差示掃描量熱法和毛細管法對農(nóng)藥熔點測定的對比

范 婭，馮文英，張 博，張繼偉，牛洺鑫，王鵬思，張宇鑄

（中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司，北京 100083）

農(nóng)藥原藥熔點的研究對其制劑加工、儲存等具有很大的意義，如低熔點原藥在懸浮劑加工中出現(xiàn)原藥變軟難以砂磨等問題，且熱貯后膏化、結(jié)晶、結(jié)塊，故一些低熔點原藥不適宜加工成懸浮劑等。由于低熔點農(nóng)藥原藥高溫易熔化，故需低溫陰涼儲存。

在農(nóng)藥登記試驗中，農(nóng)藥原藥熔點/熔程的測定是其理化性質(zhì)測定的一項重要指標(biāo)。測定農(nóng)藥純品和原藥的熔點有多種方法[1]：0～300℃時宜采用毛細管法；20～300℃時宜采用金屬塊毛細管法或熔點顯微鏡法；-100～1 000℃時宜采用差熱分析儀或差示掃描量熱儀（DSC）等。在農(nóng)藥登記試驗中，毛細管法和DSC法是最常用的。吳銳等[2]用這2種方法對藥物熔點進行了分析，并研究了實驗條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，毛細管法熔點結(jié)果延后1～2℃；DSC法熔點分析中，升溫起點和氣體流量參數(shù)影響較小，建議采用10℃/min的升溫速率作為試驗參數(shù)。黃朝瑜等[3]研究了傳溫液法、自動熔點測定儀法、熱分析法的適用性。江海波等[4]用DSC與熔點儀測定了雙酚A的熔點。卞雯等[5]用DSC法測定了蠟的熔點。本研究將用上述2種方法對啶蟲脒、稻瘟靈等農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的熔點進行研究。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

DSC 8231型差示掃描量熱儀，美國賽默飛公司；YRT-3型藥物熔點儀，上海易測儀器設(shè)備有限公司；梅特勒MS半微量天平，梅特勒-托利多集團。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品：啶蟲脒（批號20190606）、戊唑醇（批號20190604）、嘧菌酯（批號20191121）、阿維菌素（批號20210121），上海農(nóng)藥研究有限公司；稻瘟靈（批號20181005），沈陽化工研究院有限公司；赤霉酸（GA4，GA7）（批號GA251-B），捷克Olchemlm公司；201-100#硅油，上海易測儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實驗條件

1.2.1 毛細管法

采用藥物熔點儀，樣品干燥研磨后裝入毛細管中，將毛細管自由下落，使其壓實，樣品高度約3 mm，把毛細管插入到熔點儀的油浴中。將熔點儀初熔溫度設(shè)定比預(yù)定熔點低10℃，設(shè)置升溫速率。通過顯微鏡觀察熔化情況，當(dāng)樣品形成彎月面時為初熔溫度，全部液化時為全熔溫度。初熔溫度和全熔溫度差值大于0.3℃，需報告熔程；小于0.3℃，以全熔溫度作為熔點；熔化之前分解，則報告分解溫度[1]。

1.2.2 DSC法

采用電子天平稱取1～3 mg干燥研磨樣品，將其平鋪于鋁坩堝中，用壓片機壓實，置于DSC內(nèi)。氮氣流速保持在200～300 mL/min，初始溫度30℃，設(shè)置升溫速率。在DSC曲線中，選取oneset值為初熔溫度（即DSC曲線上放熱峰前半段斜率最大處切線與基線前沿延伸線的交點），選取peak值作為全熔溫度（曲線放熱峰的峰值點）。327℃以下，初熔溫度和全熔溫度差值大于0.5℃，需報告熔程，小于0.5℃，以全熔溫度作為熔點，熔化之前分解，則報告分解溫度；1 000℃以下，差值標(biāo)準(zhǔn)為2℃[1]。

1.2.3 重復(fù)性

選取啶蟲脒、稻瘟靈、戊唑醇、嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)品，用熔點儀和DSC分別測定熔點3次。在相同實驗條件下，熔點儀升溫速率1.0℃/min，DSC升溫速率10.0℃/min。

1.2.4 升溫速率

選取啶蟲脒、稻瘟靈、戊唑醇、嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)品，用熔點儀和DSC分別測定熔點，在相同實驗條件下，熔點儀升溫速率分別為1.0、1.5、3.0℃/min，DSC升溫速率分別為1.0、5.0、10.0、15.0℃/min。

