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標(biāo)際課堂 | 純化水的不揮發(fā)物檢測技術(shù)革新與應(yīng)用

欄目：技術(shù)文獻(xiàn)

發(fā)布時間：2022-11-18


摘要

      純化水的不揮發(fā)物測試原理是通過檢測100mL純化水在蒸發(fā)和干燥后，所得的不揮發(fā)物固體的質(zhì)量。其難點(diǎn)在于測試人員需重復(fù)操作才能達(dá)到中國藥典要求的0.3mg恒重值。傳統(tǒng)測試方法具有效率低，需人工值守等缺點(diǎn)，經(jīng)過長期實(shí)踐與反復(fù)驗(yàn)證，采用集成自動化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，搭載快速水浴蒸干與氣體平衡技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自動加料、水浴蒸發(fā)、鼓風(fēng)干燥、冷卻平衡、恒溫稱重五位一體全自動測試。通過重復(fù)性實(shí)驗(yàn)與梯度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：2輪稱重可達(dá)0.3mg恒重誤差值，加標(biāo)量為9.4mg/100mL時，精密度（RSD）為0.73%，梯度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度高，平行樣之間無偏差。結(jié)論：純化水的不揮發(fā)檢測技術(shù)革新后，恒重時間短，操作簡便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與精密度良好。

關(guān)鍵詞：純化水；不揮發(fā)物；恒重；自動化測試


      在藥品生產(chǎn)中，純化水用途廣泛，被用做溶劑、清潔劑、輔料、純蒸汽和注射用水的原料等，從原料到制劑產(chǎn)品，對純化水的使用貫穿生產(chǎn)的全過程。因此純化水的質(zhì)量控制在制藥企業(yè)的生產(chǎn)管理中至關(guān)重要。純化水不揮發(fā)物項(xiàng)目測試屬基礎(chǔ)必檢項(xiàng)目之一，其難點(diǎn)在于中國藥典要求的0.3mg恒重值，測試人員需在水浴鍋、鼓風(fēng)干燥箱、干燥器和分析天平間反復(fù)操作以達(dá)到實(shí)驗(yàn)停止條件。傳統(tǒng)測試方法具有效率低、操作重復(fù)繁瑣、恒重難、需人工值守等缺點(diǎn)。



01

國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求

       根據(jù)中國藥典2020版二部《純化水》的要求：取本品100mL，置105℃恒重的蒸發(fā)皿中，在水浴上蒸干，并在105℃干燥至恒重，遺留殘?jiān)坏眠^1mg。而中國藥典對恒重的定義為恒重，除另有規(guī)定外，系指供試品連續(xù)兩次干燥或熾灼后稱重的差異在0.3mg以下的重量；干燥至恒重的第二次及以后各次稱重均應(yīng)在規(guī)定條件下繼續(xù)干燥1小時后進(jìn)行。


      中國藥典、美國藥典和歐洲藥典對恒重（constant mass）、純化水不揮發(fā)物限值的要求見表1。值得注意的是美國藥典對純化水不揮發(fā)物項(xiàng)目并無做要求，而歐洲藥典中的散裝純化水（Purified water in bulk）無不揮發(fā)物的檢測項(xiàng)目，而桶裝純化（Purified waterin containers）有不揮發(fā)物檢測項(xiàng)目，限值要求也是≤10mg/L，但是并無恒重的要求。散裝純化水通常是指在管路中流動的水，也就是通常說的“活水”，而桶裝純化水則是裝在桶里，俗稱“死水”；相對來說，桶裝純化水的要求更高。


      總的來說，中國藥典對純化水的項(xiàng)目要求和歐美藥典相比，指標(biāo)上較為嚴(yán)苛。



02

檢測技術(shù)革新

      針對分析測試人員操作純化水不揮發(fā)項(xiàng)目的難點(diǎn)，經(jīng)過大量測試驗(yàn)證與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對此項(xiàng)目進(jìn)行了技術(shù)革新，具體表現(xiàn)如下：

01/

集成自動加料、水浴蒸發(fā)、加熱烘干、干燥冷卻、恒溫稱量等功能為一體的全自動總遷移量及不揮發(fā)物測試儀。冷熱雙腔集成控制系統(tǒng)，全部操作在同一個密閉腔體進(jìn)行，隔絕外接因素對測試的影響，測試高效便利自動化。突破傳統(tǒng)手動測試，實(shí)現(xiàn)了全自動化測試。


