顯微圖像法檢測芪術(shù)玄參微粉粒度的試驗

馬 霞 ,郭振環(huán) ,王長林 ,王秀君 ,劉永錄 ,張國祖

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,河南鄭州450046 ;2.河南省康星藥業(yè)股份有限公司,河南鄭州 451464)

隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,顆粒的粒度分析方法得到了改進(jìn)和發(fā)展,并在生產(chǎn)和科研中得到了廣泛應(yīng)用(如激光衍射法、顯微圖像法、篩分法等)。其中隨著計算機(jī)的處理能力和攝影器件的分辨率的提高,基于圖像處理的粒度檢測技術(shù)已經(jīng)取得較大的成果,這種檢測技術(shù)具有檢測快速、結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)[1]。顯微圖像粒度分析法作為一種絕對測量方法,也是顆粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的主要方法之一[2]。

蔡光先等[3]將中藥超微粉定義為粒度為系微米級的中藥,是經(jīng)細(xì)胞級微粉碎所獲得的中藥微粉。對中藥粒度的檢測《中國獸藥典》中有篩分法[4],然而篩分法對小于200 目的干粉很難觀察和測量[5],因此不適用于中藥微粉粒度測定。

芪術(shù)玄參微粉是自擬組方并經(jīng)專利設(shè)備(過篩同時分級)加工達(dá)到微米級的國家三類新獸藥,為制定其粒度檢測標(biāo)準(zhǔn),本試驗參照《中國藥典》通心絡(luò)膠囊中粒度檢測方法[6],對300 目芪術(shù)玄參微粉采用不同分散介質(zhì)、分散方式、比例及時間進(jìn)行比較選擇,建立了檢測方法,并采用此方法檢測了多批次芪術(shù)玄參微粉的粒徑分布,建立了粒度控制標(biāo)準(zhǔn)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 Winner99 型顯微圖像分析系統(tǒng)(包括電子顯微鏡、電腦帶粒度測量軟件、物鏡測微尺),購自濟(jì)南微納科技有限公司;甘油、醋酸、乙醇,均為分析純,購自天津市富宇精細(xì)化工有限公司;300 目芪術(shù)玄參微粉樣品10 批。

1.2 試驗方法 儀器校正(調(diào)整比例尺參數(shù)):將標(biāo)準(zhǔn)刻度尺置于顯微鏡載物臺上,在100 倍(10 ×10)放大倍數(shù)下,調(diào)整焦距使其圖像清晰;在標(biāo)準(zhǔn)刻度尺上拾取一定的距離即圖像距離,讀取標(biāo)準(zhǔn)刻度尺的微米數(shù)即實(shí)際長度,實(shí)際長度/圖像距離即比例尺的數(shù)值。

測試過程:稱取混勻樣品適量,加入分散介質(zhì)分散均勻后立即取1 滴置載玻片上,覆以蓋玻片,顯微鏡下在100 倍顯微鏡下觀察。

1.2.1 分散介質(zhì)的選擇 分別用無水乙醇、甘油醋酸試液、甘油∶無水乙醇(1∶2與2∶1)、水合氯醛作為分散介質(zhì)對芪術(shù)玄參微粉進(jìn)行分散,顯微鏡下觀察顆粒分散效果及顆粒膨脹程度。

1.2.2 分散方式的選擇 采用手動震蕩分散與超聲振蕩器2 種方式對芪術(shù)玄參微粉分散相同時間,顯微鏡下觀察其分散效果。

1.2.3 分散時間的選擇 取0.010 g 芪術(shù)玄參微粉3 份,分別置10 mL 甘油醋酸試液中,超聲5 min、10 min、15 min,顯微鏡下觀察顆粒分散效果。

1.2.4 粉末稱樣量的選擇 取0.003 g、0.005 g、0.008 g、0.010 g 的樣品各2 份,分別加入至5 mL和10 mL 甘油醋酸試液中,超聲10 min,顯微鏡下觀察1 個視野下的顆粒數(shù)是否在100 個左右。

1.2.5 芪術(shù)玄參微粉10 批樣的顯微圖像法粒度檢測及標(biāo)準(zhǔn)制定 取芪術(shù)玄參微粉10 批樣各0.005 g,分別加入至10 mL 甘油醋酸試液中,超聲10 min,取出,搖勻,立即取1 滴置載玻片上,覆以蓋玻片(22 mm×22 mm),同法制備5 片。在100 倍顯微鏡下,檢視測量粒子長徑,每片隨機(jī)檢視5 個視野,共計25 個視野,觀察每個視野長徑大于48 μm及75 μm 的粒子個數(shù),進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并依據(jù)數(shù)據(jù)制定標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 分散介質(zhì)的選擇 結(jié)果顯示用水合氯醛作分散介質(zhì)時,顆粒有所膨脹;用無水乙醇作分散介質(zhì)時顆粒趨向縮小;甘油∶無水乙醇(2∶1)作為分散介質(zhì)時,眼觀樣品易結(jié)塊,分散不均勻;用甘油∶無水乙醇(1∶2)作為分散介質(zhì),顆粒也有所縮小。用甘油醋酸試液作為分散介質(zhì)時樣品分散均勻,且顆粒無膨脹現(xiàn)象,故最終選擇甘油醋酸試液作為芪術(shù)玄參微粉顯微檢測的分散介質(zhì)。

