鹵素水分儀在藥用輔料醋酸鈉水分檢測中的應(yīng)用

甄 琦 強(qiáng)鵬俠 秦 翔 馮 瀟 傅元欣 馮德杰

(蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司質(zhì)量檢定室 甘肅省疫苗工程技術(shù)研究中心，蘭州 730046)

對生物制品生產(chǎn)用原材料和輔料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制可以降低制品中有毒雜質(zhì)以及外源因子的污染風(fēng)險，是保證生物制品安全有效的必要措施[1]。根據(jù)《中華人民共和國藥典》2020版(以下稱為《中國藥典》)三部《凡例》描述，檢查項下的“干燥失重”結(jié)果影響原材料和輔料樣品的物理常數(shù)檢測結(jié)果如比旋度等，同時也影響原材料和輔料樣品的最終含量檢測結(jié)果[2]。醋酸鈉是收錄于《中國藥典》2020版四部的藥用輔料，在生物制品的生產(chǎn)中廣泛作為pH調(diào)節(jié)劑和緩沖劑等[3]，也可用于多糖疫苗的提純工藝[4,5]。“干燥失重”是醋酸鈉的必須檢定項目之一，規(guī)定的范圍是38.0%～41.0%。干燥失重對于無機(jī)鹽來說，高溫失去的主要是水分，根據(jù)《中國藥典》2020版通則0831，烘箱法主要運用精密電子天平和鼓風(fēng)烘箱[6]，優(yōu)點是檢測結(jié)果準(zhǔn)確度高，但過程較繁瑣，耗時較長，因此找到一個能夠高效快速且準(zhǔn)確度高的代替方法尤為重要。鹵素水分儀是一種新型、快速測試待測樣揮發(fā)性成分(主要是水分)含量的儀器，同干燥失重法原理，通過鹵素?zé)艨焖偌訜針悠?，使待測樣中水分能夠在短時間之內(nèi)完全蒸發(fā)，從而快速檢測出待測樣的含水值。其集稱重和烘烤為一體，在碳酸鈣水分[7]、橡膠揮發(fā)分[8]、污泥含水率[9]等的測定中表現(xiàn)突出，因此也可用于對輔料醋酸鈉水分的檢測。本實驗以烘箱法作為仲裁法，通過使用鹵素水分儀成功地對醋酸鈉中的水分進(jìn)行了快速檢定，并討論了影響測定結(jié)果準(zhǔn)確度的因素，以達(dá)到快速準(zhǔn)確地得出水分檢定結(jié)果的目的。

1 實驗部分

1.1 試劑及儀器

鹵素水分儀(HX204型)；電子天平(AG204型)；鼓風(fēng)烘箱(PHG-9076型)；醋酸鈉(三水，批號為20150708、20200305、20201019)；稱量盤；變色硅膠。

1.2 方法

1.2.1烘箱法

在120℃的烘箱中將扁形稱量瓶干燥若干小時后，將扁形稱量瓶放入干燥器中冷卻至室溫，用電子天平精密稱定扁形稱量瓶；在120℃的烘箱中再將扁形稱量瓶干燥至少1小時后，將扁形稱量瓶放入硅膠干燥器中冷卻至室溫，用電子天平精密稱定扁形稱量瓶。兩次稱重質(zhì)量以小于0.0003g視為恒重。

用電子天平精密稱定約1g樣品，置于干燥至恒重的扁形稱量瓶中在120℃的烘箱中干燥若干小時后，放入硅膠干燥器中冷卻至室溫，用電子天平精密稱定裝有樣品的扁形稱量瓶；再將裝有樣品的扁形稱量瓶在120℃的烘箱中干燥至少1小時后，放入硅膠干燥器中冷卻至室溫，用電子天平精密稱定裝有樣品的扁形稱量瓶。兩次稱重質(zhì)量以小于0.0003g視為恒重。結(jié)果計算：干燥失重=(M1+M2-M3)×100%÷M2，其中M1為扁形稱量瓶質(zhì)量兩次平均值，M2為樣品質(zhì)量，M3為(裝有樣品的扁形稱量瓶)質(zhì)量的兩次平均值。

