激光散射法測定羧甲纖維素鈣粒度與粒度分布的研究

王松，譚會潔，張丹丹，李寧寧，陳德俊

(山東省食品藥品檢驗研究院，山東省仿制藥一致性評價工程技術(shù)研究中心，山東 濟(jì)南 250101)

羧甲纖維素鈣是從木漿或棉纖維中得到的纖維素經(jīng)羧甲基化，然后轉(zhuǎn)化成鈣鹽。根據(jù)羧甲基化的程度分級并粉碎[1]。羧甲纖維素鈣是一種較好的崩解劑，具有黏結(jié)力適中、表觀密度高、穩(wěn)定性好、無毒無副作用等特點，所制藥片硬度高、口感好。其不溶于水，在水中可以溶脹，賦予藥劑良好的崩解性，對主藥的適應(yīng)面廣[2]，在國外已廣泛使用，是一種大有發(fā)展前途的高效崩解劑。

輔料的微粒大小會影響制劑的崩解功能，不同的微粒大小有不同的特征，在崩解性方面可能會存在顯著差異。粒度與粒度分布作為藥用輔料的功能性指標(biāo)，能準(zhǔn)確測定羧甲纖維素鈣的粒度與粒度分布至關(guān)重要。本文建立了激光散射法測定羧甲纖維素鈣的粒度與粒度分布，該方法操作簡便，準(zhǔn)確快速，適用于羧甲纖維素鈣粒度與粒度分布的測定[3-5]。

1 儀器與試藥

Malvern Mastersizer 2000型激光散射粒度分析儀；Scirocco 2000干法進(jìn)樣器；Olympus BH-2顯微鏡；羧甲纖維素鈣樣品均為廠家提供。

2 方法與結(jié)果

2.1 光學(xué)參數(shù)的設(shè)置 羧甲纖維素鈣粒度測定的分散介質(zhì)為空氣，空氣的折射率為1.00。粒徑大于10 μm的微粒，對系統(tǒng)折射率和吸光度的影響較小[6]，因未查到羧甲纖維素鈣的折射率，以儀器默認(rèn)值代替，顆粒折射率為1.52。吸收率在0到1之間，其中淺色粉末0.1[7]，故顆粒吸收率為0.1。

2.2 空氣分散壓力的考察 固定振動進(jìn)樣速度40%、進(jìn)樣口寬度7 mm、測量時間10 s，考察空氣分散壓力分別為0.2、0.5、1.0、2.0、3.0 bar條件下對測定結(jié)果的影響，結(jié)果見表1。分散壓力過低，測量圖譜主峰的右側(cè)會出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，主要是未分散均勻，樣品聚集導(dǎo)致；隨著分散氣壓的升高，殘差逐漸增大，直至不符合要求，故選擇空氣分散壓力0.5 bar。

表1 不同分散壓力的粒度測定結(jié)果(n=5)

2.3 振動進(jìn)樣速度的考察 固定空氣分散壓力0.5 bar、進(jìn)樣口寬度7 mm、測量時間10 s，考察振動進(jìn)樣速度分別為30%、40%、50%、60%條件下對測定結(jié)果的影響，結(jié)果見表2。振動進(jìn)樣速度較低時，不能使樣品足夠分散，平均殘差不符合要求；增大時對結(jié)果影響不大，考慮樣品的用量，選擇振動進(jìn)樣速度40%。

表2 不同振動進(jìn)樣速度的粒度測定結(jié)果(n=5)

2.4 進(jìn)樣口寬度的考察 固定空氣分散壓力0.5 bar、振動進(jìn)樣速度40%、測量時間10 s，考察進(jìn)樣口寬度分別為3、7、12 mm條件下對測定結(jié)果的影響，結(jié)果見表3。進(jìn)樣口寬度為3 mm時，樣品容易堆積在樣品盤上，且測定結(jié)果的RSD不符合要求；進(jìn)樣口寬度為7 mm和12 mm時，平均殘差均小于1%，7 mm時殘差最小，12 mm時樣品消耗量增多，因此選擇進(jìn)樣口寬度為7 mm。

表3 不同進(jìn)樣口寬度的粒度測定結(jié)果(n=5)

2.5 測量時間的考察 固定空氣分散壓力0.5 bar、振動進(jìn)樣速度40%、進(jìn)樣口寬度7 mm，考察測量時間分別為5、10、15 s條件下(背景時間與測量時間一致)對測定結(jié)果的影響，結(jié)果見表4。所有測量時間條件下測定結(jié)果的RSD均符合限度要求，平均殘差均小于1%，選擇結(jié)果最優(yōu)的測量時間10 s。

