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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,經(jīng)過長期實踐與反復(fù)驗證,采用集成自動化的結(jié)構(gòu)設(shè)計,搭載快速水浴蒸干與氣體平衡技術(shù),可實現(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)性實驗與梯度設(shè)計實驗,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)計實驗準(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)物項目測試屬基礎(chǔ)必檢項目之一,其難點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)到實驗停止條件。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。
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,遺留殘渣不得過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)物的檢測項目,而桶裝純化(Purified waterin containers)有不揮發(fā)物檢測項目,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目要求和歐美藥典相比,指標(biāo)上較為嚴(yán)苛。
針對分析測試人員操作純化水不揮發(fā)項目的難點,經(jīng)過大量測試驗證與經(jīng)驗總結(jié),對此項目進(jìn)行了技術(shù)革新,具體表現(xiàn)如下:
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,實現(xiàn)了全自動化測試。
為滿足高通量、高精度的測試需求,設(shè)計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。
核心零部件稱重模板(天平)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。
軟件實時顯示稱重數(shù)據(jù),具有審計追蹤、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。
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,殘渣恒重加熱時間60min,殘渣恒重冷卻時間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)物項目測試,來驗證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。空杯恒重稱量,殘渣恒重稱量均2 輪完成恒重,恒重差值<0.3mg。氯化鈉溶液重復(fù)性實驗結(jié)果見表2。氯化鈉溶液梯度設(shè)計實驗結(jié)果見表3。
由表2的數(shù)據(jù)分析可知,設(shè)計添加量為9.4mg/100mL,實測不揮發(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。
純化水中的不揮發(fā)物項目是制藥行業(yè)的基礎(chǔ)必檢項目之一,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。現(xiàn)階段,智能化儀器采用集成化的技術(shù)革新,可輕松實現(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)計實驗,結(jié)果表明,純化水不揮發(fā)物項目使用智能化設(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)物項目恒重難,耗時長,數(shù)據(jù)無法溯源等行業(yè)難題。