從檢測原理到儀器選型,不溶性微粒檢測方法的全攻略梳理
瀏覽次數(shù):125 發(fā)布日期:2025-12-2
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不溶性微粒是藥品,特別是注射劑、眼用制劑和生物制劑的關(guān)鍵質(zhì)量屬性,其控制直接關(guān)系到用藥安全。全球藥典,包括《中國藥典》(ChP)、《美國藥典》(USP)和《歐洲藥典》(EP),均對此設(shè)立了嚴(yán)格的檢測標(biāo)準(zhǔn)與限度要求。德瑞梳理全球主流的不溶性微粒檢測方法,深入剖析其運作原理、優(yōu)勢與劣勢,探討其與藥典需求的匹配度,分享純干貨的設(shè)備小知識。
當(dāng)今,全球藥典收載及在業(yè)界廣泛應(yīng)用的不溶性微粒檢測方法主要有以下三種:
1. 光阻法:光阻法是當(dāng)前液體制劑不溶性微粒檢測的首選方法和藥典通則方法,實現(xiàn)了自動化、高通量的檢測。
運作原理:樣品流經(jīng)一個狹窄的透明流通池,一束激光(或單色光)垂直穿過流通池。當(dāng)溶液中的微粒流過檢測區(qū)域時,會遮擋部分光線,導(dǎo)致探測器接收到的光信號瞬間減弱。該信號變化的次數(shù)與微粒數(shù)量成正比,變化的幅度(即遮光強度)與微粒的投影面積(可等效為粒徑)成正比。通過記錄和分析這些脈沖信號,即可得到微粒的粒徑分布和數(shù)量濃度。
優(yōu)勢:
- 高速高效:分析速度快,數(shù)分鐘內(nèi)即可完成一個樣品的檢測和數(shù)據(jù)分析。
- 精準(zhǔn)計數(shù):可提供精確的粒徑分布和顆粒計數(shù),滿足藥典的定量要求。
- 自動化程度高:易于集成自動進樣器,實現(xiàn)大批量樣品的無人值守檢測。
- 數(shù)據(jù)完整性好:現(xiàn)代儀器軟件通常符合GMP/GLP規(guī)范,確保數(shù)據(jù)可追溯、不可篡改。
劣勢:
- 對樣品性狀敏感:對于乳濁液、脂質(zhì)體等本身對光有較強散射或吸收的樣品(如乳劑、有色溶液),檢測背景高,信噪比差,結(jié)果易受干擾。
- 形狀假設(shè):原理上假設(shè)顆粒為球形,對于纖維狀、片狀等非球形顆粒,其等效粒徑與真實尺寸可能存在偏差。
- 重合效應(yīng):在高濃度樣品中,多個顆?赡芡瑫r通過檢測區(qū),被誤判為一個大顆粒,需要儀器具備自動稀釋或重合誤差校正功能。
2. 顯微計數(shù)法:顯微計數(shù)法是經(jīng)典的基礎(chǔ)方法,也是藥典收載的仲裁方法,具有不可替代的價值。
- 運作原理:將一定體積的樣品溶液通過真空抽濾,使其中的不溶性微粒被截留在特定孔徑的微孔濾膜上。然后將濾膜干燥,置于顯微鏡下,由操作人員人工觀察、計數(shù)并測量微粒的尺寸。
優(yōu)勢:
- 直觀可靠:可直接觀察到微粒的真實形貌、顏色和狀態(tài),有助于進行異物來源的調(diào)查和根因分析。
- 通用性強:幾乎適用于所有類型的樣品,尤其適用于光阻法難以檢測的乳劑、粘稠、有色或不透明的溶液。
- 方法權(quán)威:作為仲裁方法,當(dāng)其他方法結(jié)果有爭議時,以顯微法結(jié)果為最終判斷依據(jù)。
劣勢:
- 效率極低:操作流程繁瑣,包括過濾、干燥、轉(zhuǎn)移、計數(shù)等多個步驟,耗時耗力。