1.2.2鹵素水分儀法

1.2.2.1測定初始參數(shù)設(shè)定

顯示模式：g；初始質(zhì)量：關(guān)閉；控制極限值：關(guān)閉；分辨率：高；啟動模式：手動；預(yù)熱：關(guān)閉；烘干模式：標(biāo)準(zhǔn)；烘干溫度：120℃；關(guān)機(jī)判定：4(1mg/90s)。

1.2.2.2測定準(zhǔn)備

開始測試時，接好電源，開機(jī)預(yù)熱至少半小時待儀器穩(wěn)定，調(diào)水平，進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)及內(nèi)部天平校準(zhǔn)，設(shè)定好參數(shù)方法后，調(diào)用該方法。根據(jù)界面提示將稱量盤放入儀器進(jìn)行去皮，然后將約1g樣品放入稱量盤，開始按參數(shù)進(jìn)行試驗。

1.3 方法的驗證

考察用鹵素水分儀在優(yōu)化參數(shù)下平行檢測6次的結(jié)果，以烘箱法結(jié)果為仲裁值，并計算結(jié)果的回收率。回收率%=實測值÷仲裁值×100%，以此評價準(zhǔn)確度。計算6次結(jié)果的RSD，以此評價精密度。在不同的日期由同一操作人員使用同一儀器重復(fù)測定3次，計算3次結(jié)果的RSD，以此考察日間精密度。

2 結(jié)果與討論

2.1 烘箱法測定醋酸鈉的干燥失重結(jié)果

批號為20150708、20200305、20201019樣品烘箱法的干燥失重結(jié)果分別為39.3%、39.4%、40.1%。

2.2 鹵素水分儀法測定醋酸鈉的干燥失重結(jié)果

2.2.1參數(shù)優(yōu)化

2.2.1.1關(guān)機(jī)判定試驗

鹵素水分儀關(guān)機(jī)判定模式是指水分干燥的速度(1mg/Ns)，即干燥1mg的水分需要多少秒時間。試驗使用的鹵素水分儀的關(guān)機(jī)判定方法共有5種模式，分別是1mg/10s(1)、1mg/20s(2)、1mg/50s(3)、1mg/90s(4)以及為1mg/140s(5)，關(guān)機(jī)判定能夠影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。表1為批號為20201019的醋酸鈉在不同關(guān)機(jī)判定下的干燥失重測定結(jié)果，其中烘干模式為標(biāo)準(zhǔn)，取樣量約為1g。

表1 不同關(guān)機(jī)判定模式測定結(jié)果

由表1數(shù)據(jù)可知，模式4(1mg/90s)以及5(1mg/140s)的測定結(jié)果與烘箱法值基本一致，但模式5的耗時相對更小。因此從該模式干燥失重結(jié)果的準(zhǔn)確性及耗時考慮，關(guān)機(jī)判定5(1mg/140s)為方法最佳選擇。

2.2.1.2烘干模式試驗

試驗使用的HX204型鹵素水分儀根據(jù)不同的烘干溫度及升溫速率，提供了4種模式，分別是溫和、快速、標(biāo)準(zhǔn)及階梯。選擇不同的烘干模式對待測樣的測定結(jié)果及耗時有不同程度的影響。表2考察了在關(guān)機(jī)判定5的條件下，在烘干模式為標(biāo)準(zhǔn)、快速及溫和的條件下，批號為20201019的醋酸鈉的測定結(jié)果及耗時。

表2 不同烘干模式測定結(jié)果

由表2數(shù)據(jù)可知，標(biāo)準(zhǔn)、快速及溫和3種烘干模式的測定結(jié)果均接近仲裁法結(jié)果，但標(biāo)準(zhǔn)模式與仲裁結(jié)果基本一致，相對誤差最小。根據(jù)3種烘干模式的特點，標(biāo)準(zhǔn)模式亦適合大多數(shù)樣品。綜合試驗結(jié)果，因此選取標(biāo)準(zhǔn)模式為最優(yōu)烘干模式。

