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標際課堂 | 純化水的不揮發(fā)物檢測技術革新與應用

欄目：技術文獻

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)物固體的質量。其難點在于測試人員需重復操作才能達到中國藥典要求的0.3mg恒重值。傳統測試方法具有效率低，需人工值守等缺點，經過長期實踐與反復驗證，采用集成自動化的結構設計，搭載快速水浴蒸干與氣體平衡技術，可實現自動加料、水浴蒸發(fā)、鼓風干燥、冷卻平衡、恒溫稱重五位一體全自動測試。通過重復性實驗與梯度設計實驗，結果表明：2輪稱重可達0.3mg恒重誤差值，加標量為9.4mg/100mL時，精密度（RSD）為0.73%，梯度設計實驗準確度高，平行樣之間無偏差。結論：純化水的不揮發(fā)檢測技術革新后，恒重時間短，操作簡便，數據準確性與精密度良好。

關鍵詞：純化水；不揮發(fā)物；恒重；自動化測試


      在藥品生產中，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，從原料到制劑產品，對純化水的使用貫穿生產的全過程。因此純化水的質量控制在制藥企業(yè)的生產管理中至關重要。純化水不揮發(fā)物項目測試屬基礎必檢項目之一，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、鼓風干燥箱、干燥器和分析天平間反復操作以達到實驗停止條件。傳統測試方法具有效率低、操作重復繁瑣、恒重難、需人工值守等缺點。



01

國內外標準要求

       根據中國藥典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在規(guī)定條件下繼續(xù)干燥1小時后進行。


      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，指標上較為嚴苛。



02

檢測技術革新

      針對分析測試人員操作純化水不揮發(fā)項目的難點，經過大量測試驗證與經驗總結，對此項目進行了技術革新，具體表現如下：

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，全部操作在同一個密閉腔體進行，隔絕外接因素對測試的影響，測試高效便利自動化。突破傳統手動測試，實現了全自動化測試。


02/

為滿足高通量、高精度的測試需求，設計36個測試工位，配置3個高精度進口天平（分辨率0.01mg），高于標準要求的天平精度。


03/

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


04/

軟件實時顯示稱重數據，具有審計追蹤、權限管理等功能，可滿足制藥行業(yè)對數據溯源性的需求。



03

實 驗

3.1 材料與儀器

蒸餾水（一級），邦飛；

氯化鈉（分析純），西隴科學；

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，廣州標際包裝設備有限公司




3.2 測試過程

樣品準備：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。


參數設置：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），恒重標準值0.30mg。




3.3 結果與討論

      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)測定儀的數據準確度與精密度?？毡阒胤Q量，殘渣恒重稱量均2 輪完成恒重，恒重差值＜0.3mg。氯化鈉溶液重復性實驗結果見表2。氯化鈉溶液梯度設計實驗結果見表3。

     由表2的數據分析可知，設計添加量為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)測定儀在重復性測試中有良好的精密度。

      由表3數據分析可知，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）均能準確稱量，結果準確性良好，平行樣之間無偏差。



04

結 論

圖片

      純化水中的不揮發(fā)物項目是制藥行業(yè)的基礎必檢項目之一，其質量直接影響到藥品質量。使用傳統測試方法，難以滿足中國藥典規(guī)定的0.3mg恒重標準值。現階段，智能化儀器采用集成化的技術革新，可輕松實現自動化、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，對純化水樣品進行重復性與梯度設計實驗，結果表明，純化水不揮發(fā)物項目使用智能化設備后，測試結果具有良好的準確度與精密度，同時解決了純化水不揮發(fā)物項目恒重難，耗時長，數據無法溯源等行業(yè)難題。