衍射、核磁共振、热重分析、热重-质谱联用、示差扫描量热、扫描电子显微镜、粒度和粒度分布、偏光显微镜分析、比表面积测定等药物物性分析测试与技术服务，能对药物的微观形态、热分解机理等进行分析，为广大药企在药物研发、生产、质量控制等环节提供技术支持。
服务内容
1.粉末X射线衍射分析（PXRD）：晶型比对、物相鉴定、点阵参数测定、结晶度测定、晶粒尺寸计算等。
2.核磁共振波谱分析（NMR）：药物的氢谱、碳谱、氟谱分析。
3.热分析：包括热重分析（TGA）、热重-质谱联用（TG-MS）、示差扫描量热（DSC），可用于药物结晶水、残余物含量、纯度、稳定性、晶型定性与定量、结晶速度、结晶度、结晶熔点、熔融热、药物真假鉴别、药物与辅料的兼容性等的研究与分析。
4.电子扫描显微镜分析（SEM-EDS）：药物与包材形貌分析、药物微区元素分析（能谱分析）。
5.粒度和粒度分布测定（PSD）：测定原料药或制剂的粒度分布，包括D10、D50、D90、体积平均径、区间累积分布等参数。
6.偏光显微镜分析（PLM）：药物晶型分析、药物晶态与非晶态鉴别、晶体析出分析、晶型间相变研究、晶体熔点测定等。
7.比表面积测定（BET）：测试固体物质（多孔物质）的比表面积。
服务案例
1.PXRD分析药物晶型稳定性
原料药在不同条件（温度、湿度、光照等）下晶型稳定性研究（左）；制剂在同一放置环境条件（温度、湿度等）长期、加速试验晶型稳定性研究（右）。
图1 药物晶型稳定性分析
2.NMR分析药物分子结构
通过核磁共振仪探测分子结构及键合情况，得出分子的结构及化学环境信息，不仅用于药物分子的表征，还能在反应过程中确定反应物和反应产物的结构，为药物合成工艺提供指导。如图2所示，通过氢谱、碳谱、氟谱，可以表征丙酸氯倍他索的分子结构。
图2.1 丙酸氯倍他索的分子结构
图2.2 丙酸氯倍他索的核磁共振氢谱
图2.3 丙酸氯倍他索的核磁共振碳谱
图2.4 丙酸氯倍他索的核磁共振氟谱
3.TGA分析药物干燥失重及组分
图3 某药品的TGA分析
根据所测药物的性质、失重温度点与失重比例，可以推测发生的过程变化，如110℃之前常对应物理吸附的水，失重量为12.88%；110-400℃之间常对应物质的分解，失重量为64.29%；400-500℃为样品的焦炭化；500℃时样品的残余量为18.73%。图3中DTG展现了两个主要失重峰，第一个峰为吸附水的分解，第二个为样品主要组分的分解。
4.TG-MS 联用分析干燥失重过程中逸出的气体
图4 某种非处方的消炎止痛药剂TG-MS分析
图4显示构成原料分解成分的m/z 18、44、55、70、105 和120 的离子生成时，可观测到随之产生的三个阶段的质量下降。在该药品的分解成分中，可以明显观测到在156℃和280℃产生的两个阶段的脱水（m/z 18）峰和在285℃生成CO2（m/z 44）的峰。
5.DSC用于药物真假鉴别
图5 某种药品的DSC分析
每种物质的相变温度或发生分解时的热效应是固定的，其DSC图谱也是特定的。图5为某种药品的DSC曲线图，从图中可以得到该药品在198.5℃出现明显的特征熔点峰，另一个未在198.5℃附近出现特征熔点峰，由此可鉴别药品的真假。
6.SEM表征药用玻璃瓶内表面侵蚀及脱片情况
药用玻璃瓶与药物的相容性问题直接关系着药品的质量，影响患者用药安全。根据《化学药品注射剂与药用玻璃包装容器相容性研究技术指导原则（试行）》，采用扫描电镜对药用玻璃瓶内表面侵蚀及脱片情况进行观察。
图6 药用玻璃瓶内表面发生侵蚀现象的对比图