2.2.1.3取樣量試驗

直接影響檢測結(jié)果誤差的參數(shù)還有取樣量的多少。表3是條件在關(guān)機(jī)判定模式為5，烘干模式為標(biāo)準(zhǔn)，批號為20201019的醋酸鈉在不同取樣量下干燥失重的測定結(jié)果，分別稱取的質(zhì)量為約0.2g、0.5g、1g、1.5g和2g。

表3 不同取樣量測定結(jié)果

隨著樣品取樣量的增加，與仲裁法的差值有逐漸減少的趨勢。因此必須在保證結(jié)果準(zhǔn)確的情況下，盡可能減少樣品的消耗，建議選取約1g作為最優(yōu)取樣量。

綜上，確定溫度設(shè)置為120℃，樣品取樣量設(shè)置為約1g，烘干模式設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)機(jī)判定模式設(shè)置為5(1mg/140s)，顯示設(shè)置模式為g，初始質(zhì)量設(shè)置為關(guān)閉，控制極限值設(shè)置為關(guān)閉，分辨率設(shè)置為高，啟動模式設(shè)置為手動，預(yù)熱設(shè)置為關(guān)閉是鹵素水分儀的優(yōu)化試驗條件。

2.2.2工作曲線

鹵素水分儀測定藥用輔料醋酸鈉水分的工作曲線如圖1所示，其水分結(jié)果隨時間逐漸增大且數(shù)值逐漸趨于平穩(wěn)，最終根據(jù)關(guān)機(jī)判定模式的參數(shù)結(jié)束實驗進(jìn)程。

圖1 醋酸鈉水分測定工作曲線

2.3 方法的驗證

2.3.1準(zhǔn)確度與精密度

從表4可以看出，試驗所用批號為20150708、20200305和20201019的樣品平行6次的回收率分別為100.3%、100.5%、99.8%，RSD分別為0.6%、0.8%、0.3%。在不同的日期由同一試驗操作人員使用同一儀器重復(fù)測定3次，計算3次結(jié)果的日間精密度為分別為0.4%、0.6%和0.3%，同時對批號為20201019樣品的干燥失重用烘箱法進(jìn)行了6次重復(fù)性考察，RSD為0.3%。

表4 準(zhǔn)確度與精密度試驗

2.3.2顯著性差異

對批號為20201019的醋酸鈉的兩種方法的各6組數(shù)據(jù)進(jìn)行了顯著性差異考察。結(jié)果表明在方差齊性檢驗中p值均大于0.05，說明鹵素水分儀法與烘箱法檢測結(jié)果的方差不存在顯著性差異。在均值的t檢驗中，均值檢驗的p值均大于0.05，也說明鹵素水分儀法與烘箱法的檢測結(jié)果均值不存在顯著性差異，且差分的95%置信區(qū)間包含0，也證實了二者檢測結(jié)果不存在顯著性差異。

3 結(jié)論

《中國藥典》2020版測干燥失重主要用的是烘箱法，鹵素水分儀法并未收錄。研究參照“干燥失重測定法”和藥用輔料醋酸鈉的溫度條件及規(guī)定的結(jié)果范圍，用鹵素水分儀法對藥用輔料醋酸鈉的水分進(jìn)行了檢測，回收率及RSD均滿足《中國藥典》2020版“分析方法驗證指導(dǎo)原則”。鹵素水分儀法作為一種高效快速地檢測物質(zhì)揮發(fā)性成分的方法，有望能夠代替烘箱法用于《中國藥典》2020版規(guī)定的具有“干燥失重”檢測項目的藥用原輔料的檢測，以加快檢定周期，提升生物制品的生產(chǎn)效益。