图1. 卡马西平，晶型III，连续熔融，1.23mg，铝坩埚，带孔盖；升温：-40~205℃/10K min-1；降温：205~ -40℃/40K min-1；升温：-40~205℃/10K min-1。
随着对药品的质量要求越来越高，热分析已成为控制药品质量、新药研究及新剂型开发的重要检测方法之一，美国、英国、日本和中国药典均收载了热分析方法。差示扫描量热法（DSC）是最常用的热分析方法，在药物熔点、纯度、多晶型的测定、药品溶剂化物和水份的测定、药品的相容性和稳定性测定等方面具有广泛的应用。
药物的多晶态是普遍存在的现象，即相同化学成分的物质存在多种不同的晶态，这些晶态中只有部分晶态才具有治疗作用。药物制造、成型、包装等工艺过程中均牵涉到升温过程，因此药物在不同温度下的多晶态以及多晶态转变研究具有特别的重要性。
本文以常见的卡马西平为例，采用耐驰公司的差示扫描量热仪DSC详细探讨了药物的多晶态转变行为，并通过吉布斯自由能函数讨论，比较了基于实验现象的动力学表述和严格的热力学表述。
实验方法
样品名称：卡马西平（卡巴米嗪）；
分子式：C15H12N2O；
仪 器：NETZSCH DSC；
测评依据：熔点、焓、玻璃化转变温度，与晶型I 、III晶型转变有关的摩尔热容及稳定性的改变。
图2. 图1玻璃化转变部分放大图。
DSC测量结果
图1所示的卡马西平晶型III的第一次加热过程显示该物质在150~170℃的温度范围内有一个很宽的吸热过程，热值为2.5 KJ.mol-1（10.8 J.g-1）。样品在191℃出现熔融峰，相应熔融焓为23 KJ.mol-1（97 J.g-1）。将第一次扫描所得的熔融数据与文献值相比可得知样品物质在加热过程中发生晶型转变为晶型I。尽管熔融焓比文献值低很多，但熔点揭示了两种晶体形态上的差别。
这就产生了一个问题：为什么卡马西平的晶型III在160℃左右转变为晶型I？因为据文献报道，在176℃时晶型III才会熔解。以下是两个可能的原因：
（1）与晶型I相比，晶型III对热比较敏感，在所有温度下不稳定。
（2）晶型III在室温下是一个稳定的晶体，这是作为一个固态的市售药品的前提条件。
在第一次加热中, 会达到两种晶型稳定性相同的温度。当超过所谓的热力学转变点，晶型III就变得不稳定。根据热力学原理，晶型III将会转变为晶型I。两个可能的原因都可以解释图1中所观测到的现象。在热力学、动力学与晶体现象基础上，区分与阐明实验过程中的多相态关系, 如固-固、固-液、溶液-固态和固-气相态关系是一项非常困难的任务, 而且是不能简单解决的。要揭示卡马西平两种晶型的热力学状态, 吉布斯自由能函数或特殊的物理化学数据是必需的。这两项函数可由图5读出。
图3. 卡马西平，晶型III，连续熔融，1.06mg，封闭铝坩埚；升温：5~200℃/10K min-1；降温：200~ 5℃/10K min-1；升温：5~200℃/10K min-1。
在冷却过程中，可以从图1中清晰地看出另一种可能性：卡马西平以无定形形式出现。即在第二次加热中，玻璃化转变温度为55℃，热容变化值为ΔCp=0.47J.g-1.K-1。图1中玻璃化转变区域放大后显示为图2。无定形的卡马西平在受热时, 在106到121℃的温度范围里重结晶, 吸热为14 KJ.mol-1（61 J.g-1）。该样品在189℃出现熔融峰，显示为晶型I的熔点。熔融焓为20 KJ.mol-1（85 J.g-1）。与理论值相比，实验所测得的熔融焓值较低，即20 KJ.mol-1而不是26 KJ.mol-1，可解释为卡马西平的不完全重结晶或在一次加热中205℃时的分解。
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