当我们通过不断的实验得到了一个兼顾效率、稳定性、经济性的冻干工艺后,冻干机会很尽责地为我们带来有漂亮外观的冻干产品,不过这也代表着,作为研发人员我们的工作还没有结束——对于得到的冻干产品,我们有必要去对其做进一步的研究,以分析样品在保存中的稳定性。
一般而言,需要做的分析主要分为三个类别:残留水分分析、热分析和机械性能分析。在这里我们对这三种分析分别一个简单的介绍。
在本次的文章中给大家带来的是热分析相关的内容。
对于已经冻干的样品而言,有几方面是需要我们特别关注的:
· 非定型材料的固态玻璃态转化温度(Solid State Glass Transition Temperature, Tg)
· 结晶型材料的融化事件(Melting)
· 降解反应(Degradation Reaction)
测量Tg的必要性
对于已冻干的固态成品而言,探究它的Tg依旧是一个重要的工作。因为将产品储存于固态Tg之上,会增加材料中的流动性,以及增加材料的降解速率。同时,测量每一个批次成品的Tg可作为样品残留水分含量的一个参照,因为水分的存在会极大降低固态的Tg。
图1:跟冻干前分析时一致,DSC依然是测量Tg的首选工具
水分是如何影响Tg?
为了探究水分实际上是如何影响Tg的,我们要引入一个概念——塑化。以沙奎那韦(Saquinavir)的冻干制剂为例:
图2:与5%的含水量相比,1%的含水量时Tg明显更高
配方里的不同组分有些可以作为塑化剂,改变整个配方的韧性和软硬度。水也可扮演类似的角色,从而改变样品的Tg。DSC可帮助我们很好的测量不同配方或者残留水分含量时的Tg,或者我们可以使用Gordon-Taylor方程来进行计算——只要知道各个组分的Tg并知道每个组分的质量分数,就可以计算出Tg。
稳定性测试
另外,作为冻干样品热分析的重要环节,我们必须做一些稳定性测试,看看样品随着时间的推移会有怎样的变化。
图3:ICH 指南 Q1A(R2)中提到的稳定性测试范例
ICH指南能够起到非常好的指导作用,它非常详细地介绍了监管期望和指导方针,虽然遵循它的要求完成测试需要一定的时间,但同时可以提供更详实的研究数据。