中兽药微粉的粒度控制研究
2018-01-11王兴涛陈献忠张国祖
王 林 , 马 霞 , 王兴涛 , 陈献忠 , 杨 帅 , 张国祖
(1.河南省康星药业股份有限公司 , 河南 郑州 451464 ; 2.河南牧业经济学院 , 河南 郑州 450011)
中兽药微粉,是应用于兽药领域的超微粉体,也有文献称为中兽药超微粉,是将兽用的中药散剂或单味药材经过超微粉碎后得到的细胞级中药。这种剂型的粒度一般在48 μm以下,细胞基本破裂,有效成分在动物体内可以迅速溶出,从而达到起效快、提高生物利用度等效果,这对减少中药材浪费和降低养殖业成本具有重要意义[1-3]。
2016年5月和2017年3月,农业部分别下发2397号和2506号公告,批准了芪术玄参微粉、扶正解毒微粉和黄连解毒微粉3种新兽药,这是目前我国兽药领域惟一的3个获得国家批准的中兽药微粉产品,为今后中药在兽医领域的应用开辟了新途径。但是,目前中药微粉质量控制研究相对薄弱,特别是中药颗粒大小及其粒度分布对药物的有效性、稳定性和安全性具有重要影响,有必要对中药粒度进行深入研究,建立简单、稳定、有效的检测方法来控制其质量,保障中兽药微粉的用药安全。
2015版兽药典收载的粒度方法有显微镜法、筛分法和光散射法,3种方法都能用于测定制剂中粒子大小或限度,光散射法也可以用于粒度分布的测定[4]。显微镜法的优点是简便、直观、易操作,但对颗粒粒径小、数量多、检测时间长的情况下容易造成检测人员视觉疲劳,易受到主观因素影响[5]。筛分法是散剂粒度测定的常用方法,但是中药微粉粒子太小,由于静电作用极易粘附筛孔而不具备操作的可行性。光散射法通常用激光粒径分析仪检测,分为干法和湿法,由于中药微粉遇水或有机溶剂会发生膨胀或溶解,因此多用干法测定。
本试验以芪术玄参微粉和扶正解毒微粉为样品,分别建立适于微粉的显微镜法和光散射法检测方法,并评价2种方法的异同,为微粉的粒度控制提供依据。
1 仪器与试剂
Winner3003激光粒度分析仪,济南微纳颗粒仪器股份有限公司;Winner99显微颗粒图像分析仪,济南微纳颗粒技术有限公司;AUW220D1电子天平,岛津国际贸易有限公司;JCX-400GZ超声波清洗器,山东省济宁市超声电子仪器厂。
芪术玄参微粉,批号为17030801、17030802、17030803,扶正解毒微粉,批号为17031501、17031502、17031503,均由河南省康星药业股份有限公司提供;金刚砂标准物质(标示D50为26±0.7 μm),济南微纳颗粒仪器股份有限公司提供;水为去离子透析水(Minipore 纯水器);甘油、醋酸等试剂,购自天津市四友精细化学品有限公司。
2 试验方法
2.1 显微镜法 在2015版兽药典所载的显微镜法基础上加以改进[6],具体方法为:取微粉5 mg,精密加入甘油醋酸试液10 mL,超声处理10 min,取出,摇匀,立即取1滴置载玻片上,覆以盖玻片(22 mm×22 mm),同法制备5片。在100倍显微镜下,检视测量粒子直径(长径),每片随机检视5个视野,共计25个视野,观察每个视野直径(长径)大于48 μm的粒子个数和所观察到的最大粒子。
2.1.1 称样量的考察 分别称取样品5 mg和10 mg,照上述方法处理检测粒度,观察2种称样量的样品视野中颗粒数目和分散情况。
2.1.2 分散试剂的考察 称取样品4份,分散试剂分别使用乙醇、正丁醇、甘油和甘油醋酸试液,照上述方法处理并检测粒度,观察4种分散试剂的样品视野中的颗粒数目和分散情况。
2.1.3 放大倍数的考察 分别用100倍、200倍和400倍显微镜进行观察,观察各放大倍数视野中颗粒数目和分散情况,筛选出最佳的放大倍数。
2.1.4 样品检测 分别取芪术玄参微粉和扶正解毒微粉各3批,按照最终确定的显微镜法检测样品粒度,制定合适的粒度限度。
2.2 光散射法 光散射法是以Mie光散射原理作为理论基础,结合米氏散射理论和弗朗霍夫近似理论建立模型并计算出颗粒的粒度分布,所用仪器为激光散射粒度分布仪,对应微粉剂型易用干法测定。激光粒度分析仪的操作有固定规程,本试验主要考察方法的精密度、重复性和稳定性,并依据3批样品检验结果制定合理的粒径限度。
2.2.1 精密度考察 取金刚砂标准物质适量,照仪器操作说明书进样检测,记录粒度结果,比较测试结果的D50值与金刚砂标准物质的D50值标称值是否一致,考察仪器精密度。
2.2.2 重复性考察 分别取同一批次的芪术玄参微粉样品和扶正解毒微粉检测6次,记录小于48 μm和大于75 μm粒子的粒子分布,计算RSD,考察方法的重复性。
2.2.3 样品检测 分别取芪术玄参微粉和扶正解毒微粉各3批,按照激光粒度分析仪说明书进行检测,记录并分析结果。
3 结果
3.1 显微镜法
3.1.1 称样量的考察 当取样量为10 mg时,视野中粒子较多,偶尔出现颗粒重叠的情况,不宜计数和测量粒径。而称样量为5 mg的样品视野中粒子数目在50~100之间,容易计数,且粒子分散均匀,未出现颗粒重叠的现象。因此,芪术玄参微粉和扶正解毒微粉的称样量均为5 mg。
