差示掃描量熱法測定對乙酰氨基酚原料藥純度

常偉偉，彭輝

(山東理工大學(xué)分析測試中心，山東淄博 255049)

對乙酰氨基酚(俗稱撲熱息痛)，是一種類阿司匹林的解熱鎮(zhèn)痛藥，可用于治療感冒發(fā)燒，也可用于緩解疼痛，如頭痛、關(guān)節(jié)痛、偏頭痛、肌肉痛、牙痛、手術(shù)痛等。因其副作用小，療效快，是常用感冒退燒藥的主要成分，尤其廣泛用于兒童藥中［1–2］。對乙酰氨基酚原料藥純度直接影響其制劑的藥效，因此嚴(yán)格檢測和控制對乙酰氨基酚原料藥純度具有重要意義。目前，測定對乙酰氨基酚純度的方法主要是《中國藥典》2015 年版第二部中采用的紫外可見分光光度法。也有檢測人員用高效液相(HPLC)法［3–4］進行定量分析。上述兩種方法都需要標(biāo)準(zhǔn)品，且需要配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，前期準(zhǔn)備工作復(fù)雜，操作時間長，且產(chǎn)生廢液試劑，造成浪費和環(huán)境污染。

差示掃描量熱(DSC)法是20 世紀(jì)60 年代初發(fā)展起來的一種熱分析技術(shù)。20 世紀(jì)80 年代逐漸發(fā)展成熟，并廣泛用于藥物分析領(lǐng)域［5–6］。DSC 法具有樣品用量少、制樣簡便、檢測速度快、無需其它試劑和對照品等優(yōu)點。另外，DSC 技術(shù)還可以同時測定藥品的熔點、熔融焓等物理化學(xué)性質(zhì)。1980 年，《美國藥典》正式將DSC 作為藥品純度的檢測方法之一。近年來，國內(nèi)用DSC 測定藥物純度的研究也日益增加［7–9］，郭永輝等［10］采用DSC 測定了沙呵啶的純度，并用高效液相(HPLC)法進行了對比，發(fā)現(xiàn)DSC 法與HPLC 法測定結(jié)果具有良好的一致性。王娟等［11］用DSC 法同時測定了衣康酸的純度與熔點，結(jié)果表明DSC 法測定的純度比傳統(tǒng)的碘量法誤差小，準(zhǔn)確度高。筆者采用DSC 法測定了對乙酰氨基酚的純度，并用紫外可見分光光度法對測定結(jié)果的準(zhǔn)確性進行了驗證。結(jié)果表明，DSC 法的測定結(jié)果與紫外可見分光光度法的測定結(jié)果基本一致，且DSC 法測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差較小。該方法的建立為對乙酰氨基酚原料藥純度檢測和質(zhì)量監(jiān)控提供了一種更加簡便、快速的分析方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

差示掃描量熱儀：Q2000 型，帶有50 位自動進樣器，美國TA 公司；

電子天平： XP6 型，感量為0.001 mg，瑞士梅特勒–托利多集團公司；

紫外可見分光光度計：Cary 60 型，美國安捷倫科技有限公司；

移液槍：熱電F1 型，量程為1～10 mL，美國賽默飛世爾科技有限公司；

鋁坩堝(帶蓋)：Tzero密封鋁坩堝(Φ5.4×2.0 mm)，上海笛柏實驗設(shè)備有限公司；

石英吸收池：1 cm×1 cm，美國安捷倫科技有限公司；

容量瓶：50，1 000 mL，天津市天科玻璃儀器有限公司；

銦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：熔點為(156.52±0.26)℃(k=2)，編號為GBW(E) 130182，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；

藍寶石：樣品為無色，參比為紅色，美國TA 儀器公司；

對乙酰氨基酚標(biāo)準(zhǔn)品：純度不小于99.5%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

對乙酰氨基酚原料藥：純度大于99%，山東新華制藥有限公司；

氫氧化鈉：分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 溶液配制

對乙酰氨基酚系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：準(zhǔn)確稱取50.0 mg 對乙酰氨基酚標(biāo)準(zhǔn)品，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的氫氧化鈉溶液溶解，并定容至1 000 mL，搖勻。用移液槍分別移取1.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL 上述溶液于50 mL 容量瓶中，用0.4%氫氧化鈉溶液定容至標(biāo)線，搖勻，配制成對乙酰氨基酚的質(zhì)量濃度分別為1，2，4，6，8，10 μg／mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。避光保存。

