【知識(shí)庫(kù)】激光粒度儀在藥物顆粒表征領(lǐng)域疑難解答

濕法分散中出現(xiàn)有大顆粒分布，首先需要重復(fù)測(cè)樣或用顯微鏡輔助觀測(cè)判斷大顆粒情況，以排除樣品中確有真實(shí)的大顆粒的情況。

而如果不是真實(shí)顆粒造成大顆粒分布的原因，有可能是藥物分散體系中揮發(fā)性有機(jī)試劑造成的。尤其是使用超聲進(jìn)行分散時(shí)，熱量會(huì)導(dǎo)致體系不穩(wěn)定，進(jìn)而引起光束偏轉(zhuǎn)造成大顆粒的假峰。亦或者是樣品在分散劑中部分溶解，這樣也會(huì)導(dǎo)致折射率的改變。

新型激光粒度儀 Mastersizer 3000+ 增加了光路的熱管理系統(tǒng)，改善分散介質(zhì)熱梯度不平衡問(wèn)題，能大大減少體系平衡的等待時(shí)間，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，減少上述因熱量導(dǎo)致的大顆粒假象。

         在激光衍射法中，對(duì)于不規(guī)則藥物顆粒來(lái)說(shuō)，其散射模型選擇近代的米氏理論為模型，前提假設(shè)顆粒為等效圓球，預(yù)設(shè)粒度與散射光強(qiáng)之間的依賴關(guān)系和小顆粒所產(chǎn)生的二級(jí)散射，共需要借助三個(gè)光學(xué)參數(shù)：

• 顆粒的折射率（RI）

• 顆粒的吸收率（Abs）

• 分散介質(zhì)的折射率（Dispersant RI)。

        常規(guī)分散介質(zhì)的折射率通過(guò)查詢或分散劑說(shuō)明說(shuō)都可以得到。對(duì)于新制備藥物或材料，分析其顆粒的折射率和吸收率時(shí)，可以通過(guò)顆粒的顏色和透明度做近似判斷，取10的級(jí)數(shù)。（如下圖）

通過(guò)查找文獻(xiàn)、手冊(cè)或者軟件中的數(shù)據(jù)庫(kù)或用折光率儀測(cè)量。通常有機(jī)化合物折射率在1.4 - 1.7之間，可以擬合曲線來(lái)修正折射率參數(shù)。利用Mastersizer Xplorer工作軟件中光學(xué)參數(shù)優(yōu)化功能，可自動(dòng)掃描并選擇最佳光學(xué)參數(shù)設(shè)置。

激光照射氣泡或氣流峰也會(huì)產(chǎn)生光路偏轉(zhuǎn)，一定角度的光強(qiáng)被檢測(cè)到，從而產(chǎn)生假峰影響檢測(cè)結(jié)果。

消除濕法分散時(shí)產(chǎn)生的氣泡方法有多種，例如超聲、增加平衡等待時(shí)間、降低攪拌速率或選擇粘度小且不易產(chǎn)生氣泡的分散劑等等。

而干法分散產(chǎn)生氣流峰的原因，是來(lái)自空壓機(jī)和真空吸塵器的兩股氣流交匯時(shí)，溫度不一致導(dǎo)致的噪音信號(hào)?？梢圆扇∫韵罗k法：

1. 延長(zhǎng)背景測(cè)量時(shí)間，等待氣流溫度差異逐漸消失；

2. 降低分散氣壓（注意，有可能會(huì)存在樣品分散不徹底的風(fēng)險(xiǎn)）；

3. 通過(guò)“細(xì)粉模式”分析數(shù)據(jù)，以對(duì)氣流噪音信號(hào)進(jìn)行處理。

當(dāng)然，在新款Mastersizer 3000+激光粒度儀軟件中，具有“自適應(yīng)衍射”分析功能，可以自行區(qū)分穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)數(shù)據(jù)，幫助客戶輕松判斷非真實(shí)顆粒干擾情況。

這時(shí)，需要結(jié)合顯微鏡觀測(cè)樣品本身顆粒大小，判斷顆粒是否團(tuán)聚還是破碎。如果樣品本身干法測(cè)試的條件不滿足，建議更換濕法分散。濕法分散時(shí)，團(tuán)聚樣本可以通過(guò)超聲分散，添加表面活性劑等方法來(lái)改善。

可以通過(guò)做濃度滴定測(cè)試，來(lái)選擇樣品的遮光度。遮光度合理范圍內(nèi)，不同加樣量不會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。

一般推薦的遮光度范圍指導(dǎo)值

如果是不同品牌的激光粒度儀設(shè)備，由于光源，光路，檢測(cè)器以及反演算法影響，會(huì)出現(xiàn)同批次樣品測(cè)試結(jié)果的差異。在減少參數(shù)設(shè)置差異和制樣差異仍無(wú)法解決時(shí)，如果能統(tǒng)一儀器品牌型號(hào)為佳。當(dāng)然，樣品分布不均勻，取樣誤差也會(huì)帶來(lái)很大差異。當(dāng)然也要關(guān)注使用的儀器狀態(tài)，以及方法是否驗(yàn)證等等，都會(huì)對(duì)結(jié)果有影響。

