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，能準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 固定振動進樣速度40%、進樣口寬度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 振動進樣速度的考察 固定空氣分散壓力0.5 bar、進樣口寬度7 mm、測量時間10 s，考察振動進樣速度分別為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，選擇振動進樣速度40%。

表2 不同振動進樣速度的粒度測定結(jié)果(n=5)

2.4 進樣口寬度的考察 固定空氣分散壓力0.5 bar、振動進樣速度40%、測量時間10 s，考察進樣口寬度分別為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，因此選擇進樣口寬度為7 mm。

表3 不同進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、振動進樣速度40%、進樣口寬度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，振動進樣速度40%，測量時間10 s，進樣口寬度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 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，一般認為小的殘差值意味著測量結(jié)果準確可靠[8]。有效測量結(jié)果的殘差值應(yīng)小于1%[9]。

通常用相對標準偏差(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(%)進行比較。由于羧甲纖維素鈣粒徑較小，測量誤差大，通常達到10%～20%。小顆粒由于團聚作用，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，選擇合適的進樣速度和進樣口寬度，避免樣品在進樣口積聚或是進樣過多。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。