1.2.5 分解樣品2種方法的對比

選取阿維菌素、赤霉酸標(biāo)準(zhǔn)品，用熔點儀和DSC分別測定熔點。在相同實驗條件下，熔點儀升溫速率為1.0℃/min，DSC升溫速率為10.0℃/min。

2 結(jié)果與分析

2.1 重復(fù)性

4種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品分別采用熔點儀和DSC測定熔點，結(jié)果見表1。采用毛細管法和DSC法測定，樣品的初熔和全熔溫度差值分別大于0.3℃和0.5℃時，需報告熔程。使用熔點儀時，稻瘟靈、啶蟲脒、戊唑醇、嘧菌酯3次測定結(jié)果顯示，初熔溫度或全熔溫度的最大差值分別為0.2、0.1、0.3、0.2℃，最大差值均不超過0.3℃，符合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，故毛細管法重復(fù)性好；而使用DSC時，稻瘟靈、啶蟲脒、戊唑醇、嘧菌酯3次測定結(jié)果顯示，初熔溫度或全熔溫度的最大差值分別為0.7、0.4、0.4、0.6℃，最大差值超過0.5℃，故DSC法重復(fù)性一般。

表1 毛細管法及DSC法測定4種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的熔點結(jié)果

2.2 升溫速率

4種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品分別采用不同的升溫速率用熔點儀和DSC測定熔點，結(jié)果見表2和表3。由表2可見，升溫速率由1.0℃/min提高到3.0℃/min，使用毛細管法4種樣品的熔點差異不大，結(jié)果影響較小。升溫速率越快，樣品內(nèi)部溫度分布越不均勻，發(fā)生過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致觀察到的溫度略高。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦使用1.0℃/min作為升溫速率。使用DSC時，升溫速率由1.0℃/min提高到15.0℃/min，相比全熔溫度，初熔溫度受影響較小。測得的熔程對升溫速率有相依性，出現(xiàn)明顯延后趨勢。降低升溫速率有助于熔點的準(zhǔn)確測量，但是升溫速率過低，測量時間較長，影響檢測效率。兼顧到檢測效率和準(zhǔn)確性，低熔點樣品推薦使用5.0℃/min作為升溫速率，高熔點樣品推薦使用10.0℃/min作為升溫速率，或者根據(jù)檢測需要自行選擇升溫速率。

表2 不同升溫速率下毛細管法測定4種樣品溶點結(jié)果

表3 不同升溫速率下DSC法測定4種樣品熔點結(jié)果

2.3 分解樣品方法對比

由表4可知，阿維菌素及赤霉酸在毛細管法和DSC法測定下的熔點結(jié)果。阿維菌素和赤霉酸使用熔點儀測定時可以明顯觀察到初熔和全熔時的現(xiàn)象，期間產(chǎn)生大量氣泡，現(xiàn)象較明顯；使用DSC也能準(zhǔn)確分析到放熱峰，故對于低熔點熔融并分解且現(xiàn)象明顯的樣品，以上2種方法都適用；現(xiàn)象不明顯的樣品用2種方法結(jié)合檢測；高熔點樣品，比如多菌靈分解溫度高于300℃，使用DSC法測定。

表4 熔融并分解樣品的熔點測定結(jié)果

3 結(jié) 論

在農(nóng)藥登記試驗中，農(nóng)藥熔點/熔程的測定常使用毛細管法和DSC法。使用熔點儀，重復(fù)性較好，操作簡單，但此方法主觀因素影響較大，有時初熔溫度較難判斷，所以需多次測量。DSC法具有客觀性，且測量范圍更廣，但儀器較昂貴，重復(fù)性一般。毛細管法升溫速率對熔點結(jié)果影響較小，推薦使用1.0℃/min作為升溫速率；使用DSC時，隨著升溫速率的提高，測得的熔程有明顯延后趨勢，可根據(jù)需要選擇合適升溫速率。在GLP試驗中，基于檢測成本、便利性等，對于較穩(wěn)定、有敏銳熔點的農(nóng)藥樣品，低熔點建議優(yōu)先采用毛細管法，熔點高于300℃的樣品采用DSC法。對于熔融過程中現(xiàn)象不明顯、熔融時分解的農(nóng)藥樣品，可以結(jié)合2種方法綜合分析熔點/熔程。