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动态蒸汽吸附(DVS)的作用及其在药物开发中的应用

2025-08-18     来源:     点击次数:119

01. 什么是动态蒸汽吸附(DVS)?
DVS测量涉及将固体样品暴露于可变湿度条件下,同时使用高灵敏度天平持续监测其重量变化。DVS的基本原理基于吸附和解吸等温线,这些等温线提供了有关水‑材料相互作用(吸附或吸收)、水分吸附能力和动力学的信息。

02. DVS在药物开发中为什么重要?
在配方制备阶段从DVS测量中获得的信息有助于选择API的最佳固体形式。DVS是一种非常有价值的工具,原因如下:

(1) 稳定性研究:
API对湿度和湿度敏感,在水的存在下其物理稳定性可能会受到损害。DVS可用于研究API随时间推移的水蒸气吸收。这有助于理解和优化诸存条件,以确保AP的稳定性。

(2) 多晶型物和水合物形成:
结晶水合物通常比无水形式具有较低的水溶性。无水形式向水合物转化可能会影响药物物质的可溶性和生物利用度。DVS测量可以突出诱导无水-水合物转化的相对湿度(RH)水平。此外,等温线吸附/解吸曲线提供了有关水合物结构(通道水合物或化学计量水合物)的见解。

(3) 质量控制与合规:DVS可应用于质量控制,以确保API满足特定的水分含量规格。

(4) 干燥过程:API合成通常涉及湿法工艺。DVS可用于研究干燥过程的效率,并确保API不含残留水分,这对产品质量和稳定性至关重要。

03. Ardena使用什么设备进行DVS?
DVS Adventure系统来自Surface Measurement Systems (伦敦,英国)。
- 温度范围:5-85℃
- 相对湿度范围:0-95%
- 相机:最高可达60℃
- 可以分析高活性APIs

04. Ardena如何使用DVS来研究材料的不同固态形式?
DVS测定是我们标准物质表征的一部分,可用于研究调查中发现的新的固体形式。我们通常在DVS测定前后使用XRPD分析测量材料,以确定固体形式在DVS测定后是否保持不变。一旦我们确定了由于不同相对湿度弓起的固体形式变化,就可以使用变湿度XRPD对材料进行进一步分析。此外,根据客户的要求,我们可以进行具有特定目标的独立DVS分析。

05. 吸湿性分类系统是什么?
在Ardena,我们通过DVS测量确定多晶型体、盐类、共晶和无定形固体的吸湿性。根据V.Murikipudi、P.Gupta、V.Sihorkar在《Pharmaceutical Development and Technology》2013年第2期第348-358页的分类,吸湿行为如下:

进行DVS测量的固体材料总是通过XRPD进行分析以验证任何潜在的相变。

06. DVS有哪些局限性?
DVS系统的工作温度范围在5‑85℃之间。在此范围之外的温度无法进行测量。类似地,该技术通常在常压下进行。如果您需要在不同的压力条件下研究吸附行为,DVS可能不适用。

最后,样品的大小和形状会影响结果。形状不规则或非常小的样品可能无法提供准确的数据。DVS测量材料在其表面的吸附特性。它可能无法提供有关材料体吸附性能的信息。某些材料可能对动态吸附过程敏感,这可能导致样品在测量过程中降解或材料性能发生变化。

07. 你能提供DVS配置文件的示例吗?
我们的默认DVS方法涉及在25℃的恒定温度下进行40-95-0-40%的RH曲线。RH以10%的步长变化,在dm/dt送到0.002%并在15分钟内达到平衡或最大平衡时间为6小时后。吸附和解吸循环以RH%为函数显示。

在下面的图像中,显示了非吸湿性材料的DVS吸附/脱附曲线:25℃/80%RH时的水蒸气吸收率为0.1%

非吸湿性材料的DVS吸附/脱附曲线-上海昊扩

在下图中,记录的吸附/脱附曲线在40‑60%RH范围内表现出滞后现象。滞后现象通常表明发生了相变,通过结构中吸收水分子形成了水合物:

在下图中,观察到通道水合物的典型吸附/脱附曲线:水合和脱水产物的结构是同构的(即水合/脱水过程中无滞后现象)。因此,水的吸附和脱附表现为重叠的可逆循环。

关于英国SMS
英国Surface Measurement Systems (SMS) 公司专注于创新型实验技术的研发,DVS、IGC-SEA、BTA等多种实验仪器,可用于准确表征复杂固体的多种物理化学性质,广泛应用于制药、食品、能源、土木建筑等众多领域。

关于上海昊扩
上海昊扩科学器材有限公司成立于2019年,总部位于上海,是一家实验室设备/耗材及分析仪器的专业服务商。公司致力于为生物、医药、物性检测、化工分析、食品、工业生产等相关领域客户提供国内外高科技专业设备以及技术咨询服务。

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