药物多晶型的鉴别方法

・综述・

［收稿日期］2001-12-24；［修回日期］2002-06-27［作者简介］王洪亮（1978-），男，天津宝坻人，河北医科大学药学院药剂学教研室在读硕士研究生，从事药剂学研究。

药物多晶型的鉴别方法

王洪亮1，董

燕2综述，陈桂兰1，王淑月1审校

（1.河北医科大学药学院药剂学教研室，河北石家庄050017；2.山东省菏泽地区第三医院，山东荷泽274032）【主题词】药物；结晶；溶解度；光谱分析；差热分析；显微镜检查，电子，扫描【中图分类号】R913

【文献标识码】A

【文章编号】1007-3205（2002）05-0307-03

同一种药物，由于结晶条件的不同，可以生成完全不同类型的晶体（cr y stalli ne ），这种现象称为药物的多晶型现象（p o l y m or p his m ），亦称同质异晶现象。有机药物中多晶型现象是普遍存在的。药物的晶型不同，会对生物利用度、药效、毒副作用、制剂工艺及

稳定性等诸多方面产生影响［1，2］，故对多晶型进行

准确、快速的鉴别很有必要。目前鉴别晶型的方法主要是针对不同晶型具有不同的理化特性及光谱学

特征来进行的［3］，现将一些常用且特征性强、区分

度高的方法综述如下。!熔点测定法

一般而言，由于多晶型晶格能差会使同质异晶体间存在熔点差异，故可用熔点测定法做定性鉴别。例如尼莫地平2种晶型的熔点：~型123!125C ，

L 型112!114C ，差异十分显著。一般熔点较高的是稳定型，常用的测定熔点方法主要有以下几种。!"!毛细管法：

该法是中国药典的法定方法，它操作简便，使用样品量少，但测得的数值常略高于真实熔点，且主观性较强，需要操作者具有较熟练的实验技能。尽管如此，它的精确度已可满足一般要求，对于晶型间熔点差别较大者，已能完全区分开。!"#熔点测定仪法：该法是借助光学显微镜观察，加热台进行加热，采用不同升温速率或方式持续升温，当样品熔化时，立即观测加热台上温度计温度，即得该样品的熔点。采用这种方法，精确度高，主观性低，且可同时清楚地看到样品的晶体形态和熔化全过程的固相变化。

另外，K o fler 热台偏光显微镜法和热分析法也是测定多晶型熔点的常用方法。#溶解度与热力学参数的关系

固体药物的溶解度和温度有关，多数随着温度

的升高，溶解度逐渐增大。晶体的溶解度大小和其自由能有关。一般说来，自由能越大，越不稳定，溶解度也越大；反之则小。在实践中，常测定各晶型在不同温度下的溶解度，并绘制出溶解度（C s ）-温度（T ）曲线。通过C s-T 曲线，可以区分出稳定晶型和

不稳定晶型。若有相交曲线亦可得到其热力学转变

温度（T p ）

。K ristl 等［4］通过对无环鸟苷的不同晶型的研究，发现两者之间的溶解度和溶解速度存在很大差异。甲氰米胍的5种晶型溶出速率亦有明显差

别［5］。

对于难溶性药物，若以l nC s 对1／T （绝对温度的倒数）回归，多可获得良好的线性关系。其二者遵循亨利定律：l nC s =-!~／RT+const 。!~为溶解

焓，晶型不同，其值不同。一般来讲，!~小者，溶解度大，熔点低，为亚稳定型或不稳定型；!~大者，

溶解度小，熔点高，为稳定型［6，7］。

王静康等［8，9］采用激光技术和间歇动态法对苄

青霉素钠进行了结晶热力学和动力学分析，得到了

相应的三相平衡相图和间歇蒸发结晶模型［9，10］。

$红外分光光度法

红外光谱系分子的振动-转动能级跃迁引起的

吸收光谱，不同的晶型，由于其内部分子的分子间力作用方式和作用强度不同，使形成的晶格能不同，造成红外光谱的差异，如吸收峰位置的移动和缔合、吸收强度的变化、吸收峰数目的增减等。一般来说，同一药物若得到彼此完全不同的红外图谱，几乎可以

肯定存在不同的晶型。例如西咪替丁［10］、吲哚拉

新、棉酚、盐酸丁卡因等均如此。测定时，多采用石蜡油糊法（Nu j o l 法），以避免在研磨时发生晶型转变，或压片时压力破坏晶胞。对于某些不会因研磨而发生转晶的药物，也可采用KB r 压片法测定。

红外分光光度法还可用于测定混晶的相对含

量。王绪明等［11］，应用标准曲线法，测定了联苯双

酯同质异晶体的相对含量。

但也有某些药物不同晶型的I R 光谱间无明显

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2002年9月河北医科大学学报J OURNAL O F ~EBE I M ED I CAL UN I VERS I TY V o l .23N o.5

