はじめに
医薬品や食品の純度は、その品質と密接に関係している。納品される物質には、生物にとって有害な汚染物質が含まれていてはならない。特に製剤においては、汚染物質が有効成分を阻害し、その適切な機能を妨げることがあってはならない。これらの理由から、Purity Determination は医薬品、化粧品、食品物質にとって不可欠である。
本実施例では、ニパジンの純度を測定した。この白色粉末はメチルパラベンの化学名で知られ（図1）、化粧品、医薬品、食品中の防腐剤としてE218の名称で使用されている[1, 2]。
ASTM E928-08は、DSC測定によるPurity Determination 。この方法では、「化合物の融解温度範囲は、不純物レベルが上昇するにつれて広くなる」ことを考慮している [3]。この方法は、融液に溶解し結晶に不溶な不純物を含む混合物、いわゆる共晶不純物に適用できる。
テスト条件
熱抵抗の重要性 -NETZSCH による時間節約ソフトウェアソリューション
DSC測定中の温度変化は、通常リファレンス側で測定されます。真の」試料温度は、試料内で発生するプロセスのエンタルピーだけでなく、基準容器と試料容器間の熱抵抗にも依存します。正しい試料温度の知識は純度の決定において重要な役割を果たすため、熱抵抗は試験の前に計算する必要があります。DSC用ソフトウェアNETZSCH Proteus® では、熱抵抗に関する校正は温度およびエンタルピーの校正と同時に行われるため、結果として得られる曲線は自動的に試料内部の真の温度を示します。
測定
を用いた測定に先立ち、熱抵抗の測定が行われます。 DSC 204 F1 Phoenix®を用いた測定に先立ち、Concavus® アルミニウム製のパンをアセトンで洗浄し、425℃に1分間加熱しました。試料（試料質量2.12 mg）を容器に入れた後、密閉してDSCセルにセットした。
不純物の影響により融点が低下する可能性があるため、融解前に加熱を開始する温度範囲を注意深く選択する必要がある。さらに、予備融解も考慮しなければなりませんが、これは非常に純粋な材料では最小ですが、汚染度が高くなると増加する可能性があります。
最初のセグメントでは、試料を室温から100℃まで20K/分の加熱速度で加熱した。次のセグメントでは、加熱速度を0.7 K/分に下げ、温度を130℃まで上昇させた。全実験中、DSCセルは乾燥窒素でパージした。
テスト結果
図2は第2加熱区間のDSC曲線である。吸熱（吸熱性）ピークはニパジンの融解に起因する。125.4℃で検出されたオンセット温度は、融解温度に関する文献値（125.2℃ [1]）とよく一致している。
Van't Hoffプロット、融点および純度
純度の計算には、ASTM E928-08のメソッドAに記載されているように、Van't Hoff式を使用した：
TS: 試料温度 [K]
T0: 純ニパジンの融解温度 [K]
R: 気体定数 (= 8.314 J/mol-1-K-1)
X: 不純物 mol 分率
H: 融解熱 [J-mol-1], ピーク面積から算出
F: 融解分率
Van't Hoffプロットは、Purity Determination 。1/F（融解ピークの割合の逆数）の実測データと、その融解量が観測される温度を比較する。このデータは通常非線形であり、非直線性は純度が低くなるほど高くなる。直線性からのずれは予備融解によるもので、DSCでは検出できない。曲率は、DSC測定の温度プログラム（融解ピークに近すぎるところから開始する）とピーク面積の計算限界（例えば、融解ピークに近すぎる左限界）によって影響を受けることに注意すべきである。
曲線の線形化のために、ソフトウェアは、総面積と各分割面積に補正係数cを加えることにより、Fの修正値を計算する。この手順により、最終的に曲線Ts=f(1/F)の線形性が達成される。
さらに、モル％値を計算するために、分子量をソフトウェアに入力する必要がある。
図3は、観測データと補正データ（直線曲線）を示している。
純度は補正された直線データの傾きから計算される。純度100%の理論融点は、溶融分率(1/F)が0となる点(図3の枠内のT melting pure)としてプロットから求めることもできる。融解温度125.995℃に対し、126.063℃である。NETZSCH Purityソフトウェアは、測定されたニパジン試料の不純物含有量を0.14モル％と計算する。
この結果は、調整されたデータが直線性を示し、純度レベルが98.5%より高く、補正係数cが20%より低い場合にのみ信頼できる[3]。
測定後、測定中に質量損失が生じないことを確認するため、試料を再度秤量した。初期質量の変化は、揮発性物質の蒸発を示し、吸熱（吸熱性）をもたらす。したがって、吸熱（吸熱性）ピークは融解だけでなく、揮発性物質の放出によっても生じることになる。これはピークの評価を歪めることになる。
結論
DSC法は、純粋な結晶材料の純度を簡単に測定する方法を提供する。純度は、調査対象の材料の融解速度を用いて計算される。DSCの融解ピークから融点の降下が決定され、これは不純物の存在に直接関係する。
DSCによるPurity Determination の前提条件は、不純物が融液に溶解し、結晶に不溶であることである。Purity Determination を正しく測定するためには、試料の昇華も防ぐ必要がある。