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제약 산업은 활성 제약 성분의 안정성과 열 거동을 정밀하게 평가해야 하는 끊임없는 과제에 직면해 있습니다. 특히 고체 또는 결정 형태의 API(제약 활성 성분)의 경우 열 분석이 중요한 것으로 입증되었습니다.
열 분석
e
는 필수적인 도구로 자리 잡았습니다.
열 중량 측정(TG)
및 동적
차동 주사 열량 측정(DSC)
를 한 번의 분석 단계로 통합할 수 있습니다. 이러한 방법의 조합을 통해 동일한 시료에 대한 질량 변화와 발열 효과를 동시에 기록할 수 있으므로 개별 측정의 불확실성 없이 결과의 직접적인 상관관계를 파악할 수 있습니다. 특히 고품질 활성 의약품 성분의 연구 개발에서와 같이 시료의 양이 제한되어 있는 경우, 이 방법은
중요한 전환점 식별
The 동시 열 분석(STA) 는 의약품 개발 및 품질 관리에 매우 중요한 임계 열 전이 지점을 식별하는 핵심 방법입니다.
이러한 전이 지점은 제약 활성 물질(API)의 처리 조건과 보관 안정성을 크게 결정합니다.
주요 전환 지점:
- 융점: 활성 성분의 처리 및 보관에 중요합니다.
- 유리 전이 온도(Tg): 비정질 또는 반결정성 물질이 연화되는 온도 범위를 나타냅니다. 안정적이고 견고한 외관을 잃고 보관 안전성이 손상될 수 있는 한계를 나타냅니다.
- 분해 온도: 안정적인 공정 및 보관 온도를 설정하기 위해 시작 온도를 정밀하게 결정합니다.
- 상 전이: 특정 용융 또는 변형 온도에 따른 다형성 결정 형태의 특성 분석.
수분 민감도 평가
많은 활성 의약품 성분은 뚜렷한 흡습성을 나타내므로 상대 습도의 작은 변화에도 수분 흡수와 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 STA 를 사용하면 증발 또는 결정화 수분을 통한 수분 손실을 정량적으로 측정할 수 있습니다(1).
수분 민감도 분석에는 안정성 평가에 필수적인 몇 가지 중요한 파라미터가 포함됩니다. 물의 흡착 및 탈착은 이산 질량 변화로 TG 신호에서 볼 수 있으며, 수반되는 열 또는 온도 변화를 통해 물의 결합 형태에 대한 결론을 도출할 수 있습니다.
중요한 가치 평가 매개변수:
- 수분 흡수 용량: 시료 질량 대비 흡수된 물의 양 비율
- 평형 수분 함량: 정의된 조건에서 수분이 평형을 이루는 상태
- 흡착-탈착 등온선: 수분량과 상대 습도 간의 관계
- 결정 수분 함량: 구조적으로 결합된 물의 비율
- 수분 흡수 동역학: 수분 흡수/방출 속도 비정질 API 결정에 수분이 흡수되면 유리 전이 온도가 낮아져 보관 또는 운송 중에 재결정화 경향이 증가하는 영역이 발생할 수 있습니다(2).

열 분해 및 보관 안정성
열분해는 화학적 무결성과 효능에 직접적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 활성 의약품 성분의 보관 안정성에 결정적인 영향을 미칩니다. 따라서 동시 열 분석(STA) 는 흡열 및 발열 효과뿐만 아니라 질량 변화를 동시에 감지하여 이러한 프로세스를 조기에 식별할 수 있습니다.
전통적인 열분해 외에도 산화 반응도 중요한 역할을 할 수 있습니다. 산소가 분자 구조에 통합되면서
또 다른 중요한 요인은 변성입니다. 열 또는 산화적 영향으로 인해 생명공학적으로 생산되거나 단백질 기반 활성 성분이 고유한 구조를 잃게 됩니다. 이는 활성 손실, 응집체 형성 또는 방출 변화로 이어져 제제의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
분해 또는 변성 시작 온도를 정확하게 측정하는 것은 보관, 운송 및 처리의 상한을 정의하기 때문에 연구 및 품질 관리에 필수적입니다. 잠깐의 온도 초과도 돌이킬 수 없는 구조적 변화를 일으킬 수 있습니다. 따라서 STA 및 해당 동역학 모델링의 도움으로 정의된 보관 조건에서 약물 물질의 유통 기한을 안정적으로 예측할 수 있습니다.
스토리지 안정성에 미치는 영향:
- 효능 저하 및 손실: 화학적 분해 또는 변성으로 인한 활성 성분의 농도 감소
- 산화: 산소 결합으로 인한 질량 증가 및 구조 변화
- 분해 생성물의 형성: 화학적 또는 독성학적으로 관련된 부산물 형성
- 습기와의 상호작용: 습도 증가로 인한 열 안정성 감소 및 가수분해 과정 발생 가능성
- 장기 예후: 열역학 모델링을 사용하여 정의된 조건에서 유통 기한 예측
결론
그리고 동시 열 분석 은 제약 산업의 실험실, 연구자 및 엔지니어에게 매우 민감하고 재현 가능하며 시간 효율적인 도구를 제공합니다. 이를 통해 API 결정의 수분 민감도, 열 전이 및 분해 과정을 심층적이고 신뢰할 수 있게 평가할 수 있습니다. 특히 GMP 조건과 품질 보증의 맥락에서 STA는 가장 높은 과학적 수준에서 API의 개발 및 저장을 가능하게 합니다. 이 방법은 임계 전이점을 정확하게 식별하고 수분 민감도를 신뢰성 있게 평가하며 열 및 화학 구조적 분해 거동에 대한 완전한 특성 분석을 제공합니다. 이를 통해 활성 성분 분석의 안전성과 개발, 품질 관리 및 안정성 테스트의 효율성이 크게 향상됩니다.
출처 목록
(1) DocCheck Flexikon: 제약 결정의 안정성.
https://flexikon.doccheck.com/de/Stabilit%C3%A4tspr%C3%BCfung_(약국)
(2) 도이체 아포테커 차이퉁: 분해 반응 마스터하기.
https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2015/daz-52-2015/zersetzungs-reaktionen-beherrschen