熱重量分析による高速乾燥減量結果

乾燥減量は、医薬品などの化学物質内部の揮発性物質の量を測定する一般的な方法である。品質管理のために、推奨される条件は、それぞれの薬局方の対応するモノグラフに指定されている。

1～2gの被験物質をフラスコに入れ、モノグラフに記載された温度と時間で乾燥室に入れる。一定重量まで乾燥させる」という指示は、2回の連続した秤量作業（1時間間隔で、試料を室温まで冷却した後に秤量）で、物質1gあたり0.5mg未満の差が出るまで試料を乾燥させることを意味する[1]。

しかし、熱重量分析が適用されれば、検査はより迅速に行うことができる。

日本薬局方（JP）の非ハーモナイズド・テキストでは、熱重量測定は乾燥減量実験の代替法であると記載されている。さらに、USP <731> (Physical Tests/Loss on Drying)でも、いくつかの個別モノグラフでは、その目的のためにTGAが必要であると指摘されている。

ステアリン酸マグネシウムの例

ステアリン酸マグネシウムは、固形製剤の賦形剤として最も広く使用されている成分のひとつであり、105℃で一定の重量まで乾燥させることが義務付けられている[2]。

製薬グレードの市販ステアリン酸マグネシウムを受領品として用いて、以下の測定（図1および2に表示）を行った。図1は、試料を20 K/分で105 °Cまで加熱し、この温度を一定時間保持する標準的な乾燥減量法のシミュレーションを示しています。完全な質量損失収率は4.09％である。この結果は、わずか約10分で達成できた。

図1から、ほとんどの質量損失がすでに加熱部で起こっていることがわかるため、同量の試料をダイナミックセグメントで20 K/minで180℃に加熱する2回目の実験が行われました（図2）。その結果、4.04％の質量損失が観察された。この実験は約8分で終了した。

どちらの結果も、市販のステアリン酸マグネシウムの分析証明書に記載されている4.02％という値とよく一致した。しかし、測定自体は非常に短時間で終えることができた。そのファクターは、従来の乾燥減量実験と比較して約6である。このことから、熱重量分析は、原薬（医薬品有効成分）や賦形剤の特性評価に非常に有用なツールとなる。

参考までに：

[1] USP 40、第<731>章

[2] USPのステアリン酸マグネシウムに関するモノグラフテキスト、ステージ6ハーモナイゼーション、2016年8月1日正式版