不同脫氣方式對溶出介質中溶氧量的影響

何歡,安京燁,李瀟,張喆△（.北京市藥品檢驗研究院（北京市疫苗檢驗中心）·國家藥品監督管理局仿制藥研究與評價重點實驗室·中藥成分分析與生物評價北京市重點實驗室,北京 006;.北京市醫療器械檢驗研究院·國家藥品監督管理局體外診斷試劑質量評價重點實驗室·醫療器械檢驗與安全性評價北京市重點實驗室,北京 0）

溶出度檢查是考察固體制劑質量和工藝的常用檢查項目，通過測定藥物的溶出度，可以反映制劑的批間一致性，針對不同的活性成分設計不同的溶出介質，可以預測藥物在體內的溶解過程。在溶出度檢查中，溶出介質中存在的溶解氣體可以以多種方式影響溶出度結果[1]，溶解的氣體可以顯著改變非緩沖溶液的pH值，可以通過氣泡的形成干擾流體-流動模式[2]，若氣泡附著在固體顆粒表面，會使得其浮力增加，從而溶出速率增大；若氣泡聚集在轉籃或片劑外，形成物理屏障，則會導致溶出速率降低[3]，因而對溶出介質進行脫氣是很有必要的。《中國藥典》2020年版提出溶出介質應新制并經過脫氣[4]，但并未對脫氣方式以及脫氣效果進行進一步的要求。《美國藥典USP2023》則對脫氣的必要性進行了說明，并且推薦了一種溶出介質的脫氣方式：首先將溶出介質預熱至41℃，立即在真空狀態下經0.45μm微孔濾膜濾過，緩緩攪拌并保持5分鐘[5]，即減壓過濾法。大部分溶出介質都是以純化水為主要溶劑，目前實驗室主要的脫氣方式有煮沸、超聲、抽濾、減壓過濾等，有部分溶出儀配備了氮氣或氦氣脫氣程序，而減壓過濾主要是通過真空脫氣機實現。目前市面上有兩種真空脫氣儀，非在線真空脫氣儀是預先加入定量的純化水，儀器進行加熱、循環、抽真空等操作對水進行脫氣，脫氣的時間可以設定，一般實驗室設定為30分鐘，其優點是儲量大、出水快，缺點是脫氣時間長，需要等待脫氣完成后才能進行后續實驗。另一種在線真空脫氣儀是采用“即時加熱與氣液分離技術”對純化水進行實時的預熱與脫氣，只要水源充足，就可以及時且持續提供脫氣水，無需等待。

空氣中含有氧氣，氧氣在一定程度上占比不變，且很容易用敏感的電極進行量化，而空氣中分子態的氧溶解在水中稱為溶解氧，溶解氧不會受到介質中pH的變化而改變[6]，所以可以通過測定溶解氧來判斷脫氣方式的效果。影響氣體在水中溶解度的因素主要有溫度和壓力，當溫度和壓力一定時，水中溶解氧會達到動態平衡，此時水中的溶解氧值即為飽和值，當脫氣后的水中溶解氧未達到飽和值時，就會從空氣中吸收氧氣，直到飽和，而當水中溶解氧超飽和時，也會向空氣中釋放氧，最終回到飽和值。所以即使溶出介質經過了脫氣處理，也無法永遠保持脫氣的狀態，經過一段時間的放置和攪拌，會逐漸達到溶解氧飽和，這也是《中國藥典》2020年版規定了溶出介質要新制的原因。本文以純化水為溶出介質，模擬溶出度測定的實驗過程，通過測定不同脫氣方式下溶出介質的溶氧量曲線，分析不同脫氣方式對于溶出介質的脫氣效果。

1 儀器裝置與試劑

溶氧儀：YSI 550A，測定范圍0-50mg/L，精度0.01mg/L；溶出儀：天大天發科技有限公司RCZ-8M；瑞士SOTAX AT70smart；真空脫氣儀：天大天發科技有限公司ZKT-18F，溫度范圍37℃-45℃（精度±0.5℃），真空度0.02MPa-0.05MPa；在線真空脫氣儀：天大天發科技有限公司TQ-1A，溫度范圍37℃-41℃（精度±2℃），真空度0.05MPa-0.085MPa（精度±0.01MPa）；超聲機：寧波新芝生物科技股份有限公司SB-25-12D，超聲功率600W；真空泵：VACUUBRAND MZ 2C NT；抽濾瓶；純化水。

2 方法

按照溶出度與釋放度測定法（《中國藥典》2020年版四部通則0931第二法），以經過不同脫氣方式的純化水1000mL為溶出介質，轉速為75rpm，依法操作，在0、10、30、45、60、90、120、240、480分鐘及24小時時，分別測定每一杯溶出介質的溶氧量，繪制溶氧量曲線。

