乳糖比旋度測定的影響因素探討

任 靜 梁 波 王蓉佳 蔡 榮

上海市食品藥品包裝材料測試所，上海 201203

乳糖屬于還原性糖，具有光學活動性，是4-O-β-D-吡喃半乳糖基-D-葡萄糖的一水合物，結構式見圖1，分子式為C12H22O11·H2O，分子量為360.31。藥用乳糖一般是從牛奶乳清中經濃縮、結晶、精制、重結晶、干燥后提取所得。乳糖在片劑和膠囊中被廣泛用作填充劑或稀釋劑[1-3]。乳糖的物理特性主要表現為旋光性，溶解性及結晶性[4-5]。藥物的旋光性是指藥物的化學成分的化學結構具有旋光性[6]，物質的旋光性也與藥物的療效有關，乳糖作為重要的藥用輔料，對其旋光度的研究是很有必要的[7-10]。藥用輔料是藥品的重要組成部分[11]，藥用輔料的純度直接影響到藥物制劑的質量，穩定性和安全性[12-13]。其中《中華人民共和國藥典》2015版中對乳糖比旋度的測定方法細節并不明確，導致測定結果存在偏差。經實驗研究后發現乳糖稱樣量，溶解乳糖的溫度，氨水加入后放置的時間，適宜測定溫度，以及比旋度結果的計算方式都對最后乳糖比旋度值存在影響。本研究也試圖找出最優方法，為精確測定比旋度值提供實驗依據。

圖1 乳糖的結構示意圖

1 儀器與方法

1.1 儀器與試劑

ME204E電子分析天平（Mettler公司），TW20水浴鍋（JULABO），FD-115烘箱 Binder，Autopol-Ⅳ自動旋光儀（Rudolph），容量瓶。乳糖三批次（由企業提供），濃氨水（上海化學試劑有限公司，濃度25.0%～28.0%），純化水（默克Milli-Q純水儀）。

1.2 旋光儀測定條件

旋光儀準確至0.01°，適合使用1dm長旋光管。在波長589.3nm（鈉D線）測定旋光度，測定前要預熱30min。

1.3 供試品溶液制備

取本品，在80℃干燥2h后，精密稱定，加水溶解并定量稀釋制成每1mL中約含本品0.1g與氨試液0.02mL的溶液。

1.4 影響比旋度值的5大因素測定

1.4.1 供試品稱樣量 三批次乳糖樣品分別取5、10、25g加水溶解，平行測定6次，計算RSD。稱樣量為5g時，RSD為0.089%～0.094%；稱樣量為10g時，RSD為0.020%～0.027%；稱樣量為25g時，RSD為0.098%～0.110%，見表1。

1.4.2 水浴溶解溫度 三批次乳糖樣品分別在溫度為40℃，50℃，60℃，70℃的水浴中溶解，平行測定6次，計算RSD。40℃溶解樣品時，RSD為0.127%～0.155%，50℃溶解樣品時，RSD為0.021%～0.026%，60℃溶解樣品時，RSD為0.055%～0.097%，70℃溶解樣品時，RSD為0.098%～0.119%，見表2。

表1 不同乳糖稱樣量結果下的比旋度值

表2 不同水浴溫度結果下的比旋度值

1.4.3 加入氨水后續 三批次乳糖樣品分別采用加入氨水后直接定容與加入氨水放置30min后定容的兩種不同方式，對比旋度值平行測定6次，計算RSD。加入氨水后直接定容，RSD為0.093%～0.099%，加入氨水放置30min后定容，RSD為0.019%～0.024%，見表3。

1.4.4 直接啟動和放置到指定溫度再啟動 三批次乳糖供試品溶液分別裝入旋光管后，第一種情況放入儀器顯示25℃，直接啟動，然后儀器自平衡到（20±0.3）℃，完成測試；第二種情況放入儀器顯示25℃，靜置到（20.0±0.3）℃再啟動，完成測試。以上兩種情況實驗分別平行測定6次，計算RSD。直接啟動，RSD分別為0.097%～0.126%，到指定溫度再啟動，RSD分別為0.020%～0.028%，見表4。1.4.5 比旋度計算方式 旋光儀直接平行給出比旋度結果相比較根據儀器給出的旋光度通過公式計算所得出的比旋度結果更精確，避免了2次修約，提高了精密度。

式中：[α]為比旋度； D為鈉光譜的D線；t為測定時的溫度（℃）；l為測定管長度（dm）；α為測得的旋光度；c為每100mL溶液中含有被測物質的重量（按干燥品或無水物計算，g ）。

2 討論

2.1 供試品質量的影響

乳糖10g稱樣量平行性好。比旋度公式中溶劑為100mL，相對而言10g溶質會更準確些，避免了修約。5g稱樣量相對而言質量較少，代表性不夠，誤差相對大些。而25g稱樣量由于量多需要溶解的時間與儀器平衡的時間也相對較長，不足以滿足藥典要求30min內測試完旋光度。

2.2 溶解溫度的影響

在50℃水浴溫度溶解后降溫到20℃平行性好。較低溫度水浴乳糖不易溶解，所需時間較長，較高溫度會使平衡到所需測試溫度（20.0±0.3）℃時間過長，經測試50℃水浴溶解溫度相比較其他溫度更適宜，乳糖的兩種同分異構體α-乳糖和β-乳糖在此溶解溫度達到平衡后波動小，平行性也更好。

2.3 氨水加入后放置時間的影響

氨水加入后放置30min平行性好。在微堿溶液中，因為乳糖存在α-乳糖和β-乳糖兩種同分異構體，在水溶液中兩種乳糖會互相轉變，所以水溶液有變旋現象。而加入的氨水具有微堿性，會使變旋作用迅速，放置一段時間后會使之達到平衡，但放置時間不宜過長，30min為宜，否則會容易破壞乳糖，導致平行性差，數據存在偏差。

2.4 啟動旋光儀光路時間的影響

溫度達到（20.0±0.3）℃啟動測定數據更平行精確度更高。自動旋光儀屬于光學儀器，而光學儀器的組件容易疲勞，所以溫度達到要求后再打開光路即測定相比較把旋光管放入后直接測試旋光度更快更穩定。

表3 氨水加入后定容時間不同結果下的比旋度值

表4 直接啟動和放置到指定溫度再啟動的比旋度值

2.5 計算比旋度方式的影響

用儀器測出的旋光度計算比旋度精確度更高。本研究所使用的的旋光儀可接受樣品的質量精確度只能到小數點后第三位；而研究所使用的天平最高可精確到小數點后第五位，所以用儀器給出的旋光度計算比旋度更接近真值，精密度會更高；如果直接用儀器得出的比旋度存在2次修約問題，會導致誤差。

3 小結

藥用輔料的質量控制是提高我國整體藥品質量有效性、安全性與原研藥臨床效果一致性的重要基礎[14-15]。本研究探討了五種影響比旋度測定的因素，采用平行性更好，即RSD更小的實驗參數進行實驗分析，說明該方法是可信賴的，即乳糖稱樣量10g、50℃水浴溫度溶解乳糖、氨水加入后放置30min后定容、平衡溫度達到（20.0±0.3）℃后啟動測定數據、用儀器測出的旋光度來計算比旋度。本研究方法：（1）提高了乳糖比旋度檢測的速度和精密度；（2）對于準確測定旋光性物質純度有佐證意義；（3）旋光儀可以確定并分析物質的濃度，含量及純度等[16]，所以也對旋光性物質的性質研究有借鑒意義。