激光粒度仪测定单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒度的方法学研究

寻明金，冯中，张贵民，李文芳，张小波

(鲁南制药集团股份有限公司，国家手性制药工程技术研究中心，山东 临沂 276006)

单硝酸异山梨酯缓释片临床上用于冠心病的长期治疗以及心绞痛的预防[1-3]。应用粉末直接压片技术制备单硝酸异山梨酯缓释片，具有工艺过程简单、生产周期短、成品质量均一稳定等优点[4]。粉末直压工艺的稳定性依赖于对粉体粒度大小及分布的控制，粒径过大或过小，可能引起片剂重量差异和含量均匀度等质量属性不合格。ICH Q6A指出当粒径大小为影响制剂生产，或制剂产品外观、含量均匀度、稳定性、溶出度和生物利用度等的关键因素时，须制定粒径限度要求。

激光散射法是近几年广泛应用的粒度测定新方法[4]，具有测量范围广、测定速度快、重复性好、分辨率高等优点[5]。Malvern Mastersizer 3000型激光粒度分析仪是激光散射法测定粒度的常用仪器之一，根据样品性状和溶解性不同分为干法测定和湿法测定[6]。干法测定适合水溶性或无合适分散介质的固态样品[7]。尚未见单硝酸异山梨酯缓释片中间产品的粒度测定的相关方法学研究和报道。单硝酸异山梨酯缓释片中间产品为多组分混合物，可悬浮于空气流中，本研究依据单硝酸异山梨酯缓释片中间产品这一特性，建立科学、简便、经济、环保的单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒度检测方法，筛选最优的激光散射法干法测定的参数，科学控制中间产品粒度，以期提高粉末直压工艺的稳定性。

1 仪器与试药

SYH-2-5-10三维混合机(常州市永昌制粒干燥设备有限公司)；Malvern Mastersizer 3000型激光粒度分析仪(英国Malvern公司)

单硝酸异山梨酯原料[山东新时代药业有限公司，批号532170303，此原料为单硝酸异山梨酯与乳糖S100(德国Meggle公司)的混合物，其中单硝酸异山梨酯的含量为40.0%，乳糖S100的含量为60.0%]；胶态二氧化硅(德国Evonik公司，批号：157080516)；羟丙甲纤维素(美国陶氏化学公司，规格：K200M，批号：D180HBL002)；微晶纤维素(MCC，规格：SH102，批号：P218832262)；硬脂酸镁(安徽山河药用辅料股份有限公司，批号：18062019)；氢化蓖麻油(HCO，德国BASF公司，批号：25707047G0)。

2 供试品的制备[8]

将羟丙甲纤维素K200M 200 g、微晶纤维素75 g、氢化蓖麻油45 g和胶态二氧化硅10 g混合15 min(转速40 rpm)；加入单硝酸异山梨酯原料120 g，过20目筛后，混合15 min(转速40 rpm)；加入硬脂酸镁10 g，混合10 min(转速40 rpm)，得到单硝酸异山梨酯缓释片中间产品。

3 测量方法的选择

3.1 折射率的考察 设置Mastersizer 3000型激光粒度分析仪的相关参数：漏斗池高度1.5 mm，遮光度范围0.5%～5.0%，分散气体压力2.0 bar，进样速度50%，测量时间20 s。分别设定不同折射率，取供试品适量，将每一折射率条件重复测样6次，统计6次结果的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)数据和加权残差，测定结果见表1。

不同折射率测得单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒径分布均具有较好的一致性。当折射率为1.55时，样品残差值最小，对该折射率下单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒度分布曲线进行拟合，拟合后样品折射率为1.52%，故优选样品折射率为1.52%。

表1 不同折射率的考察结果(n=6)

3.2 漏斗池高度的考察 设置Mastersizer 3000型激光粒度分析仪的相关参数：折射率1.52%，遮光度范围0.5%～5.0%，分散气体压力2.0 bar，进样速度50%，测量时间20 s。分别设定不同干法样品漏斗池高度，取供试品适量，将每一漏斗池高度条件重复测样6次，统计6次结果的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)数据和加权残差，测定结果见表2。

表2 不同干法样品漏斗池高度的考察结果(n=6)

随着漏斗池高度的增加，样品进入样品检测池的时间逐渐延长，漏斗池高度太低，样品未分散均匀就测量结束；漏斗池高度太高，样品检测不完全。当漏斗池高度为1.0 mm时，6次测量结果的RSD值和残差值均最小，故优选漏斗池高度1.0 mm。

3.3 遮光度的考察 设置Mastersizer 3000型激光粒度分析仪的相关参数：折射率1.52%，漏斗池高度1.0 mm，分散气体压力2.0 bar，进样速度50%，测量时间20 s。《中国药典》2015年版(四部)通则中粒度测定法第三法干法测定中规定，干法测量所需要的样品量通常应达到检测器遮光度范围的0.5%～5.0%。本试验通过改变加样量，考察样品遮光度在0.4%～6.0%范围时对粒度结果的影响。分别设定不同遮光度，每一遮光度条件重复测样6次，统计6次结果的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)数据和加权残差，测定结果见表3。

