激光散射法测定头孢克洛粒度分布的方法学研究

激光散射法测定头孢克洛粒度分布的方法学研究

王南进，包吴迪

海南海药股份有限公司，海南省海口市，邮编：570100

【摘要】目的：采用Beckman Coulter LS 13 320 激光粒度仪建立激光散射法测定头孢克洛粒度分布的方法，并对方法进行验证。结果：方法选择为干法，遮光度设定为6%，折射率为1.705，分散压力设定为20''H2O，背景扫描时间60 s，样品量为2.5g。对方法的系统适用性、耐用性、重复性和中间精密度进行验证，结果均符合要求。用验证后的方法测定了3批不同厂家头孢克洛的粒径分布，D90值分别为 76.97、86.78和67.67μm。结论：本方法可准确测定头孢克洛粒度分布。

【关键词】头孢克洛；粒度分布；激光散射法；干法测定

前言

头孢克洛是1976年由美国Lilly公司开发研制，1979年获美国食品药品监督管理局(FDA)批准，1982年在美国和日本上市，1985年即替代头孢氨苄成为当年世界首位畅销抗生素。头孢克洛的应用历史已有数十年，但其对革兰氏阳性和阴性菌的抗菌谱及其抗菌活性并未下降。临床比较实验结果表明，头孢克洛临床上对流感嗜血杆菌和肺炎双球菌的作用不比第三代口服头孢类抗生素差。由于头孢克洛具有抗菌谱广、高效、口服吸收良好、组织分布广、不良反应轻微等突出优点，头孢克洛成为当前临床上治疗呼吸道、泌尿道、皮肤及软组织等感染性疾病较理想、较可靠的一线抗生素药物[1]。

头孢克洛口服剂型有胶囊剂、片剂、颗粒剂、干混悬剂等。在口服剂型中，原料的粒度分布对制剂中间产品颗粒的粒度分布有影响，可能会影响中间产品颗粒的孔隙率、流动性等，进而会影响到下步工序，如填充、压片和分装等，最终影响到产品的装量差异、脆碎度、崩解时限、溶出度和溶出曲线等。在头孢克洛口服制剂研究过程中，需要有准确可靠的方法来检测头孢克洛的粒度分布，并制定头孢克洛的粒度分布标准，从而保证产品质量。常用的粒度测定方法有显微镜法、筛分法、沉淀法及激光散射法等[2]。其中显微镜法直观、可靠，可直接观察颗粒的形状，但测定结果受取样影响，不能给出详细的粒度分布；筛分法简单、直观，但测定结果受人为因素和筛孔变形影响较大[3]；沉降法多用于工业产品的粒度测定，如油漆、颜料等，其测量速度慢，只能对一定密度范围内的样品进行测定，试验条件较为苛刻。激光散射法是当前较先进的粒度测定方法，通过测量散射光强的空间分布得到粒径的大小和分布[4]，是一种动态检测方法。其依据光学原理是米氏理论或弗朗霍夫理论，米氏理论主要用于从亚微米至微米的尺寸，对于微米以上较大颗粒，可将其近似为弗朗霍夫理论[5]。因其测量范围宽（从纳米到毫米）、测试速度快、重复性好，能直观显示粒度整体分布等优点得到广泛使用。目前还未见用激光散射法测定头孢克洛粒度分布的相关方法报道，本研究拟建立激光散射法测定头孢克洛粒度分布的方法，为其质量控制及相关制剂的制备提供参考[1]。

1.仪器与试药

1.1仪器

Beckman Coulter LS 13 320激光粒度分析仪，千分之一电子天平（奥豪斯CP213）。

1.2试药

头孢克洛原料药（批号：205201107，苏州盛达药业有限公司）；头孢克洛原料药（批号：2052005005，苏州盛达药业有限公司）；头孢克洛原料药（批号：Z410096，中化帝斯曼公司）；头孢克洛原料药（批号：B9008864，印度LuPin公司）；SiC标准粒子（批号：9534072，Beckman Coulter Inc）。

2.方法与结果

2.1测定方法的选择

根据供试品的性状和溶解性能选择湿法测定或干法测定。头孢克洛原料药为白色、类白色或微黄色粉末或结晶性粉末，在水中微溶，在甲醇、乙醇、氯仿或二氯甲烷中几乎不溶[8]。本研究选择采用干法测定头孢克洛原料药粒度。

2.2测定方法的建立

针对原料药性质，参照《中国药典》2020年版四部通则0982粒度与粒度分布测定方法（第三法）[6]，结合仪器的特点拟定粒度分布测定方法。官方数据文件未能查阅到头孢克洛的折射率，结合其余头孢类化合物的折射率数据，参考化工百科及百度百科权威词条，设定头孢克洛的折射率为1.705。结合仪器特点，根据默认推荐值，设定Obscuration（遮光度）为6%，Vacuum（分散压力）为20''H2O，背景扫描时间60s。本仪器要求样品量至少需没过进样量筒凹槽处，经测量，约2.5g头孢克洛可满足样品量要求。

综上，建立的头孢克洛粒度分布测定方法如下：

取本品约2.5g，加入进样量筒中，将折射率设定为1.705，遮光度设定为6%，分散压力设定为20''H2O，根据仪器标准操作规程进行检测。检测过程中需进行Measure Offsets（测量偏移）、Auto-anlign（自动排列）和Measure Background（背景扫描），背景扫描时间为60s，若背景扫描2-20通道光强数值小于14×10

