DSC纯度测试用于质量控制的研究

　　一、引言

　　对于由于含有少量杂质而发生了熔点降低的低共熔体系，采用差示扫描量热分析仪(DSC)进行纯度分析是一个简便而又可靠的方法。物质的熔融行为受杂质的影响，在多数有机物会发生的低共熔体系中，随着杂质浓度的增大，熔点会降低，熔程会变宽。DSC纯度分析方法，就是利用物质的熔融曲线，来算出该物质的杂质含量的。

　　本文采用DSC方法，对核酸药物原料腺苷(AR)、胞苷(CR)和尿苷(UR)进行纯度分析，以研究DSC纯度分析方法用作生产中质量控制的可能性和可靠性。

　　二、原理

　　DSC纯度分析的基础是Van’t Hoff方程：T1=T0x2(RT02/ΔH1)，式中T1为熔融温度、T0为纯组分(主要组分)的熔点、x2为组分2(杂质)在液相中的摩尔分数、R为气体常数、H1为主要组分的熔融热。

　　在低共熔体熔点之上，全部杂质均在液相中，固相中是纯物质，随着进一步加热，纯物质溶解于低共熔体溶液中，从而以下式所示的比例关系稀释杂质：x2=x2’(1/F)，其中x2’为原始样品中杂质的摩尔分数，F为已熔分数=A部分/A全部，A部分是熔融曲线相关点处的部分面积，A全部是熔融峰的总面积。

　　线性化处理：由于两个原因需要作线性化处理，一是低共熔物常常不包含在计算中(在实验开始时熔化)，因此A部分和A全部的值太小;二是熔化时熔融速率快速上升，适用于平衡条件的Van’t Hoff定律不再精确。

　　所需校正因子为c，即1/F=(A部分+c)/(A全部+c)，于是摩尔熔融热H1=[(A部分+c)/m]M，其中m为样品质量，M为主要组分的摩尔质量。

　　在Van’t Hoff方程中用x2、1/F和?H1代入后重排得到多项线性方程：

　　A部分=-c+T0A部分/T1+(T0c-RT02x2’m/M)T1

　　计算机软件用最小二乘法同时计算三个未知数c、T0和x2’。

　　计算纯度时所用的熔融峰的区域：限于曲线峰高的10%至50%，以排除开始液相中高杂质浓度部分和到达峰顶时熔融速率过高的部分。

　　三、实验

　　样品：上海太平洋生物高科技有限公司提供，3种样品各2个，分别为腺苷AR001和AR002、胞苷CR001和CR002、尿苷UR001和UR002，除UR001外，均经过纯化。

　　差示扫描量热分析仪：梅特勒-托利多DSC820

　　PC软件：梅特勒-托利多热分析STARe软件DSC Purity。

　　四、结果与讨论

　　AR、CR和UR三种物质，每种2个共6个样品，每个样品随机取样测3次。下图为样品UR002的DSC曲线，可见曲线形状、熔点、熔程、峰温等重复性很好，其DSC纯度数据非常一致;其他各个样品的DSC曲线与之相似，不一一例示。所有样品的DSC纯度数据列于表中。除了未经纯化处理的 UR001样品，其他样品的纯度均在98%以上，其中三个002样品作过进一步纯化，它们的纯度均达到99%以上。核酸药物原料的纯度>98%即符合质量指标。