3 結果

3.1 未脫氣水 未脫氣水作為本研究的對照組，在溶出度試驗對應時間點測定各溶出杯溶氧量，結果見表1。

3.2 真空脫氣儀法 筆者對市面上常用的在線脫氣儀和非在線脫氣儀制備出的脫氣水分別進行考察，并對非在線真空脫氣儀的脫氣時間進行考察。

3.2.1 非在線真空脫氣儀 對6000mL純化水脫氣30分鐘后進行溶出度試驗，在對應時間點測定各溶出杯的溶氧量，結果見表2。

表2 非在線真空脫氣儀脫氣水24小時內溶氧量結果

此外，對6000mL純化水脫氣10分鐘，同法試驗，進行了120分鐘溶氧量曲線的測定，與脫氣30分鐘的曲線進行比較，結果見圖1。

圖1 非在線真空脫氣儀不同脫氣時間平均溶氧量曲線圖

3.2.2 在線真空脫氣儀 對在線真空脫氣儀制備出的6000mL脫氣水進行溶出度試驗，在對應時間點測定各溶出杯的溶氧量，結果見表3。

表3 在線真空脫氣儀脫氣水24小時內溶氧量結果

3.3 抽濾脫氣 將6000mL預熱至37℃的純化水經0.45μm濾膜過濾后進行溶出度試驗，在對應時間點測定各溶出杯的溶氧量，結果見表4。

3.4 超聲脫氣 將6000mL預熱至37℃的純化水超聲30分鐘后進行溶出度試驗，在對應時間點測定各溶出杯的溶氧量，結果見表5。

表5 超聲脫氣水24小時內溶氧量結果

3.5 煮沸脫氣 將6000mL純化水煮沸15分鐘后，加蓋于室溫環境放置，溫度降到37℃時進行溶出度試驗，在對應時間點測定各溶出杯的溶氧量，結果見表6。

表6 煮沸脫氣水24小時內溶氧量結果

3.6 氮氣脫氣 取6000mL預熱至37℃的水經SOTAX溶出儀配備的脫氣系統，接入氮氣后按照溶出儀預設脫氣程序進行脫氣，測定4小時內各時間點各溶出杯的溶氧量，結果見表7。

表7 氮氣脫氣水4小時內溶氧量結果

3.7 不同溶出介質配制方法的溶氧量結果考察 以0.2mol/L磷酸鈉溶液為溶出介質，用減壓過濾法進行脫氣，考察先脫氣后配制溶出介質和先配制溶出介質后脫氣溶氧量情況，結果見表8。

表8 不同溶出介質配制方法溶氧量結果

3.8 結果匯總 將不同脫氣方式六杯平均溶氧量曲線進行匯總，結果見圖2。

圖2 不同脫氣方式平均溶氧量曲線

從以上實驗可以看出，不同脫氣方式溶氧量差異明顯，其中氮氣脫氣和煮沸15分鐘脫氣溶氧量最低，這兩種脫氣方式在60分鐘內溶出介質的溶氧量都顯著低于其余脫氣方式。其次是兩種真空脫氣機的脫氣效果，在線脫氣機脫氣后溶氧量低于非在線脫氣機，非在線脫氣機的脫氣時間對溶氧量結果影響不大。再次是抽濾脫氣，而超聲30分鐘的脫氣效果最差，與未脫氣的對照組幾乎無差異。除抽濾脫氣外，其余幾種脫氣方式在4小時后溶氧量均趨于標準大氣壓下37℃的飽和值。溶出介質配制好后再進行脫氣，溶氧量低于先脫氣后配制。

4 討論

氮氣脫氣和氦氣脫氣原理相同，均是通過氣體置換和隔離，通過向液體中充入氮氣或氦氣，將溶解在液體中的其他氣體擴散后帶出溶液，其自身在水中的溶解度低于其他氣體，又可以防止其他氣體的再溶解和反擴散，從而在一定時間內達到脫氣效果[7]。市面上多個溶出儀自帶的脫氣裝置均采用此原理，具有脫氣速度快、效果好、自動化程度高的優勢。氦氣的溶解度低于氮氣，但氦氣屬于稀有氣體，作為溶出介質的脫氣手段成本較高，氮氣脫氣效果可以滿足大部分實驗需求。

煮沸、減壓過濾和真空脫氣等方法是通過升溫或者減壓的手段使液體沸騰，從而使液體里的氣體溢出達到脫氣效果。減壓過濾和真空脫氣主要是通過降低液面上方氣體分壓導致氣體從水中逸出，根據“克拉伯龍-克勞修斯”方程：，當壓力足夠小時，水就可以在低溫下沸騰[8]。在線脫氣機的真空度為0.05-0.085MPa，略高于非在線脫氣機的0.02-0.05MPa，在相同溫度下，在線脫氣機的脫氣效果也優于非在線脫氣機。在不具備攜帶自動脫氣裝置溶出儀的情況下，采用真空脫氣機脫氣水配制溶出介質是日常大批量溶出度試驗的主要手段。

氮氣脫氣和煮沸脫氣后水中溶氧量較低，但其在后續溶出度操作過程中引入的氧氣也較多，六個溶出杯之間的變異系數CV值顯著高于其他脫氣方式。在60分鐘內，經過脫氣后的水在溶出度試驗過程中對溶氧量均呈線性增長，其中脫氣效果最好的是氮氣脫氣和煮沸脫氣，其60分鐘內對氧氣的吸收速率也最快。對于一些對氣體特別敏感的品種，或者實驗室不具備其他脫氣裝置的情況，可以選用煮沸脫氣。

煮沸、在線脫氣機、非在線脫氣機等方法需要在溶出介質配制之前對水進行脫氣，氮氣脫氣和抽濾脫氣可在溶出介質配制好后進行脫氣。若溶出介質中有易揮發物質，比如鹽酸或一些有機試劑時，應選用先脫氣后配制的方法。在日常實驗中應根據所做品種的特點，靈活選用不同的脫氣方式。