3.1.2 分散试剂的考察 分别用乙醇、正丁醇、甘油和甘油醋酸试液作为分散剂进行显微观察。结果发现,甘油醋酸试液的分散度最好,粒子分散均匀,无颗粒重叠。4种分散剂对扶正解毒超微粉的分散性能对比如下:甘油醋酸试液>甘油>正丁醇>乙醇。因此,芪术玄参微粉和扶正解毒微粉均选用甘油醋酸试液作为分散剂。
3.1.3 放大倍数的考察 分别比较了100倍、200倍和400倍显微镜下不同视野中颗粒数目,结果表明,100倍的视野中的粒子数目在50~100之间,而200倍和400倍显微镜视野中的颗粒较大且容易计数,但缺点是数量较少不具有代表性。因此,芪术玄参微粉和扶正解毒微粉均选用100倍显微镜观察。
3.1.4 样品检测 3批芪术玄参微粉样品和扶正解毒微粉样品的部分显微镜视野如下图1~6,超过48 μm的粒子个数统计见表1。结果表明,2种微粉的3批样品超过48 μm的粒子平均个数均在0~4之间。试验也统计了大量的视野,偶有发现100~300 μm的粒子。因此,我们建议将微粉的标准定为超过48 μm的粒子不得超过5个,不得检出500 μm的粒子。
表1 超过48 μm的粒子个数/个
图1 芪术玄参微粉17030801
图2 芪术玄参微粉17030802
图3 芪术玄参微粉17030803
图6 扶正解毒微粉17031503
3.2 光散射法
3.2.1 精密度的考察 精密度结果见表2,金刚砂标准物质D50值(粒度中值)平均值为25.86 μm,在规定的标称值26±0.7 μm范围内,5次测定的RSD为0.69%,说明该仪器的精密度良好。
3.2.2 重复性的考察 同一批次的芪术玄参微粉样品和扶正解毒微粉分别检测5次,其粒径结果见表3,2种微粉小于48 μm的粒子所占比例的RSD分别为0.40%和0.23%。结果表明,该方法的重复性良好,满足微粉的粒径测定要求。
表2 精密度结果
表3 重复性结果 (<48 μm,%)
3.2.3 样品检测 3批芪术玄参微粉样品和扶正解毒微粉样品的激光粒径检测结果见表4。结果表明,小于48 μm所占比例大体相近的情况下,2种微粉的D50差异较大,说明不同品种的微粉粒径分布范围有所差别。考虑到剂型指标的通用性,我们选用小于48 μm粒子所占比例作为粒径限度的指标。2种微粉样品小于48 μm的粒子所占比例在96.56%~98.50%之间,大于75 μm的粒子所占比例在0.08%~0.70%之间。根据样品检测结果,结合实际检测情况,我们将微粉的粒径限度定为小于48 μm粒子所占比例不得少于95%,大于75 μm所占比例不得过1.0%。
表4 3批样品检测结果
4 讨论
中兽药微粉的粒度在300目时,细胞破壁率一般在85%以上,生产效率较高,也可以满足市场规模化生产和销售[7]。因此,我们将300目即48 μm作为微粉的粒度控制指标来考察。此外,中国兽药典对中药粉末的粗细划分了6个等级,其中对细粉、最细粉和极细粉粒径的规定均是至少95%的粒子通过相应目数的筛网,因此,我们制定微粉粒度限度时也选用了95%这个常用的标准。为避免微粉粒度分布范围过大而影响产品质量,我们也对两种方法的粒度上限均做出了规定。
显微镜法可以直接观察中兽药微粉的颗粒形态,也可以结合软件测量颗粒大小,是公认的与实际粒度分布吻合最好的检测方法。而光散射法的优点是检测速度快、重现性好、检测范围大,是粉体学目前最为常用的粒度检测方法。本试验通过多批次微粉的显微镜法测定结果显示,视野中大于48 μm的粒子数在1~4之间,而视野中总粒子数又在100个左右,大于48 μm粒子所占比例大于95%,这与激光粒径分析仪所测得的粒度分布结果相吻合,充分说明两种方法的检测结果准确可靠,在实验室不具备同时检测能力的可以取一种方法检测。
在兽医领域,中药微粉多为复方制剂,不同中药粉碎的难易程度有很大差别,生产过程中极易出现混合不均匀或粒度分布范围过大的情况,因此粒度检测贯穿于产品的整个生产过程。如何选用合适的检测方法来控制粒径关系着产品质量、生产效率等问题,本试验所建立的两种方法简单方便、操作性强,可以广泛用于微粉制剂的粒度测定。
[1] 徐月红,王宁生.中药微粉化的现状与分析[J].中国中药杂志,2004,29(6):497-500.
[2] 李新民,马清河,刘占民.中兽药超微粉与存在问题探讨[J].中兽医药杂志,2004(3):52-54.
[3] 张铁,王春光,翟向和,等.论中兽药超微粉碎的可行性[J].中兽医药杂志, 2003(3):37-39.
[4] 杨瑛,杨永华,温俊达,等.显微颗粒图像分析仪测试黄芪微粉粒度的研究[J].中草药,2006,37(3):370-373.
[5] 饶妼.微粉及超微粉粒度测定方法探讨[J].饲料工业,1992,13(2):38-39.
[6] 中国兽药典委员会.中华人民共和国兽药典二〇一五年版二部[S].
[7] 史万玉,林德贵,钟秀会.黄芪和淫羊藿超微粉粉体粒度及破壁情况研究[J].动物医学进展.2005,26(6):78-80.