结果显示，当遮光度为0.4、4.0、5.0、6.0时，平行测定6次粒径结果的RSD值较大，原因为遮光度偏低时，信噪比较差；遮光度偏高时，导致多重衍射，均使测量结果准确度降低、误差增大。根据粒径分布结果，当遮光度在0.8%～3.0%范围内时，测得单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒径结果的RSD值和残差值较小，确定遮光度范围为0.8%～3.0%。

表3 遮光度考察结果(n=6)

3.4 分散气体压力的考察 设置Mastersizer 3000型激光粒度分析仪的相关参数：折射率1.52%，漏斗池高度1.0 mm，遮光度范围0.8%～3.0%，进样速度50%，测量时间20 s。分别设定不同分散气体压力，取供试品适量，每一分散气体压力条件重复测样6次，统计6次结果的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)数据和加权残差，测定结果见表4。

表4 不同分散气体压力的考察结果(n=6)

当分散气体压力为1.0和1.5 bar时，测得的粒度结果偏大，可能原因为压力较小时，样品分散不均匀，样品团聚，使得结果偏大。当分散气体压力为2.0、2.5、3.0 bar时，测量结果的RSD值和残差值均较小，最终选择适中分散气体压力2.0 bar。

3.5 进样速度的考察 设置Mastersizer 3000型激光粒度分析仪的相关参数：折射率1.52%，漏斗池高度1.0 mm，遮光度范围0.8%～3.0%，分散气体压力2.0 bar，测量时间20 s。分别设定不同进样速度，取供试品适量，每一速度条件重复测样6次，统计6次结果的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)数据和加权残差，测定结果见表5。

表5 不同进样速度的考察结果(n=6)

结果表明，当进样速度为50%和60%时，测量结果重现性良好，且RSD值较小，故选择适中进样速度50%。

3.6 测量时间的考察 设置Mastersizer 3000型激光粒度分析仪的相关参数：折射率1.52%，漏斗池高度1.0 mm，遮光度范围0.8%～3.0%，分散气体压力2.0 bar，进样速度50%。分别设定不同样品测量时间，取供试品适量，将每一测量时间条件重复测定6次，统计6次结果的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)数据和加权残差，测定结果见表6。

表6 不同测量时间的考察结果(n=6)

由表6可知，当样品测量时间为10、15、20 s时，d(0.5)和d(0.9)结果较小，RSD值较大，原因为测量时间较短，样品测量不完全，只检测到粒径较小样品，未检测到大粒径样品。样品测量时间为25 s时，RSD值与加权残差均最小，符合要求，故选择样品测量时间为25 s。

3.7 测量方法的选择结果 单硝酸异山梨酯缓释片中间产品激光散射法干法检测优选参数折射率1.52%；漏斗池高度1.0 mm；遮光度范围0.8%～3.0%；分散气体压力2.0 bar；进样速度50%；样品测量时间25 s；测量次数6次。

4 测量方法的验证

4.1 耐用性考察 测定池内加入的样本量为0.6、0.8及1.0 g，测定粒度分布。结果如表7所示，当在0.6～1.0 g范围内，改变样本加入量，粒度分布结果相同。本方法对样本加入量具有较好的稳健性。

表7 样本加入量的影响

4.2 重复性试验 取供试品适量，按“3.7”项下测量方法进行测定，实验员取样测定6次，统计样品的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)值，具体结果见表8。

表8 重复性试验结果(n=6)

4.3 中间精密度试验 分别由两名实验员，在不同时间进行操作。取供试品适量，按“3.7”项下测量方法进行测定，由第1名实验员分别取6份样品，每份测定6次，统计样品的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)值的平均值及RSD值；第2名实验员对同批样品进行复验。结果d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)值的平均值(n=12)分别为11.5、67.9、236 μm，RSD值分别为0.75%、0.37%、0.61%。

4.4 不同批次供试品的粒度测定 按“2”项下制备方法平行制备3批(批号：180601、180602、180603)单硝酸异山梨酯缓释片中间产品，按“3.7”项下方法测定，每批样品测量6次，统计各批次的d(0.1)、d(0.5)、d(0.9)值的平均值及RSD值，结果见表9。

表9 3批单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒度测定结果(n=6)

由数据可知，3批样品6次测量结果的RSD值均符合要求，说明粒度测量结果具有较好的重现性，证明Mastersizer 3000在最优参数下测得单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒度结果的准确性和可靠性。

单硝酸异山梨酯缓释片中间产品的粒度特征值d(0.5)为65.7～69.6 μm、d(0.9)为232～244 μm，粉末混合物流动性良好，休止角为29.2°，混合均匀度的RSD值≤2.0%(n=10)，应用粉末直接压片法压制片重460 mg单硝酸异山梨酯缓释片，片重差异在±5.0%以内，片剂含量均匀度的RSD值≤2.0%(n=20)。

5 讨论

本文采用激光散射法，使用Aero S型干法进样器测量单硝酸异山梨酯缓释片中间产品的粒度，通过对样品折射率、漏斗池高度、遮光度、分散气体压力、进样速度和样品测量时间等进行考察，确定使用Mastersizer 3000激光粒度分析仪测定单硝酸异山梨酯缓释片中间产品粒径分布的最优参数。该粒度测定方法操作简单、重现性好、精密度高，已成功应用于单硝酸异山梨酯缓释片商业化生产过程中间产品粒度控制。