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差异，不能用此法鉴别。如足叶乙苷、茶碱、咖啡因等的同质多晶间I R图谱十分相似。另外样品图谱间差异也可能来自其他方面的原因，如样品纯度不高、晶体大小及晶癖、研磨中的部分转晶等。

此外，还可应用漫反射红外分光光度法及衰减全反射法（atenuated total reflection）对晶型进行鉴定，可避免因压片而造成晶型转变的情况发生。

4热分析法（t her m al anal y sis）

热分析法是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。同质异晶体在加热过程中会发生不同的熔融、转型、氧化还原、分解、升华以及脱水或脱溶剂等现象，并伴随相应的能量、温度及质量的变化，故可用于鉴别。

药物多晶型研究常用3种方法：热重分析（t her m o g ravi m etr y，TG）、差热分析（diff erential t her m al anal y sis，DTA）和差示扫描量热法（diff erential scanni n g calori m etr y，D SC）。

4.1TG法：TG法是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度关系的一种技术。采用热天平为分析仪器，所记录的曲线称为热重曲线（TG曲线），是以质量或相对质量为纵坐标，温度（T）或时间（t）做横坐标而绘制。在TG曲线上，质量基本不变的区段称为平台，由测量曲线上平台之间的质量差值，可计算出待测物在相应温度范围内所失质量的比例（%）。热重法定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。在多晶型的研究中主要用于确定晶体的表面吸附水（或溶剂）含量，结晶水（或溶剂）分子的个数以及分解温度。利用该方法可鉴别出假多晶型物［12］。热重法十分灵敏，但影响测定结果的因素也很多。如热天平的结构及性能、升温速度、样品量的大小、样品粒度、装填方式等。

在记录TG曲线的同时，亦可记录微商热重曲线（DTG曲线）。DTG法较TG法有许多优点：d TG曲线上对应于连续性变化的各个阶段有时会互相衔接而不易区分开，同样的变化过程在DTG曲线上能呈现出明显的最大值，可以峰的最大值为界，把1个热失重阶段分成两部分，故DTG能很好的显示出重叠反应，区分各个阶段；i DTG曲线峰下面积精确的对应着样品的质量变化，能更精确的进行定量分析；＠DTG能精确的显示出微小质量变化的起点。

4.2DTA与D SC法：DTA是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间温度差与温度关系的一种技术，是以温差（!T）为纵坐标，温度（或时间）为横坐标记录得到的热谱曲线，即DTA曲线。

在热的作用下，晶体物质会发生晶型的转变、熔化、分解、表面吸附溶剂的挥发等现象，同时伴随着能量的释放或吸收，引起样品温度的变化。根据吸（放）热峰的形状和起峰及峰顶温度的不同，可以对晶型进行鉴定及评价晶体纯度。测量时，将样品与惰性参比物（如＠ A l

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）分置2个铂制或铝制坩埚

中，并共置于同一加热器上的2个不同位置，按一定程序进行恒速加热或冷却，应用热电偶测定!T。

DTA曲线也受许多因素的影响，如所用坩埚的材料、几何形状、加热炉气氛条件、热电偶的位置及测温方式、升温速率等。一般来说，升温速率越快，越易得到尖锐的峰，但对于一些热变化过程的细节则不易反映出来；升温速率慢，对细节易于显示，但所得!T值较小，峰形较宽，不尖锐。通常测定和鉴别多晶型时，升温速率定为10。20C／m i n较合适。为了得到最佳的热分析曲线，可以在室温至分解温度的较宽范围内，以较高的加热速率（10。20C／m i n）做预试验，然后在有关较窄范围内，以较低加热速度（2C／m i n）进行重复试验。另外，样品的装量、粒度大小及装填密度也有很大影响。

D SC法是由DTA法发展起来的一种方法，是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。常用的有2种仪器：功率补偿式和热流式差示扫描量热仪。D SC与DTA 的不同之处在于D SC测定中时刻保持样品与参比物的温度相同，通过利用量卡计测定维持这一同样温度所需输给样品和参比物的能量差来对温度做图，得到D SC曲线，其纵坐标为能量差，峰面积表示

总的转移能（!

f

）。由于其直接测定能量变化，故计算能量变化和热参数更精确、先进。

热分析法简便、快速，绘制的图形简单、明了，便于定性区分各晶型以及在干热时转型的温度和转型的方向，还可以定量测定假多晶型中含溶剂分子的个数，因而是晶型研究中最常用的方法。足叶乙甙、吲哚拉新、联苯双酯、尼莫地平等利用了热分析法对不同的晶型进行快速准确的鉴别。在对甲氧氯普胺多晶型特性的研究中，不仅可区分出2种不同的晶型，还发现I型在125。129C发生固固转型，及转型的热力学过程。尹华等［10］在对西咪替丁的多晶型研究中，还对I、II晶型的混晶进行了粗略的定量。

5X射线衍射法（X-ra y diffraction）

X射线衍射是研究药物多晶型的主要手段之一，可分为单晶衍射和粉末衍射。单晶衍射主要用于相对分子质量和晶体结构的测定，是国际上公认

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