遮光度下降需要考量的關(guān)鍵是導(dǎo)致粒徑的變化有多大?？刹捎枚痰臏y(cè)試時(shí)間（1-3s）快速重復(fù)測(cè)試，來(lái)考察粒度變化超過(guò)控制區(qū)間所用的時(shí)間，并依照考察結(jié)果來(lái)控制實(shí)際測(cè)試的時(shí)長(zhǎng)，以提高結(jié)果可信度。具體方法可以參考ISO 或USP 對(duì)RSD%測(cè)試偏差范圍的要求進(jìn)行考察。

對(duì)于不同屬性的粉體顆粒，比如棒狀、片狀顆粒較脆弱，很容易在氣流分散的過(guò)程中被破碎，而微粉化后的樣品團(tuán)聚嚴(yán)重，需要更高的分散能量來(lái)實(shí)現(xiàn)良好分散。

Mastersizer 3000和3000+提供標(biāo)準(zhǔn)型文丘里管和高能型文丘里管分別適用于易碎和易團(tuán)聚的樣品。而MS2000僅有一根長(zhǎng)管道設(shè)計(jì)的文丘里管，易碎顆粒隨氣流在長(zhǎng)管道的分散管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，常會(huì)與管壁發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間碰撞而被打碎，高能型文丘里管具有與MS2000文丘里管相似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分散機(jī)制，對(duì)于團(tuán)聚嚴(yán)重的粉體，這兩者具有可比的分散能力。此外，老2000儀器管道大小也不一樣，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒▍?shù)調(diào)整優(yōu)化達(dá)到分析結(jié)果一致性。

數(shù)據(jù)擬合與殘差

點(diǎn)擊測(cè)試結(jié)果，在“擬合”報(bào)告中我們能看到測(cè)量的原始光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)和基于光學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上計(jì)算得到擬合數(shù)據(jù)。兩條曲線迭加后所產(chǎn)生的差異即是我們所說(shuō)的數(shù)據(jù)擬合，擬合的好壞即是我們所說(shuō)的殘差。

殘差是所有檢測(cè)器上實(shí)際和理論信號(hào)的差異（對(duì)超聲，氣流，溫度變化等造成的噪音信號(hào)敏感）。加權(quán)殘差是將大編號(hào)檢測(cè)器的信號(hào)加權(quán)（放大）后，實(shí)際和理論信號(hào)的差異，這對(duì)小顆粒粒徑分布的可信度更為關(guān)鍵。加權(quán)殘差接受范圍通常為2%以內(nèi)。

Mastersizer3000+ 的新版本軟件配有“數(shù)據(jù)質(zhì)量指南”功能，可以幫助全方面的評(píng)估測(cè)試的數(shù)據(jù)質(zhì)量，并給出專家指導(dǎo)意見。

殘差是所有檢測(cè)器實(shí)際信號(hào)和理論信號(hào)的差異；因?yàn)樾☆w粒信號(hào)弱，即使差異大也不明顯，加權(quán)殘差是將小顆粒信號(hào)加權(quán)后對(duì)比差異，更反映小顆粒結(jié)果的擬合情況。

好的測(cè)樣前提需要有一個(gè)清潔，穩(wěn)定的背景 ，在檢測(cè)器范圍內(nèi)，背景信號(hào)是逐步下降的。一般大致要求1號(hào)檢測(cè)器上散射信號(hào)低于100單位；20號(hào)檢測(cè)器上散射信號(hào)低于20單位。同時(shí)避免扣除背景后出現(xiàn)明顯正負(fù)信號(hào)情況，否則需要重新清洗測(cè)試背景。

通常只有乳液顆粒是球形，還有一些的標(biāo)準(zhǔn)樣品是球形，其他研磨合成的材料都是選擇非球形。

一般用標(biāo)準(zhǔn)品檢驗(yàn)，方法驗(yàn)證（準(zhǔn)確度，精密度，重現(xiàn)性，重復(fù)性，穩(wěn)定性等），顯微鏡觀測(cè)顆粒大小的分析是必要的佐證準(zhǔn)確度的方法。

在粒度儀使用較長(zhǎng)時(shí)間后，難免樣品窗鏡片被污染，需要清洗。鏡片分內(nèi)、外兩面，通常清潔的是接觸樣品面（內(nèi)側(cè)）；外面只接觸空氣，并有光學(xué)鍍膜，禁止手摸，和酸、堿溶液或腐蝕性有機(jī)試劑擦拭！鍍膜被破壞，鏡片就必須更換。日常清潔可以用洗耳球吹掉灰塵，如果有指紋等污漬，可用擦鏡紙沾無(wú)水乙醇擦拭。也就是，鏡片內(nèi)外兩面可用無(wú)水乙醇清洗，但外鏡片不能采用酸、堿溶液和腐蝕性有機(jī)試劑。

文丘里管可以用壓縮空氣吹凈，盡量不要用液體洗，拆開用棉簽擦拭即可。