激光衍射法测定西格列他钠粒径分布.pdf
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1、中国药物警戒 第 21 卷第 2 期 2024 年 2 月 February,2024,Vol.21,No.2147DOI:10.19803/j.1672-8629.20230434 中图分类号:R927.1文献标志码:A 文章编号:1672-8629(2024)02-0147-05基金项目:国家重点研发计划(2023YFC2410202)。作者简介:郭宁子,女,助理研究员,化学药品质量控制。*通信作者:魏宁漪,女,研究员,化学药品质量控制。E-mail:#为共同通信作者。新型降糖药物西格列他钠是我国自主研发的新药,用于 2 型糖尿病的治疗。将西格列他钠原料药直接压片制成制剂,其原料药粒径分布
2、会影响药物的溶出,进而对其口服生物利用度产生影响。因此粒径分布是其制剂生产过程中的一项重要指标,建立准确、快速的粒度测定方法对于本品的生产工艺和质量控制具有重要意义。激光衍射(散射)法是目前原料药粒度测定的主流方法,分为干法和湿法1。湿法测定的前提是供试品能完全分散在溶剂中2。西格列他钠易溶于水,在正己烷中聚集成团,漂浮在水面上,不能有效分散,添加表面活性剂(司盘 80)后,会明显提高西格激光衍射法测定西格列他钠粒径分布郭宁子1,刘丽1,岳瑞齐2,冯慧庆3,杨化新1,魏宁漪1*,陈华1#(1中国食品药品检定研究院,北京 102629;2国家药典委员会,北京 100061;3马尔文帕纳科有限公司
3、,北京 100040)摘要:目的建立西格列他钠的粒径分布测定方法,为药物粒径测定的方法开发和质量控制提供参考。方法采用MALVERN Mastersizer 3000 激光衍射粒度仪和AEROS 干法进样器建立西格列他钠的粒径分布方法。背景测量持续时间 7 s;样品测量持续时间7 s;遮光度0.5%5%;样品分散气压 0.4 MPa;进样速度 60%;文丘里管类型为高能文丘里管;料斗间隙 2.5 mm。结果3 批样品粒径分布特征值 d(0.1)在1.021.17 m,d(0.5)在 5.946.69 m,d(0.9)在 20.7022.40 m,平均标准偏差(RSD)均小于1%。结论建立了西格
4、列他钠的粒度测定方法,可为其他易引湿药物的干法粒径测定方法开发提供参考。关键词:激光衍射法;西格列他钠;粒径分布;易引湿药物;干法测定Determination of particle size distribution of chiglitazar sodium by laser diffraction methodGUO Ningzi1,LIU Li1,YUE Ruiqi2,FENG Huiqing3,YANG Huaxin1,WEI Ningyi1*,CHEN Hua1#(1National Institutes for Food and Drug Control,Beijing 102
5、629,China;2Chinese Pharmacopoeia Commission,Beijing 100061,China;3Malvernpanalytical Co.,Ltd.,Beijing 100040,China)Abstract:Objective To establish a laser diffraction method for determination of the particle size distribution of chiglitazar sodium so as to provide reference for the development and q
6、uality control of methods for determination of drug particle size.Methods The Malvern Mastersizer 3000 laser particle size analyzer with an AEROS dry sampler was used to establish a laser diffraction method for determination of the particle size distribution of chiglitazar sodium.As for the AEROS in
7、jector,the conditions of determination were as follows:the duration of background measurement was 7 s,the duration of sample measurement was 7 s,obscuration ranged from 0.5%to 5%,the sample dispersion pressure was 0.4 MPa,the injection speed was 60%,high energy venturis were used,and the hopper gap
8、was 2.5 mm.Results The particle size distribution value of the three batches of samples ranged from 1.02 to 1.17 m in d(0.1),5.94 to 6.69 m in d(0.5),and 20.70 to 22.40 m in d(0.9).The RSD of the above values was below 1%.Conclusion A particle size determination method has been established for chigl