對乙酰氨基酚樣品溶液：5 μg／mL，精確稱取對乙酰氨基酚樣品5.0 mg，置于1 000 mL容量瓶中，用0.4%氫氧化鈉溶液溶解，并定容至標(biāo)線，搖勻。

1.3 儀器工作條件

（1）差示掃描量熱儀。爐體氣氛：高純氮氣(N2的體積分?jǐn)?shù)不小于99.99%)，流量為50 mL／min；稱樣量：2.0～2.2 mg；升溫速率：1.0℃／min；升溫區(qū)間：150～180℃；冷卻裝置：機械冷卻。

（2）紫外可見分光光度計。開機，預(yù)熱10 min，儀器自檢完成后，即可進行測試。

1.4 實驗方法

1.4.1 DSC 儀器校準(zhǔn)

（1）爐子熱電阻、電容的校準(zhǔn)。用高純N2吹掃爐體，流量為50 mL／min，在–90～400℃范圍內(nèi)，分別以10℃／min 速率升溫，檢測空爐子和藍寶石的DSC 曲線，實驗完成后，軟件自動校準(zhǔn)爐子熱電阻和電容，以消除因參比和樣品傳感絲熱電阻和電容的差別引起的實驗誤差。

（2）溫度和爐子常數(shù)校準(zhǔn)。稱取銦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(5.0±0.01) mg，置于DSC 鋁坩堝中，參比為空坩堝。用高純N2吹掃爐子，流量為50 mL／min，在100～180℃范圍內(nèi)，以10℃／min 速率升溫，測定銦的熔化曲線。測試完成后，軟件自動校準(zhǔn)儀器溫度和爐子常數(shù)。

1.4.2 對乙酰氨基酚純度測定

稱取2.0～2.2 mg 樣品于坩堝中，經(jīng)壓樣器壓樣后，按一定次序置于自動進樣器的樣品盤中，采用與樣品坩堝相同類型的空坩堝為參比盤，自動進樣器按照設(shè)定的程序依次將樣品與參比送入加熱爐中進行測定。實驗程序：用高純N2吹掃爐子，流量為50 mL／min，快速升溫至150℃，恒溫2 min ，然后以1.0℃／min 升溫至180℃(對乙酰氨基酚熔程為168～172℃)。測試完成后，通過TA 儀器公司的universal 軟件自動計算其純度。

2 結(jié)果與討論

2.1 升溫速率與稱樣量的選擇

升溫速率和稱樣量是DSC 法測定藥品純度的主要影響因素［10–12］。分別設(shè)置4 個水平條件的升溫速率(0.5，1.0，2.0，4.0℃／min)和4 個水平條件的稱樣量(1.0～1.2，2.0～2.2，3.0～3.2，4.0～4.2 mg)，在不同水平組合條件下，按1.4.2 實驗方法對樣品進行測定，考察不同升溫速率與稱樣量對測定結(jié)果的影響，結(jié)果見表1 和圖1。

表1 不同升溫速率與稱樣量試驗結(jié)果

圖1 不同升溫速率和不同稱樣量的DSC 曲線圖

圖1(a)為稱樣量為2.0～2.2 mg 時，不同升溫速率的DSC 曲線對比圖，從圖中可以看出，升溫速率越大，樣品與爐體間的熱滯后越明顯，樣品熔融峰越寬，且峰發(fā)生變形(如4.0℃／min)，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性；升溫速率過低，不但延長測定時間，且基線波動引起的實驗誤差變大。綜合考慮實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和測定時間，選擇升溫速率為1.0℃／min。圖1(b)為升溫速率為1.0℃／min 時，不同稱樣量的DSC 曲線對比圖，從圖中可以看出，稱樣量對熔融峰形和測試結(jié)果的準(zhǔn)確度及精密度影響不明顯。但稱樣量太少，稱量誤差明顯；稱樣量太多，影響樣品內(nèi)部熱傳導(dǎo)速度及溫度梯度［13］，導(dǎo)致分辨率下降，且造成浪費。因此在保證準(zhǔn)確度的前提下，盡量減少稱樣量。最終選擇實驗條件：稱樣量為2.0～2.2 mg，升溫速率為1.0℃／min。

