激光散射法测定枸橼酸托法替布原料药粒径

牟 聪，王东凯

（1. 沈阳药科大学 药学院，辽宁 沈阳 110016；2. 扬子江药业集团有限公司，江苏 泰州225321）

激光粒度测试法是应用较为广泛、测试速度快、测试范围广的粒径测试方法，测试方法可以分为干法和湿法 2 种。干法是以气体（一般为空气或惰性气体）为分散介质，利用紊流分散原理，能够使样品颗粒得到充分分散，通过文丘里技术将干粉与气体均匀混合并从测量区喷过，被分散的样品再导入光路系统中进行测试。湿法是以液体（一般为水或有机溶剂）为介质进行分散，通过循环分散系统将样品与液体均匀混合并输送到测量区经过光路系统，计算出粒径分布。湿法常用的液体介质有水、乙醇、己烷、异辛烷等。因为介质不可重复利用性使得除了水之外的液体造价均高, 并且湿法操作相对繁琐。干法操作中仅需控制气压大小、进料速度、颗粒遮光度等即可准确测量出颗粒的粒径分布[1]。

根据药物在体外的溶解性和肠道渗透性的高低将药物分为四类：BCS 分类 Ⅰ 型（高水溶性/高渗透性药物）、Ⅱ 型（低水溶性/高渗透性药物）、Ⅲ 型（高水溶性/低渗透性药物）、Ⅳ 型（低水溶性/低渗透性药物）[2]。对于溶解性为易溶或者微溶的原料药，不能用水介质（溶解、水化、团聚）进行湿法粒度测试，有的虽可用有机溶剂做介质进行湿法粒度测试，但有毒有污染成本又高。所以，对上述这种原料药进行粒度测试时，干法优于湿法。随着医药工业的飞速发展 , 特别是制剂剂型种类的不断增多，为满足制剂质量的要求，对生产制剂所用原料药的粒度分析检测，要求越来越高[3]。

枸橼酸托法替布（tofacitinib citrate）是美国辉瑞制药公司研发的一种 Janus 关联激酶（Janus associated kinase, JAK）抑制剂，用于治疗氨甲喋呤反应不足或不耐受的中度至重度类风湿性关节炎，原研产品于 2012 年 11 月 6 日首次获 FDA 批准上市，商品名为 XELJANZ，可联合甲氨蝶呤用于治疗肿瘤坏死因子抑制剂应答不足的活动性类风湿性关节炎[4-6]，上市剂型为片剂，规格5 mg。本文作者以易溶性药物枸橼酸托法替布（BCSⅢ 类）为例，对激光粒度仪干法测试在原料药粒径分析中的应用进行了深入研究，建立原料药粒度测定方法并进行了方法学验证；在处方研究中，测定多批制剂所用原料药粒径大小，积累原料药粒径对制剂影响的数据。

1 仪器与材料

HELOS/RODOS 干法粒度仪（德国新帕泰克公司），VIBRI/ASPIROS 干法进样器（德国新帕泰克公司），CQX25-12 超声波清洗机（上海必能超声有限公司）。

枸橼酸托法替布（扬子江药业集团江苏海慈生物药业有限公司，批号 17041601，含量质量分数大于99.0%）。

2 方法与结果

2.1 粒度测定方法选择

依据《中华人民共和国药典》（2015 年版）四部通则测定粒度方法中的第三法[7]，分别尝试使用湿法和干法测定枸橼酸托法替布原料药粒径，以选择合适的方法。枸橼酸托法替布在水中微溶，在甲醇中极易溶解，在乙腈、丙酮和乙醇中几乎不溶。采用湿法测定枸橼酸托法替布原料药粒径时，尝试用纯化水和不同浓度乙醇做分散剂，均出现分散体系不稳定，遮光度快速下降的现象，无法准确测定样品粒径。枸橼酸托法替布原料药无吸湿性，且干法测定不需要提前分散样品，既简单又方便，因此选用干法作为测定枸橼酸托法替布原料药粒径的方法。

2.2 方法学考察

对仪器分散压力、震动进样速度、光学浓度、样品出口狭缝宽度等进行考察，并对最终确定参数后的方法进行重复性和精密度试验。

2.2.1 分散压力的选择

初步选择光学浓度在 5%～10% 范围内，振动进样速率为 70%，样品出口狭缝宽度 2 mm，设置不同的分散压力 0.5×105、1.0×105、1.5×105、2.0×105和 2.5×105Pa，平行取枸橼酸托法替布原料药 6 份，分别检测 6 次（n=6）并计算 RSD，绘制粒度分布图，结果见表 1 和图 1。