7.PSD方法学开发与验证
某原料药A为白色粉末状药物，易溶于水，采用激光散射粒度分布法（干法）可测定药品的粒度及粒度分布。首先确定测试条件，方法学开发的测定参数如表1所示。
表1 某原料药A的方法学开发测定参数表
序号 | 测定参数 | 参数值 |
1 | 进样速率 | 待定 |
2 | 进样阀宽 | 待定 |
3 | 分散压力 | 待定 |
4 | 背景测量时间 | 10秒 |
5 | 样品测量时间 | 10秒 |
6 | 遮光度范围 | 待定 |
7 | 折射率 | 1.52 |
8 | 吸收率 | 0.1 |
9 | 密度 | 1.0 |
通过改变不同的进样速率、进样阀宽值、分散压力值等参数，样品测试具有较好的重现性，D50的RSD值＜3%，D10、D90的RSD值＜5%；最终确定好参数条件。遮光度范围一般在0.5%-6%，且具有相对较小的波动范围。
确认好测试方法条件后，进行方法学验证，如表2所示。待全部过程完成后编写粒度分布方法学开发与验证报告。
表2 方法学验证过程
考察项目 | 实验过程 | 接受标准 |
系统适用性考察 | 将标准品玻璃珠标样，倒入样品分散池检测Dv(10)，Dv(50)，Dv(90)是否在接受标准内 | 见标准证书 |
重复性 | 取供试品平行测定6次（n=6） | Dv(10)RSD≤5% Dv(50)RSD≤3% Dv(90)RSD≤5% |
中间精密度 | 不同实验人员、不同时间在同一台仪器上取供试品测定6次，计算RSD值（n=6） | Dv(10)RSD≤5% Dv(50)RSD≤3% Dv(90)RSD≤5% |
不同实验人员、不同时间在同一台仪器取供试品平行测定6次，与重复性数据比较，计算RSD（n=12） | Dv(10)RSD≤5% Dv(50)RSD≤3% Dv(90)RSD≤5% | |
耐用性 （分散压力） | 将分散压力改变±10%，分别设置为xx bar、yy bar各测3次，与三组重复性数据比较，共九组数据（n=9） | Dv(10)RSD≤5% Dv(50)RSD≤3% Dv(90)RSD≤5% |
耐用性 （进样速度） | 将进样速度改变±10%，分别设置为X%、Y%各测3次，与三组重复性数据比较，共九组数据（n=9） | Dv(10)RSD≤5% Dv(50)RSD≤3% Dv(90)RSD≤5% |
耐用性 （遮光度） | 将遮光度上下限各改变±10%、±20%，分别设置为X%-Y%、A%-B%各检测3次，与三组重复性数据比较，共九组数据（n=9） | Dv(10)RSD≤5% Dv(50)RSD≤3% Dv(90)RSD≤5% |
8.PLM表征晶体形态
由于晶体结构不同和偏光射入时的双折射作用，在上下偏光镜的正交作用下，将晶体样品置于载物台上旋转，晶体会显现短暂的隐失和闪亮。通过不同的消光角，表征晶体的形态；对于具有各项向异性的动植物材料，具有鉴定作用。如图7所示，羧甲淀粉钠在偏光显微镜下，十字交叉位于颗粒脐点处，为马铃薯淀粉的显微特征。
图7 羧甲淀粉钠在偏光显微镜下的形态
9.BET测定药物中润滑剂比表面积
润滑剂表面状况、表面积的大小会对药品性质产生较大影响。硬脂酸镁作为润滑剂，可与药物活性组分及其他辅料适当混合，为压实的粉末和模具壁之间提供润滑。硬脂酸镁的比表面积越大，极性越强，附着力越大，越容易在混合过程中均匀分布在颗粒表面，润滑效果越好。
图8 硬脂酸镁的比表面积测量
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