TGA-MS分析药品的残留溶剂
图1. HPR-20 MS与STA6000联用。
热重分析仪（TGA）通常用于检测材料在升温或等温时的失重特性。在医药领域，很多材料的失重归因于水分或溶剂的挥发、脱溶、分解等现象，这些失重信息常用于进一步揭示药品的纯度、稳定性以及适用范围。TGA对于样品的失重提供了卓越的定量检测，但是不能对样品的逸出或者分解物进行定性判断。而TGA逸出物的定性判断对于研发工作是十分重要的检测内容。TGA-MS联用技术正好可以用于对逸出气的定性研究，为样品测试提供完整的逸出气信息。
典型的TG-MS应用包括以下几方面：
检测样品中水分或溶剂的失重行为（例如药品的烘燥失重或脱水）；
热稳定或降解特性；
反应性研究（例如聚合反应）；
样品中痕量挥发组份研究（例如挥发性有机成份VOC测试）。
图2. PerkinElmer Clarus 600 GCMS与Pyris 1 TGA联用。
仪器配置
PerkinElmer所有的TGA仪器（包括Pyris 1TGA，TGA 4000，STA6000）都可以方便地与MS仪器联用，如图1所示的MS是Hiden Analytical的四级杆质谱仪HPR-20。另外，PerkinElmer 的Pyris 1 TGA还可与本公司的GCMS进行联用测试，如图2所示。
实验部分
在下面的实例中，联用仪器采用的是PerkinElmer Pyris 1 TGA与Hiden HPR-20质谱仪，该质谱仪的质量范围为200 amu（原子质量单位）。由于绝大多数的药品溶剂质核比小于100，所以200amu对于药品溶剂检测而言已经足够。TGA的载气总流量通常采用20~30ml/min。
图3. 初步扫描确定深入分析的核质数。
一般而言，样品的离子数不可知。在此例中，常用方法是在质谱范围内做一次扫描，得到样品逸出物的质核比；然后针对我们感兴趣的核质比，采用MID（多离子数检测）进行第二次测试分析。MID对于选定离子检测而言，由于其针对性检测而非宽质量范围检测，所以可得到更佳的测试结果，而且测试更高效。
大家常常关心样品中的逸出挥发物、残余溶剂的类别以及在结晶过程中是否与溶剂有键合作用。在下面的实例中，样品从室温开始失重、到140℃失重结束，总的失重比例大约6%。
图4. 样品从室温到140℃的宽范围失重。
很多材料都含水，但是，相应的失重过程是否完全归因于水分的脱离，这就是问题所在。对于该样品而言，乙醇和丙酮在生产过程中可能残余于样品中，所以也同时进行检测。水的核质数18 amu，乙醇和丙酮通过软件谱图库初步选择的核质数分别为31和43。另外，谱图库显示乙醇还具有核质数43，所以此核质数不能对丙酮进行定性判断；根据以上推论，我们也选择丙酮另外的核质数58。
图5. 失重曲线和质量数18的水峰比较。
将样品放入TGA中，采用常规升温程序测试；在热分析软件中添加了按钮控制MS的启动和停止，从而可以得到两个测试系统的同步结果。在测试过程中，可同时监测到两个软件系统各自采集的数据。MS的数据可以传输到Pyris软件中，以时间或者温度为坐标显示。
测试结果
如图3所示，从质量数18可推断水分的存在，其分压在10-7数量级，相应的TGA曲线如图4所示。
图6. 失重曲线与MS质量数（10-8数量级）谱图。
另外，可以看出，其他核质数的浓度明显低得多，为10-8数量级。图5是MS的水峰和热重曲线的合成图谱。
质量数31清晰地确定样品中乙醇的存在，通过质量数43和质量数56的确证（如图6所示）证明样品中也存在丙酮。这是因为，质量数43的浓度明显高于质量数31的浓度，从而可以确定丙酮的存在。如果质量数43完全归因于乙醇，那么其测试的含量应该低得多。在这个实例中，质核数43有一小部分含量是归因于乙醇的第二质核离子。
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