6，则开始样品测定。

2.3方法学验证

    对于建立的粒度分布测定方法，我们对其系统适用性、耐用性、重复性和中间精密度进行验证，以确定方法的可靠性。

2.3.1系统适用性

采用标准粒子对仪器性能进行校准，取SiC标准粒子，测量时加入样品量至少没过进样量筒凹槽，将折射率设定为2.65，遮光度为6%，分散压力设定为20''H2O。测量过程需进行测量偏移、自动排列和背景扫描，背景扫描时间为60s，若仪器背景扫描2-20通道光强数值小于14×106，则开始测定。平行测定5次。

接受标准：标准粒子的D50均值与其特征值的偏差应小于3%，平行测定的相对标准偏差（RSD）不得过3%，D10、D90均值与其特征值的偏差应小于5%，平行测定的相对标准偏差（RSD）不得过5%。

结果见表1，系统适用性符合要求。

表1系统适用性粒度测定结果

2.3.2 耐用性

按照建立的粒度分布测定方法，分别考察不同加样量（2.0g、2.5g、3.0g）、不同遮光度（4%、6%、9%）、不同分散压力（16''H2O、20''H2O、24''H2O）、不同折射率（1.700、1.705、1.710），对同一批供试品每个变动因素重复测量3次。

接受标准：每个变动因素下各条件下D50的RSD不得过10%，D10、D90的RSD不得过15%，同一变动因素3个条件下9组数据的D10、D50、D90的RSD不得10%。

2.3.2.1不同加样量的考察

    供试品的加样量过少，遮光度达不到要求，遮光度偏小，系统中颗粒的衍射较少，光强较弱，测量误差较大，不具有代表性；加样过多，遮光度偏大，样品颗粒较多，使激光发生多重衍射，测量值差异较大，甚至可能有样品团聚现象。因此我们分别考察不同加样量（2.0g、2.5g、3.0g）对测定结果的影响。测定结果见表2。结果可见，供试品的加样量在2.0g～3.0g范围内测定结果均符合标准。

表2不同加样量的粒度测定结果

2.3.2.2不同遮光度的考察

遮光度是否合适关系到粒度测量结果的准确性和代表性。因测定过程中遮光度会有波动，我们对遮光度范围的适用性进一步进行研究，结果见表3。由表3可知，在遮光度为4%～9%范围内，样品测定结果均符合标准。

表3不同遮光度的粒度测定结果

2.3.2.3不同折射率的考察

对折射率范围的适用性进一步进行研究，结果见表4。在折射率为1.700～1.710范围内，粒度分布具有较好的一致性，测定结果均符合标准。

表4不同折光率的粒度测定结果

2.3.2.4不同分散压力的考察

样品颗粒在低压下开始分散，粒度逐渐减小；随着分散压力的增大，样品颗粒在气流冲击下发生破碎，粒度会发生较大变化不同分散压力下的粒度分布具有较好的一致性[7]。当分散压力为16"H2O～24"H2O范围内，测定结果均符合标准。结果见表5。

表5不同分散压力的粒度测定结果

通过表2、表3、表4、表5结果可知，在考察不同的加样量、不同的遮光度、不同的分散压力、不同的折射率条件下，各条件的RSD均符合接受标准，标明方法耐用性良好。

2.3.3重复性试验

分析人员1取同一批供试品，照“2.2”项下方法测定，平行测定6次。

接受标准：D50的RSD不得过10%，D10、D90的RSD不得过15%。

表6显示，结果均符合接受标准，表明方法重复性良好。

表6重复性的粒度测定结果

2.3.4中间精密度试验

使用同一批供试品，两个不同分析员，在不同日期，照“2.2”项下方法测定，分别平行测定6次。

两个分析员不同时间测定的结果均应符合重复性要求，且两个分析员12组数据D50的RSD不得过10%，D10、D90的RSD不得过15%。

表7显示，结果均符合接受标准，表明方法中间精密度良好。

表7中间精密度粒度测定结果

对建立的方法的验证结果表明：本法耐用性、重复性以及中间精密度均符合要求，方法可靠，可准确测定头孢克洛的粒度分布。

3原料药粒度的测定

　　取不同厂家的头孢克洛，按照“2.2”项下方法分别进行测定。统计各批次的D10、D50和D90值，结果见表8。

表8粒度测定结果（n=6）

4结论

本研究通过对遮光度、折射率、分散压力、加样量、背景扫描时间等进行设定，建立用激光散射法测定头孢克洛粒度分布的方法，并对该方法的系统适用性、耐用性、重复性和中间精密度进行了验证。结果表明，本法操作简便、准确、可靠，可用于头孢克洛粒度分布的测定，为其质量控制及相关制剂制备提供试验依据。

【参考文献】

[1]胡瑞标.头孢克洛干混悬剂的研究[D].保存地：广州中医药大学，2011:1.

[2] 陈继敏，欧金泉，潘京 . 激光散射法测定普伐他汀钠原料药粒度分布[J]. 今日药学，2016，26（5）：314-316.

[3] 邹文博，王琰，尹利辉，等 . 应用激光散射法测定西洛司特粒度分布[J]. 药学研究，2018，37（2）：93-95.

[4] 耿志鹏，姜鹰雁，李永东，等 . 缬沙坦原料药粒度的激光散射法测定[J]. 中国医药工业杂志，2017，48（5）：716-719.

[5] 邹文博，许明哲，王晨，等 . 激光散射法测定乳糖的粒度 [J]. 药物分析杂质，2007，27（9）：1420-1423.

[6] 粒度与粒度分布测定法《中国药典》2020年版四部通则，145-147

[7]季轩，吴月梅，陈建梅. 激光粒度仪测试ＰＴＡ粒度分布的影响因素研究[J].合成技术及应用，2021，36（3）：56-60.