02/

為滿足高通量、高精度的測試需求，設(shè)計(jì)36個測試工位，配置3個高精度進(jìn)口天平（分辨率0.01mg），高于標(biāo)準(zhǔn)要求的天平精度。


03/

核心零部件稱重模板（天平）完全隔絕測試腔，采用穩(wěn)固結(jié)構(gòu)置于儀器下端，天平置于連接循環(huán)水的保溫罩中，設(shè)備天平模塊還設(shè)計(jì)有隔離裝置，執(zhí)行稱重步驟的時候，隔離裝置才打開進(jìn)行稱重，水浴蒸發(fā)、加熱烘干等步驟時關(guān)閉。


04/

軟件實(shí)時顯示稱重數(shù)據(jù)，具有審計(jì)追蹤、權(quán)限管理等功能，可滿足制藥行業(yè)對數(shù)據(jù)溯源性的需求。



03

實(shí) 驗(yàn)

3.1 材料與儀器

蒸餾水（一級），邦飛；

氯化鈉（分析純），西隴科學(xué)；

純化水（添加氯化鈉），樣品1~樣品5，客戶提供；

分析天平（分度0.1mg），AR224CN，OHRUS；

AUTO ZF3600總遷移量及不揮發(fā)測定儀，廣州標(biāo)際包裝設(shè)備有限公司




3.2 測試過程

樣品準(zhǔn)備：稱取0.0940g氯化鈉加入到裝有1000mL蒸餾水的容量瓶中，搖勻。分別用量筒量取100mL到AUTO ZF3600總遷移量及不揮發(fā)測定儀的自動加料的溶劑放置皿中，取7個平行樣，同時做3個空白溶液。共10份待測溶液。另用量筒量取100 mL樣品1加入到溶劑放置皿，每個樣品取3個平行樣。共15份待測溶液。


參數(shù)設(shè)置：空杯加熱時間60min，空杯冷卻時間60min，水浴蒸發(fā)時間300min，殘?jiān)阒丶訜釙r間60min，殘?jiān)阒乩鋮s時間60min，腔體加熱溫度105℃，腔體冷卻溫度29℃，水浴溫度100℃。加料方式：自動（非暫停），恒重標(biāo)準(zhǔn)值0.30mg。




3.3 結(jié)果與討論

      通過添加已知量的氯化鈉為不揮發(fā)物到純化水中，模擬已知結(jié)果的純化水不揮發(fā)物項(xiàng)目測試，來驗(yàn)證AUTO ZF3600總遷移量及不揮發(fā)測定儀的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度與精密度?？毡阒胤Q量，殘?jiān)阒胤Q量均2 輪完成恒重，恒重差值＜0.3mg。氯化鈉溶液重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。氯化鈉溶液梯度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

     由表2的數(shù)據(jù)分析可知，設(shè)計(jì)添加量為9.4mg/100mL，實(shí)測不揮發(fā)物為9.4mg，RSD 為0.73%，AUTO ZF3600總遷移量及不揮發(fā)測定儀在重復(fù)性測試中有良好的精密度。

      由表3數(shù)據(jù)分析可知，在添加量較低的值（0.3 mg）和藥典規(guī)定限值附近的值（0.9mg、1.1mg）均能準(zhǔn)確稱量，結(jié)果準(zhǔn)確性良好，平行樣之間無偏差。



04

結(jié) 論

圖片

      純化水中的不揮發(fā)物項(xiàng)目是制藥行業(yè)的基礎(chǔ)必檢項(xiàng)目之一，其質(zhì)量直接影響到藥品質(zhì)量。使用傳統(tǒng)測試方法，難以滿足中國藥典規(guī)定的0.3mg恒重標(biāo)準(zhǔn)值?，F(xiàn)階段，智能化儀器采用集成化的技術(shù)革新，可輕松實(shí)現(xiàn)自動化、高效化的測試。本文通過研究添加已知量的氯化鈉作為不揮發(fā)物，對純化水樣品進(jìn)行重復(fù)性與梯度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，純化水不揮發(fā)物項(xiàng)目使用智能化設(shè)備后，測試結(jié)果具有良好的準(zhǔn)確度與精密度，同時解決了純化水不揮發(fā)物項(xiàng)目恒重難，耗時長，數(shù)據(jù)無法溯源等行業(yè)難題。