Table 1 Investigation results of dispersion pressure (n=6)表 1 分散压力考察结果（n=6）

Fig. 1 Particle size distribution state diagrams of different dispersion pressures图 1 各分散压力条件下颗粒分布状态图

由结果可知，分散压力小于 1.0×105Pa 时，粒度分布为非正态分布，颗粒分散状态不好，有团聚现象；当分散压力 1.5×105、2.0×105和 2.5×105Pa 变化时，粒度分布图形态良好，颗粒分散状态良好，分散压力为 2.0×105Pa 各粒度区间 RSD 值较小，测定条件更稳定。综上，选择 2.0×105Pa 作为粒度测定方法的分散压力。

2.2.2 振动进样速率的选择

同“2.2.1”项下取样品测量并设置相关仪器参数，根据“2.2.1”项下实验结果设置样品分散压力为 2.0×105Pa，设置振动进样速率 50%、70% 和 90%，结果见表 2。

Table 2 Investigation results of injection rate (n=6)表 2 振动进样速率考察结果（n=6）

由表 2 结果可知，不同进样速率条件下 RSD 值均符合要求，进样速率为 50% 时进样器振动槽上残留样品较多，会造成样品的浪费。进样速率为 70% 时，各粒度条件下的 RSD 值最小且符合要求。

2.2.3 光学浓度的选择

同“2.2.2”项下取样品测量并设置相关仪器参数，根据“2.2.2”项下实验结果设置样品振动进样速率为 70%，比较光学浓度在 1%～5% 和 5%～10% 之间的粒度分布，结果见表 3。

Table 3 Investigation results of concentrations of the optical vibration (n=6)表 3 光学浓度考察结果（n=6）

两个光学浓度范围内的测定结果的 RSD 值均符合要求，光学浓度对粒径测定影响不大，因此选择光学浓度 ≤10%。

2.2.4 样品出口狭缝宽度的选择

同“2.2.3”项下取样品测量并设置相关仪器参数，设置样品出口的狭缝宽度为 2、6 和 10 mm分别进样，结果见表 4。

Table 4 Investigation results of slit width inspection (n=6)表 4 狭缝宽度考察结果（n=6）

由结果可知进样口狭缝宽度对测定结果影响较小。由于测定用的枸橼酸托法替布粒度小且无大团块（粒度小于 10 µm），测定时用量较小（30 mg 左右），2 mm 狭缝宽度足够测量用量原料药顺利通过。

2.2.5 精密度试验

根据方法学验证结果，最终确定枸橼酸托法替布原料药粒径干法测定方法：分散压力 2.0×105Pa、振动进样速率 70%、光学浓度 ≤10%、狭缝宽度 2 mm。实验员 1 和实验员 2 分别在不同日期平行取枸橼酸托法替布原料药 6 份，每人平行测量 6 次并计算 RSD，结果见表 5。

Table 5 Results of precision experiments (n=12)表 5 精密度实验结果 (n=12)

重复性和中间精密度 12 个样品测定结果 X10、X50和 X90的 RSD 值分别 1.24%、0.91%和 0.52%，均符合要求，说明方法的精密度良好。

2.2.6 原料药的显微观察

在显微镜下观察原料药粒经分布情况，具体结果见图 2。

Fig. 2 Observation diagram of API under microscope图 2 原料药在显微镜下观察图

由图 2 结果可知，在显微镜下观察的原料药粒度情况与激光散射法测定枸橼酸托法替布原料药粒径结果基本相同。

3 讨论

本研究经过一系列试验，建立了干法激光散射法测定原料药粒径的方法。我们对所建立的粒度测定方法进行了相关参数研究及方法学验证，试验结果表明该方法操作简便、准确、快速，适用于药品研发生产中原料药粒度分布的测定，同时为易溶和略溶的原料药测定粒度提供了新的方法和思路。目前，国内尚未见有枸橼酸托法替布原料药粒度测定方法的文献报道。本文作者运用激光散射原理，以枸橼酸托法替布原料药为例，用干法测定粒度，与湿法相比，该方法操作更简单，不需要使用分散介质。本文作者建立的干法激光散射法重复性好、精密度高，易于操作，适用各种溶解性（特别是略溶或易溶）的原料药粒径测定，已成功应用于实际研发和生产质量控制中。

原料药粒度测定方法的建立，有助于在处方筛选前先筛选出合理的原料药粒径，可以在一定程度上简化处方筛选过程，进一步完善了原料药粒径的研究，使自制品与原研上市品达到溶出行为的一致[8]。