9、itazar sodium,which can provide reference for the development of dry particle size determination methods for other hygroscopic drugs.Keywords:laser diffraction method;chiglitazar sodium;particle size distribution;hygroscopic drugs;dry measurement列他钠的溶解度,因此西格列他钠不适合湿法分析,故选择干法作为西格列他钠的测定方法。此外,西格列他钠具有引湿性
10、,粉末易黏连、聚集,流动性差,给干法分析增加了难度。已有文献报道的仪器参数设置(压力、样品量、进样速度)会对干法粒径测定产生较大影响3-6,但尚未有报道考察仪器型号和干燥处理对干法粒径测定的影响。在日常检验或是方法开发阶段,经常会面临以下问题:对于同一品牌的激光粒度仪,能否将一种型号的仪器参数直接转移到另一种仪器上;不同型号仪器的测定结果是否一致。Mastersizer 3000 和 Mastersizer 2000 是市面上常见的 2 种型号激光粒度仪。本研究将以西格列他钠为模型药物,建立其粒径的干法测定方法。对比 2 种型号仪器参数和测定结果,用显微镜法加以验证,为激光衍射法方法开发、转移
11、提供借鉴,为药物粒径测定的方法开发和质量控制提供参考。中国药物警戒 第 21 卷第 2 期 2024 年 2 月 February,2024,Vol.21,No.21481 仪器与试药1.1 仪器激光粒度分析仪(Malvern 公司,型号:Mastersizer 3000、Mastersizer 2000);恒温干燥箱(Memmert公司);ECLIPSE 光学显微镜(Nikon);恒温恒湿培养箱(Memmert 公司)。1.2 试药西格列他钠对照品(中国食品药品检定研究院,批号:101548-202101-1、101548-202101-2 和 101548-202101-3);甘油(国药集
12、团化学试剂有限公司,批号:20191122,分析纯)。2 方法与结果2.1 Mastersizer 3000 型激光粒度仪测定方法影响因素考察2.1.1 干燥对样品粒径测定的影响 本品有引湿性,于25、相对湿度(RH)80%恒温恒湿箱中放置 24 h,样品增重 10.3%。在环境湿度下亦发现样品容易粘连在样品盘上,在 1001 000 m 会出现尾巴峰(图1A),提示样品没有分散完全。故将样品于105干燥 2 h 后进样分析,尾巴峰消失(图1 B)。因此确定样品的前处理方式:105干燥 2 h 后进样。图1 样品干燥前(A)和干燥后(B)粒度分布Figure 1 The particle si
13、ze distribution curve of samples before(A)and after drying(B)图 2 粒径测定影响因素分散压力(A)、进样速度(B)、料斗间隙(C)和遮光度(D)(n=3)Figure 2 Determinants of air pressure(A),feed rate(B),hopper gap(C),obscuration(D)of particle size determination(n=3)察了进样速度为 50%、60%、70%下样品粒度的测定结果。结果表明,当振动进样速度为 60%时,结果可达到稳定(图 2B)。故选择进样速度为 60%
14、。2.1.4 料斗间隙对粒径测定的影响 料斗间隙也是干法测定的关键参数,进样口宽度过小,易造成样品的静电聚集;而进样口宽度过大,样品进样量过大,易导致遮光度增大,造成多重散射5-6。本次实验考察了3、2.5、2.0 mm 不同料斗间隙对样品粒度测定结果的影响(图 2C)。在保证结果精密度和节省进样量的条件下,设定料斗间隙为 2.5 mm。2.1.5 遮光度对粒径测定的影响 遮光度与样品取样量呈正相关,对于马尔文激光粒度仪而言,干法测量遮光度通常在0.5%5%,遮光度过高会造成多重散射5-6。本次实验考察了在不同遮光度(1%、2%、4%)下样品的粒度测定结果,当遮光度为1%和 2%时,测定结果无
15、明显差异;当遮光度为 4%时,d(0.9)的误差值增大(图 2D),可能由于浓度过高出现多重散射,故设定遮光度值为 2%。2.1.6 文丘里管对粒径测定的影响 Mastersizer 2000 型仪器只有 1 种文丘里管配置,且固定在仪器中,不可拆卸。新一代的 Mastersizer 3000 型仪器有 2 种文丘里管配置:标准文丘里管和高能文丘里管,可根据需要进行拆装。标准文丘里管采用直通设计,粒子和管壁间无直接碰撞,适合大部分类型的样品和易碎颗粒。高能文丘里管采用肘型设计,粒子和管壁间存在直接碰撞,适合极易黏结和团聚的样品4。本次实验分别取样,用标准文丘里管和高能文丘里管测定粒径。无论是干
16、燥前还是干燥后的样品,标准文丘2.1.2 分散压力对粒径测定的影响 空气分散压力是干法测量的重要参数。在压力较低的情况下,样品易发生团聚而导致测定结果偏大;当分散压力过大时,会造成样品粉碎而导致测定结果偏小5。考察了压力0.3、0.35、0.4 MPa 对样品粒度测定结果的影响。结果表明,随着压力增大,粒径分布特征值 d(0.9)和 d(0.5)逐渐减小(图 2A)。考虑供试品易黏连、不易分散的特性,选择 0.4 MPa(可设置的最大压力)为分散压力。2.1.3 进样速度对粒径测定的影响 进样速度的选择取决于样品自身的流动性,只有当振动进样速度足够使样品分散时,才能避免样品的静电吸附现象;但较
17、大的振动进样速度则需要增加样品用量。本次实验考中国药物警戒 第 21 卷第 2 期 2024 年 2 月 February,2024,Vol.21,No.2149里管测定的粒径特征值 d(0.1)、d(0.5)和 d(0.9)均大于高能文丘里管测定结果(表 12),且标准文丘里管测定过程中会经常出现尾巴峰(图 3),说明对于本样品而言,使用标准文丘里管无法使颗粒完全分散,因此选择高能文丘里管。2.2 激光衍射法粒径测定方法的确定和方法精密度验证2.2.1 方法的确定 取样品,置干法进样器中。设置仪器参数。颗粒类型:非球形;折射率:1.731;吸收率:0.1;背景测量持续时间:7 s;样品测量持