表4 不同測量時間的粒度測定結(jié)果(n=5)

2.6 測定方法的驗證 選擇參數(shù)設(shè)置為樣品折射率1.52，顆粒吸收率0.1，分散介質(zhì)折射率1.00，空氣分散壓力0.5 bar，振動進(jìn)樣速度40%，測量時間10 s，進(jìn)樣口寬度7 mm，取同一樣品測定6次，作為重復(fù)性測定結(jié)果，連續(xù)測定3天，作為中間精密度測定結(jié)果，實驗結(jié)果見圖1和表5。測定結(jié)果顯示，d(0.1)、d(0.5)和d(0.9)的RSD為0.4%～1.7%，表明該測定方法的精密度良好，符合《中國藥典》2015年版要求，建立的方法適用于羧甲纖維素鈣的粒度與粒度分布檢測。

表5 中間精密度測定結(jié)果

圖1 復(fù)性測定中粒度分布曲線疊加

2.7 樣品測定 按照“2.6”項下的儀器參數(shù)，對3個廠家共計10批樣品進(jìn)行測定，每批樣品平行測定2次，求其平均值，測定結(jié)果見表6。

表6 樣品粒度分布測定結(jié)果(n=2)

3 討論

3.1 評價指標(biāo) 激光散射法通常用殘差來表征測量結(jié)果和理論值的擬合差值，一般認(rèn)為小的殘差值意味著測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠[8]。有效測量結(jié)果的殘差值應(yīng)小于1%[9]。

通常用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表征粒徑分布范圍，平行測定5次，d(0.5)的RSD不得過3%，d(0.1)和d(0.9)的RSD不得過5%[6]。

3.2 干法、濕法選擇 羧甲纖維素鈣在水中不溶，但其會在水中溶脹，不適合用濕法，故選擇干法測定。

3.3 測試方法比對

3.3.1 雙篩分法 取本品10 g，置七號藥篩(125 μm)中，下層為9號藥篩(75 μm)，保持水平狀態(tài)過篩，左右往返，邊篩動邊拍打3 min。取不能通過大孔徑篩和能通過小孔徑篩的粉末，稱定重量，計算其所占比例(%)，與激光粒度法篩分圖中給出的范圍內(nèi)體積(%)進(jìn)行比較。由于羧甲纖維素鈣粒徑較小，測量誤差大，通常達(dá)到10%～20%。小顆粒由于團(tuán)聚作用，樣品粘篩，通過篩孔困難，而且有人為誤差，導(dǎo)致可信度下降。

3.3.2 顯微鏡法 取少量樣品放置在載玻片上，選擇10倍目鏡10倍物鏡直接觀察，調(diào)整多個視野統(tǒng)計計數(shù)粒子50個左右，結(jié)果見表6，顯微鏡代表圖譜見圖2。與激光粒度法相比，兩種方法測得的粒度結(jié)果沒有顯著差異。該方法雖簡單快捷，但對粒度整體分布很難量化計算。

圖2 樣品顯微鏡圖譜(批號：201903027)

3.4 小結(jié) 光散射法不能識別測定結(jié)果是原有單個的顆粒粒度，還是凝聚成團(tuán)的顆粒粒度。干法測定需在一定的加料速度下選擇適宜的空氣分散壓力，保證樣品顆粒被完全分散但未被粉碎[10]。因此干法測定選擇空氣分散壓力的條件就是尋找團(tuán)聚和粉碎的平衡點。另外，分散過程中要防止偏流效應(yīng)和顆粒再團(tuán)聚導(dǎo)致測量結(jié)果發(fā)生偏差。

根據(jù)樣品性質(zhì)的不同，選擇合適的進(jìn)樣速度和進(jìn)樣口寬度，避免樣品在進(jìn)樣口積聚或是進(jìn)樣過多。按照《中國藥典》附錄要求，控制檢測器遮光度范圍在0.5%～5%對粒度分布測定至關(guān)重要。

激光散射法測定粒度速度快、重復(fù)性好、準(zhǔn)確性高、操作簡便，本文建立的羧甲纖維素鈣粒度與粒度分布的測定方法，可以較好地用于該藥用輔料的質(zhì)量控制。