2.3 坩堝類型選擇

不同坩堝作為樣品盤，也會對測定結(jié)果產(chǎn)生一定影響［14］。分別選用TA 公司的Tzero密封鋁坩堝(Φ5.4×2.0 mm)、Tzero非密封鋁坩堝(Φ5.4×2.0 mm)、普通非密封鋁坩堝(Φ6.65×1.7 mm)和普通密封鋁坩堝(Φ6×2.5 mm)作為樣品盤，稱取2.0～2.2 mg 對乙酰氨基酚樣品，對應(yīng)的空坩堝為參比盤，在升溫速率為1.0℃／min 條件下進行測定，結(jié)果見表2 和圖2。

表2 不同類型坩堝作為樣品盤的試驗結(jié)果

圖2 不同類型坩堝作為樣品盤的DSC 曲線

由圖2 可以看出，4 種不同類型坩堝作為樣品盤測定的對乙酰氨基酚的熔融峰形無顯著差異。但用非密封盤測得的樣品純度比密封盤高，且用非密封盤測得的熔融焓偏高，可能是由于采用密封盤時，整個測定過程在密封環(huán)境中進行，抑制了揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)。采用非密封盤時，少量揮發(fā)性雜質(zhì)在揮發(fā)過程中產(chǎn)生汽化熱，導(dǎo)致所測的熔融焓偏高。為消除汽化熱的干擾，選擇Tzero密封鋁盤作為樣品盤。

2.4 線性關(guān)系

精確稱取6 份不同質(zhì)量(1.0～4.0 mg)的對乙酰氨基酚樣品，按1.4.2 方法對樣品進行測定，結(jié)果見表3。由表3 可知，6 份對乙酰氨基酚樣品的純度平均值為99.92%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.05%。以對乙酰氨基酚稱樣量(x)為橫坐標(biāo)，以熔融熱(y)(熔融焓×稱樣量)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。計算得線性方程為y=181.52x+0.340 2，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9。表明在對乙酰氨基酚稱樣量為1.0～4.0 mg 范圍內(nèi)與熔融熱成良好的線性關(guān)系。

表3 DSC 測定對乙酰氨基酚純度測定結(jié)果

2.5 精密度試驗

精確稱取6 份對乙酰氨基酚樣品(2.0～2.2 mg)，按1.4.2 方法對樣品進行測定，結(jié)果見表4。

表4 精密度試驗結(jié)果

由表4 可知，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.03%，表明DSC 法測定對乙酰氨基酚純度具有良好的精密度。

2.3 方法比對試驗

按照文獻［15］和《中國藥典》，采用紫外可見分光光度法測定對乙酰氨基酚系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液在257 nm 處的吸光度。以對乙酰氨基酚的質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo)，以吸光度(y)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。計算得線性方程為y=0.078 6x–0.007 78，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9。分別對樣品溶液進行3 次平行測定，由線性方程計算得對乙酰氨基酚純度分別為99.83%，99.94%，99.79%，平均值為99.85%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08%。由此可見，DSC 法與紫外可見分光光度法測定的對乙酰氨基酚純度具有較好的一致性，且RSDDSC＜RSDUV。

3 結(jié)語

采用差示掃描量熱法測定了對乙酰氨基酚原料藥的純度，考察了實驗條件對測定結(jié)果的影響，并用紫外可見分光光度法進行了對比。結(jié)果表明，DSC 法具有精密度、準(zhǔn)確度、重現(xiàn)性高等優(yōu)點，且樣品用量少，操作簡便，不會造成溶劑浪費。DSC 法與紫外可見分光光度法測得的對乙酰氨基酚的純度基本一致，且DSC 法測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差較小。該方法的建立為對乙酰氨基酚原料藥純度檢測和質(zhì)量監(jiān)控提供了一種更加簡便、快速的分析方法，并為其它原料藥純度的檢測和質(zhì)量監(jiān)控提供參考。