2.2 分散方式的選擇 結(jié)果顯示,采用手動震蕩分散時,樣品分散不均勻,而超聲振蕩器分散較均勻,故在顯微檢測時選擇超聲振蕩器對樣品進(jìn)行分散。

2.3 分散時間的選擇 結(jié)果顯示,分散超過10 min的樣品均分散較均勻,效果均較好,考慮檢測效率故將超聲分散時間定為10 min。

2.4 粉末稱樣量與分散介質(zhì)體積的選擇 如表1所示,分散介質(zhì)為5 mL 時,稱樣量高于0.003 g 時視野下顆粒數(shù)較多,難以計數(shù),即稱樣量需為0.003 g,此時稱樣量過小,誤差較大,故確定分散介質(zhì)體積為10 mL。

稱樣量為0.003 g 時,視野下顆粒數(shù)為60 個左右,稱樣量為0.005 g 時,視野下顆粒數(shù)為100 個左右,稱樣量大于0.008 g 時,視野下顆粒數(shù)均多于160 個,顆粒數(shù)較多。故最終確定稱樣量0.005 g,分散介質(zhì)體積為10 mL。

表1 稱樣量與分散介質(zhì)體積的選擇

2.5 芪術(shù)玄參微粉10 批樣的顯微圖像法粒度檢測及標(biāo)準(zhǔn)制定 對10 批樣進(jìn)行顯微粒度檢測,結(jié)果顯示,每批樣大于48 μm 的平均顆粒數(shù)均未超過5個,平均值加減標(biāo)準(zhǔn)差為3.4 ±0.70,大于75 μm 的平均顆粒數(shù)均未超過2 個,平均值加減標(biāo)準(zhǔn)差為1.4±0.52。故確定300 目芪術(shù)玄參微粉的顯微粒度檢測標(biāo)準(zhǔn)為:在100 倍顯微鏡下,檢視測量粒子直徑(長徑),每片隨機(jī)檢視5 個視野,共計25 個視野,平均每個視野直徑(長徑)大于48 μm 的顆粒個數(shù)不得超過5 個,大于75 μm 的顆粒個數(shù)不得超過2 個。

表2 芪術(shù)玄參微粉10批樣品檢測

3 討論

顯微鏡法測試顆粒粒度分布時,以適當(dāng)分散介質(zhì)將樣品分散后涂于載玻片上或直接涂于載玻片上置顯微鏡下觀察,采用顯微鏡拍照法將大量顆粒試樣照相,然后,根據(jù)所得的顯微照片,進(jìn)行顆粒粒度的分析統(tǒng)計。其優(yōu)點(diǎn)是分辨率較高,不僅能觀察到顆粒大小,而且能觀察顆粒的微細(xì)形貌及結(jié)構(gòu),特別是對顆粒形狀各異的微細(xì)物料粒度分析,無疑是一種較好的方法。缺點(diǎn)是操作復(fù)雜,人為因素干擾較大,但隨著計算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展,基于圖像處理的粒度檢測將會應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域[7],尤其適用于中藥微粉粒度的檢測。

粒度測量的關(guān)鍵技術(shù)在于樣品的分散。對于分散介質(zhì)的選擇,既要考慮分散的均勻性,也要兼顧樣品顆粒大小不受分散介質(zhì)影響。本試驗中采用水合氯醛作分散介質(zhì)顆粒有所膨脹;用無水乙醇或甘油∶無水乙醇(1∶2)作分散介質(zhì)時顆粒趨向縮小;甘油∶無水乙醇(2∶1)作為分散介質(zhì)時,樣品分散不均勻;用甘油醋酸試液作為分散介質(zhì)時樣品分散均勻,且無膨脹現(xiàn)象,故最終選擇甘油醋酸試液作為芪術(shù)玄參微粉顯微檢測的分散介質(zhì)。

考慮樣品分散均勻度及視野中顆粒數(shù)的限制,分別對分散方式、分散時間及稱樣量與分散體積等又進(jìn)行了考察,最終確定稱樣量為0.005 g 分散于10 mL 甘油醋酸試液中,超聲10 min,在此條件下,芪術(shù)玄參微粉樣品分散較均勻,100 倍顯微鏡下檢視,每個視野下顆粒數(shù)約為100 個。

粒度檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定:對10 批300 目芪術(shù)玄參微粉采用所建立方法進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示,每批樣大于48 μm 的平均顆粒數(shù)均未超過5 個,平均值為3.4 ±0.70;大于75 μm 的平均顆粒數(shù)均未超過2個,平均值為1.4 ±0.52。故確定300 目芪術(shù)玄參微粉的顯微粒度檢測標(biāo)準(zhǔn)為:在100 倍顯微鏡下,檢視測量粒子長徑,每片隨機(jī)檢視5 個視野,共計25個視野,平均每個視野長徑大于48 μm 的顆粒個數(shù)不得超過5 個,大于75 μm 的顆粒個數(shù)不得超過2 個。