- 主觀性強:結(jié)果嚴(yán)重依賴操作人員的經(jīng)驗和判斷,不同操作者之間的重現(xiàn)性較差。
- 統(tǒng)計代表性不足:由于是人工計數(shù),通常統(tǒng)計的微粒數(shù)量有限,可能影響結(jié)果的統(tǒng)計學(xué)意義。
3. 庫爾特法(電感應(yīng)法) 庫爾特法適用于導(dǎo)電性溶液中的微粒檢測,在生物領(lǐng)域(如細胞計數(shù)、病毒顆粒)有特定應(yīng)用。
- 運作原理:樣品懸浮在電解液中,在負壓作用下流過一個小孔。小孔兩側(cè)各有一個電極。當(dāng)每個不導(dǎo)電的微粒通過小孔時,會瞬間排開相同體積的電解液,導(dǎo)致小孔兩側(cè)的電阻發(fā)生躍變,產(chǎn)生一個電脈沖。脈沖的次數(shù)代表顆粒的個數(shù),脈沖的幅度與微粒的體積成正比。
優(yōu)勢:
- 分辨率極高:能夠清晰區(qū)分粒徑非常接近的顆粒,精度優(yōu)于光阻法。
- 原理直接:測量結(jié)果直接與顆粒體積相關(guān),不受顆粒光學(xué)性質(zhì)、顏色、形狀(假設(shè)為球形)的影響。
劣勢:
- 樣品要求苛刻:必須懸浮在導(dǎo)電的電解液中,且電解液需要與樣品相容,不引起變化。
- 易堵塞:小孔非常精細,樣品中的大顆粒或纖維極易造成堵塞。
- 粒徑范圍受限:小孔尺寸決定了其檢測的粒徑范圍,更換不同孔徑的小孔可以改變量程,但操作不便。
二、 檢測方法與藥典需求的匹配
當(dāng)前藥典(如USP <788>、ChP 0903)的核心要求是針對注射劑,測定≥10μm和≥25μm的微粒濃度限度。三種方法與藥典需求的匹配關(guān)系如下:
- 光阻法是主力軍: 因其高效、精準(zhǔn)和良好的數(shù)據(jù)完整性,成為絕大多數(shù)透明溶液制劑進行常規(guī)質(zhì)控和放行的首選方法。儀器制造商(如美國PSS、國內(nèi)的胤煌科技等)的設(shè)備均以確保通過藥典的系統(tǒng)適用性試驗為核心設(shè)計目標(biāo)。
- 顯微計數(shù)法是必要的補充和仲裁者: 當(dāng)樣品不適用于光阻法時,藥典規(guī)定需采用顯微計數(shù)法。自動化顯微系統(tǒng)的出現(xiàn)(如胤煌科技的產(chǎn)品),通過機器視覺技術(shù)部分克服了傳統(tǒng)方法的劣勢,使其重新成為可靠的選項。
- 庫爾特法是特定領(lǐng)域的專家: 藥典中未將其列為注射劑微粒檢測的常規(guī)方法,但其高精度特性使其在疫苗、細胞治療產(chǎn)品等生物制劑的顆粒表征中發(fā)揮重要作用。
不溶性微粒檢測領(lǐng)域正從單一的計數(shù)合規(guī),邁向多維度、全過程、高靈敏度的綜合顆粒表征時代。光阻法、顯微計數(shù)法和庫爾特法仍將是未來一段時間內(nèi)的技術(shù)基石。而動態(tài)圖像分析、流式成像及與化學(xué)識別技術(shù)的聯(lián)用,將代表未來的發(fā)展方向,以滿足藥典日益提升的要求和制藥行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量更深層次的理解與控制需求。企業(yè)選擇檢測方法時,需綜合考慮產(chǎn)品特性、法規(guī)要求和研發(fā)階段,選擇最適宜且具備前瞻性的技術(shù)平臺。