18、续时间:7 s;测量次数:1 次;遮光度:0.5%5%;分析模型:通用模型;样品分散气压:0.4 MPa(Mastersizer 3000),0.25 MPa(Mastersizer 2000);进样速度:60%(Mastersizer 3000),50%(Mastersizer 2000);文 丘里管类型:高能文丘里管(Mastersizer 3000);通用样品盘(带漏斗);料斗间隙:2.5 mm。2.2.2 方法精密度验证 按 2.1.1设定参数(Mastersizer 3000),按 2.1.2 处理样品,连续测定 6 次,残差均小于 0.5%(表 3)。根据 美国药典(USP)202
19、1版7对于平行测定的要求:d(0.5)的变异系数应小于10%;d(0.1)和 d(0.9)的变异系数不得超过 15%,数值小于10 m 时,则变异系数的最大允许值可放宽 1 倍。结合表 2 分析,同一批次样品 d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)的变异系数均符合 USP 2021 版的规定7。2.3 激光衍射法测定样品粒径本次分别采用 Mastersizer 3000 和 Mastersizer 2000 高能文丘里管测定 3 批样品的粒径(表 2)。虽然 Mastersizer 3000 和 Mastersizer 2000 测量结果一致,但仪器参数设置上存在差异。对于本品而言,Mast
20、ersizer 2000 本身分散力较强,在较低的分散压力下(0.25 MPa)和较小的进样速度下(50%),无需借助干燥的方式就可以使样品分散完全。对于Mastersizer 3000 而言,标准文丘里管无法使该样品分散完全,需要使用高能文丘里管,选择最大的分散压力(0.4 MPa),较大的进样速度(60%),并且将供试品干燥处理,才能使供试品分散完全。而就仪器精密度而言,无论是干燥前还是干燥后,Mastersizer 3000测定粒径特征值的 RSD 均小于 Mastersizer 2000,提示 Mastersizer 3000 精密度更高。2.4 显微镜法测定样品粒径USP 2021
21、版建议将激光衍射法结果与显微镜法进行对比,从而验证激光衍射法的准确度7。用显微镜法和激光衍射法对 3 批样品进行结果对比。显微镜法测定方法:将样品粉末少量置于载玻片上,加入甘油稀释,使粉末分散。放大倍数 1 000。测定视野为1 mm2,每批样品取 3 个视野统计个数3050 个,2 种方法测得样品粒度结果基本一致(表4),表明激光衍射法可准确表征西格列他钠的粒径。3 讨论3.1 粒径测定方法的选择常用的粒度测定方法有显微镜法、筛分法、Zeta电位法、电阻法和激光衍射法。显微镜法直观、可靠,但是主观性强,只能通过粒子的长度和宽度估测粒径,且需测定 300500 个粒子以获得较为准确的粒径分布,
22、耗时长8;筛分法虽然简单、直观,但是样品用量大,测量误差大;Zeta 电位法适用于纳米级制剂药物的测定;电阻法通过测量电流变化测定电解质中粒子的大小和个数,可用于注射溶液的不溶表 2 Mastersizer 2000 和 Mastersizer 3000(高能文丘里管)测定对比(n=3)Table 2 Comparison between Mastersizer 2000 and Mastersizer 3000(n=3)样品批号仪器型号干燥前干燥后干燥前干燥后干燥前干燥后d(0.1)/mRSD/%d(0.1)/mRSD/%d(0.5)/mRSD/%d(0.5)/mRSD/%d(0.9)/mR
23、SD/%d(0.9)/mRSD/%101548-202101-1 Mastersizer 30001.140.711.02 0.66 6.860.585.94 0.80 26.14 1.3320.70 0.53 Mastersizer 20001.381.041.26 0.41 6.440.855.67 0.98 22.11 1.9421.98 3.07 101548-202101-2 Mastersizer 30001.290.851.17 0.99 7.641.726.69 0.91 28.19 3.00 22.40 0.97 Mastersizer 20001.552.11.34 1.1
24、8 7.230.986.09 1.54 27.75 4.6222.20 2.89 101548-202101-3 Mastersizer 30001.191.91.14 0.66 6.911.716.37 0.72 25.48 2.1621.80 0.43 Mastersizer 20001.320.091.36 1.04 5.840.295.90 1.23 21.26 5.5121.34 6.31 表1 Mastersizer 3000 标准文丘里管测定(n=3)Table 1 Test of Mastersizer 3000 standard venturis(n=3)样品批号d(0.1)
25、/mRSD/%d(0.5)/mRSD/%d(0.9)/mRSD/%加权残差/%干燥前 干燥后 干燥前 干燥后 干燥前 干燥后 干燥前 干燥后 干燥前 干燥后 干燥前 干燥后 干燥前 干燥后101548-202101-11.321.161.292.598.067.062.213.0936.70 34.202.210.330.150.21101548-202101-21.551.296.761.629.538.101.992.3842.53 39.773.570.740.470.10101548-202101-31.551.310.880.669.457.951.561.8143.60 41.36
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