激光粒度儀測定甘露醇粒度的方法研究

摘 要：使用Mastersizer 3000激光粒度儀、AERO S進樣器（標準不銹鋼文丘里管）檢測甘露醇粒度，顆粒類型為非球形，折射率為1.60，吸收率為0.1，密度為1 g/cm3，料斗間隙為1.0 mm，樣品分散氣壓為0.5 bar（50 kPa），遮光度為0.50%～5.00%，進樣速率為40.00%，測量時間為10 s，測量次數為1次，樣品量為0.20 g。結果表明，樣品中甘露醇粒徑分布特征為Dv（10）、Dv（50）、Dv（90）重復3次測定結果的平均值分別為27.4、90.3、209.0 μm，相對標準偏差（RSD）均符合要求。由此可見，本檢驗方法適合甘露醇粒度及粒度分布的測定。

關鍵詞：甘露醇；粒度分布；激光粒度儀

激光粒度法作為測定粒度中較為常用的一種分析技術，其主要優勢體現在具有較高的測試精度、較快的測量速度、較大的粒徑測定范圍及較好的重復性等方面，常被用于原料藥質量控制、中藥工藝評價和質量控制以及制劑工藝評價等領域，但采用激光衍射法測定甘露醇粒度分布的報道少之又少。此外，該檢測技術為重要提取物制備新制劑提供了評價手段。本研究選用Mastersizer 3000激光粒度儀對甘露醇的粒徑分布展開探究并進行方法學測試。

1 " 實驗部分

1.1 "試驗儀器

馬爾文Mastersizer 3000激光粒度儀，AERO S進樣器（標準不銹鋼文丘里管）。

1.2 "試驗內容

采用甘露醇（批號：E279X，法國ROQUETTE FRERES）考察可能影響粒度檢測的各個參數，確定最優粒度檢測方法。

2 " 檢測方法

2.1 "測定參數

2.1.1 "儀器參數的設置

顆粒類型為非球形，折射率為1.60，吸收率為0.1，密度為1 g/cm3；料斗間隙為1.0 mm；分散氣壓為1.0 bar（100 kPa）；遮光度為0.50%～5.00%；穩定時間設為0 s，勾選“啟用篩選”，超時設置5 s；進樣速率為35.00%；測量時間為10 s；測量次數為1次。

2.1.2 "結果計算

需計算遮光度，粒度分布百分數對應的Dv（10）、Dv（50）、Dv（90），相對標準偏差（Relative Standard Deviation，RSD）等數據。

2.2 "試驗方法

取適量本品，利用干法測定，調節氣壓為4.0 bar（400 kPa），料斗間隙為1.0 mm，背景測定持續時間為10 s，樣品測定持續時間為10 s，振動進樣速度為15.00%～30.00%，螺旋輸送器速度為30.00%～45.00%，遮光度為4.00%～12.00%。

激光粒度儀的設置參數按“2.1.1”設定后，輸入樣品信息，單擊“開始”，系統開始自動對光，完成后點擊“測量背景”。背景測量完畢后，點擊“進樣”，手動調整進樣速度，使供試品均勻穩定地通過檢測窗口。完成測定后，分析記錄的測量數據，得到體積-粒度分布曲線及結果。

3 " 檢測方法的驗證

3.1 "耐用性驗證

根據分散條件，對樣品質量、料斗間隙、分散氣壓、進樣速度等參數進行考察。調整樣品質量±0.05 g、料斗間隙±0.5 mm、分散氣壓0.5～3.5 bar（50～350 kPa）、進樣速度±5.00%，按照“2.2”的試驗方法，每次只改變一個參數。考慮到干法測量中振動速度與分散氣壓對測量結果影響較大，在確定進樣速度與分散氣壓時，重復測定3次，計算RSD，均應符合要求。

可接受標準：在多個條件下，Dv（10）的RSD≤15.00%，Dv（50）的RSD≤15.00%，Dv（90）的RSD≤15.00%。

如果結果超出可接受范圍，調節耐用性參數的范圍，重復測試。

根據各調整參數的耐用性檢測結果，確定最終的分散條件。

3.1.1 料斗間隙的考察

保持分散氣壓為1.0 bar、進樣速度為35.00%、進樣量為0.20 g，分別調節料斗間隙為0.8、1.0、1.3 mm，料斗間隙對粒度測定結果的影響如表1所示。

由表1可知，將料斗間隙設置為0.8 mm時，由于狹縫過小，樣品從進樣盤兩側進樣，樣品進樣不均勻，導致粒度測定結果明顯偏大。當料斗間隙為1.0～1.3 mm時，樣品能穩定通過進樣盤進入文丘里管，Dv（10）、Dv（50）、Dv（90）的RSD分別為3.50%、2.00%和3.50%，均在可接受標準范圍內。

3.1.2 "進樣速度的考察

設定料斗間隙為1.0 mm、分散氣壓為1.0 bar、進樣量為0.20 g，進樣速度分別為35.00%、40.00%，考察進樣速度對樣品粒度檢測結果的影響，結果如表2所示。

由表2可知，當進樣速度為40.00%時，結果最穩定，因此確定進樣速度為40.00%。

3.1.3 "分散氣壓的考察

固定料斗間隙為1.0 mm、進樣速度為40.00%、樣品量為0.20 g，分別保持分散氣壓0.5、1.5、2.5、3.5 bar，考察分散氣壓對檢測結果的影響，并根據良好分散的濕法測量結果與對應分散氣壓的干法測量結果的一致性確定合適的分散氣壓，結果如表3所示。

由表3可知，在干法測量中，隨著分散氣壓的逐漸增加，粒度分布特征值的測定結果總體上呈下降趨勢。為確定合適的分散氣壓，將良好分散的濕法測量結果與不同分散氣壓下的檢測結果進行比較。根據干法測定結果與良好分散的濕法測定結果中最接近的一致性結果，選擇最合適的分散氣壓。如果干法測定結果比濕法測定的粒度小，表明在該分散壓力下，原始顆粒被破壞。圖1顯示了樣品濕法測定結果與在分散壓力為0.5 bar和3.5 bar下的干法測定結果對比。結果顯示，與濕法測定結果相比，分散壓力為3.5 bar時測定的粒徑更小；分散壓力為0.5 bar時的測量結果與濕法測量結果更接近。結合儀器適用參數和物料特性，氣壓過小不利于樣品充分分散，會造成樣品聚集，故未對0.5 bar以下的分散氣壓進行考察，最終確定分散氣壓為0.5 bar。

一般樣品的測定分為干法和濕法兩種。從整體來看，采用干法和濕法測定甘露醇粒度分布均可以獲得較高的測試精密度。通常在測定前要根據待檢測樣品的性狀和溶解性能選擇合適的測定方法[1]。

在本研究中，根據耐用性檢測結果，最終確定樣品量為0.20 g，料斗間隙為1.0 mm，進樣速度為40.00%，分散氣壓為0.5 bar。

3.2 "重復性和中間精密度驗證

取供試品6份各約0.20 g，干法檢測，手動測量，顆粒類型為非球形，顆粒折射率為1.60，顆粒吸收率為0.1，顆粒密度為1 g/cm3。料斗間隙為1.0 mm，分散氣壓為0.5 bar，遮光度為0.50%～5.00%，進樣速度為40.00%，測量時間為10 s，測量次數為1次。重復測定6次，所得結果記錄至重復性檢測結果統計表（見表4），計算RSD值。

由另一個檢測人Ⅱ檢測同一批樣品，取供試品6份各約0.20 g，按“2.2”檢驗方法進行檢驗，所得結果記錄至中間精密度檢測結果統計表（見表5），計算RSD值。

結果表明，Dv（10）、Dv（50）、Dv（90）的RSD值均小于15.00%，符合規定，說明該方法的重復性和中間精密度較好。

4 " 結果與討論

顆粒粒徑分布的測定方式主要有顯微鏡法、篩分法、沉降法和激光衍射法等[2]。其中，激光粒度測量法最為常見。本研究采用激光衍射法，運用激光散射原理，通過干濕對比確定最優檢測參數，對甘露醇的粒度分布進行研究，在耐用性考察中確定樣品量為0.20 g、料斗間隙為1.0 mm、進樣速度為40.00%、分散氣壓為0.5 bar；在重復性和中間精密度驗證中所得的RSD均符合規定，說明其具有較高的重復性和較好的中間精密度。

5 " 應用與展望

近年來，通過激光衍射法進行藥物粒度分布的研究越來越受關注，逐漸成為重要的藥物分析檢測手段之一。盡管如此，此分析技術仍存在一些難以解決的問題。如選用不同廠家的檢驗儀器檢測到的同一批供試品的粒度分布數據可能無可比性；在對乳劑、乳膏類等藥物進行粒度分布研究時，供試品存在被稀釋的風險，影響其穩定性，導致測定結果不準確等[3]。

通過對檢測儀器進行優化、更新等改進可減小數據偏差。隨著藥物制劑技術的飛速發展，基于激光粒度儀的激光衍射法測定藥物粒徑分布為新制劑的質量評價提供了一種較為可靠的手段，將成為藥物的質量控制和工藝控制中不可或缺的檢測技術。

未來相關人員仍需進一步優化對光路系統的設計，如拓寬量程、提高分辨率等，盡量提高不同品牌激光粒度儀參數的統一性，提高在線檢測儀器的測量準確度等[4]。

[參考文獻]

[1]徐登.激光粒度儀測定鹽酸嗎啡粒度分布的應用研究[J].海峽藥學，2021（8）：53-55.

[2]李文凱，吳玉新，黃志民，等.激光粒度分析和篩分法測粒徑分布的比較[J].中國粉體技術，2007（5）：10-13.

[3]KULKARNI V S，SHAW C.Surfactants， lipids， and surface chemistry-science direct[J].Essential Chemistry for Formulators of Semisolid and Liquid Dosages，2016（2）：5-19.

[4]NAIK S，MUKHERJEE R，CHAUDHURI B.Triboelectrification： a review of experimental and mechanistic modeling approaches with a special focus on pharmaceutical powders[J].International Journal of Pharmaceutics，2016（1）：375-385.