高职药学生学习马尔文激光粒度仪操作及应用的思考

高职药学生学习马尔文激光粒度仪操作及应用的思考
摘要：随着国内药物一致性评价的开展，对于仿制药的要求也越来越高，制剂
本身的质量和疗效也受到了越来越多的关注。

能够对制剂起始物料、中间产品和
辅料等的粒度进行监控的激光粒度分析技术，广泛地应用于药物的质量研究和质
量控制当中。

结合高职药学教育偏重应用技能的学习特点，本文就MASTERSIZER 3000激光粒度仪的使用方法在药学生学习应用过程中应当注意的问题提出了积极
的思考。

关键词：药学生；激光粒度仪；应用；
对于水溶性差而高渗透性药物的普通口服固体制剂，溶出过程往往为吸收过
程的限速过程，因此主要通过药物制剂溶出特性影响药物的吸收从而影响药物的
疗效和安全性。

从临床疗效上讲，减少粒度有可能对生物利用度产生积极的作用；从安全角度讲，粒度范围未得到合理控制，批次间原料的粒径不一致，则可能出
现批次间体内溶出度和吸收度的不一致，血药浓度曲线峰谷波动大，可能出现不
安全问题或导致不良反应的增加。

在仿制药物研究中仅有少部分考虑到了粒度问
题（为了研制高生物利用度的药物制剂），在新药研究中，粒度与安全性的问题
关注度更少[1,2]。

譬如临床常用的心血管系统药物硝苯地平属于高渗透性、低溶
解性药物，溶解性对体内吸收影响比较大，因此需要考察其粒度对质量的影响，
而且如果不同批次间粒度差异较大，溶出可能不一致，体内的吸收也不一致，对
药效的发挥及对人体的安全性都有直接的影响[3]。

因此，在药物研究过程中，为
保证药物质量，对药物的粒度和粒度分布进行研究的意义重大。

颗粒种类繁多，形态各异，无法用简单的三维尺寸来描述颗粒的性状和大小。

中国药典规定粒度及其分布的一般测定方法有电阻法、显微镜法、筛分法、光散
射法等。

光散射法是近年来应用广泛的新方法，当激光束穿过分散的颗粒时，一
部分光将发生向各个方向的散射现象，散射光的角度将会与光束传播方向形成一
定角度，颗粒越小，角度越大。

散射光的强度代表相对应粒径的颗粒的数量。

基
于Fraunhofer衍射散射和Mie散射理论进行数据处理（即在不同角度测量散射光
的强度），就可以得到颗粒的粒度分布[4]。

因此对于高职药学生而言，如何正确
掌握MASTERSIZER 3000激光粒度仪使用过程当中的使用方法及注意事项至关重要。

1.湿法测试
（1）系统清洁
湿法部件的初始系统为水相。

在测试开始前用纯化水进行3-4次系统清洁。

当使用的分散溶剂为水不溶性的液体（如：正己烷）时，需要通过乙醇或异丙醇
或甲醇进行过渡，需过渡三次后，再用纯化水进行系统清洁，同样需要更换四次
纯化水。

测试结束后，应使用测量样品的良好溶剂进行清洗，再将溶剂系统切换
回水相。

以防止样品的残留，影响到其他样品的测量。

（2）测试样品
如果分散剂为水，需要使用超声后的纯化水进行测试；如果为其他溶剂，应
使用分析纯以上级别的试剂进行测试。

在“首页”菜单中打开已建立的测量数据文件，选择“运行SOP（即标准操作规程）”或“手动测量”，进入测试窗口。

手动将
搅拌速度调整为所需转速。

点击开始，仪器会先初始化，自动对光。

然后再按“开始”键进入背景测量，背景测试完成后，仪器会提示加入样品。

此时手动加入样品，直到遮光度到达范围内后按开始键测试。

在测试过程中会显示每步操作的进程。

一般情况，若测试样品的粒径D50在50μm以下，遮光度在2%～10%为宜；若测
试样品的粒径D50在50μm以上，遮光度在10%～20%为宜。

2.干法测试
（1）系统清洁
在测试开始前和测试结束后需要清洁系统。

在清洁系统时，可以直接选择清洁模
式下的不同清洁方式，仪器会自动通过气流清洁系统。

也可以手动按气流或者进
样选项，然后调节气流压力和振动速度来清洁系统。

（2）测试样品
在“首页”菜单中打开已建立的测量数据文件，选择“运行SOP”，选择相应的SOP。

按“确定”进入测试控制窗口。

干法测试时样品需先加入到干法配件的料斗中，料斗间隙可根据SOP设置调好。

按“开始”键进入测试状态，系统会启动气流，自动对光；然后测试背景；测
试背景完成后，系统会自动启动振动，加入样品，进入样品测试过程。

见下图。

在测量样品过程中，有必要观察一下样品的流动情况，在整个测试过程中遮光度
最好保持在一定范围内（一般为0.5%～6%）。

进样可以通过振动强度和料斗间
隙大小共同调节。

如果该过程中出现任何错误，可手动选择回到第一步初始化仪器的状态，或
者按右下角的“停止”按钮停止本次操作。

测试完成后可关闭测试窗口，测试结果会自动添加到记录列表中，选择相应
的记录在报告中显示或者打印即可。

当测试完成后需要关闭仪器系统时，先关闭
软件，再关闭仪器电源。

3.使用注意事项
①为了延长激光仪使用时间，勿频繁开关电源。

②湿法测试在清洗和测样过程中，确定有纯化水和样品溶液的情况下进行，
避免空白搅拌。

③湿法和干法测试时，加样量要适中，避免加样量过多或过少。

④湿法测试加样品后，注意观察有没有气泡，可以搅拌一会或排下气泡再进
行开始测样，排气泡的方法为：将搅拌速度调到最大又快速的调到最小，多次操
作进行排气泡。

⑤干法分散系统需连接压缩气体和真空系统（吸尘器），在干法测试前需确
认压缩气体和吸尘器都处于打开状态，避免出现气压和真空失败的情况。

⑥干法测定中若系统清洁程序发现部件内有物料残留，可加一水乳糖进行清洁，再进行系统清洁，然后再用压缩空气进行系统清洁。

4.思考
激光粒度分析技术在药学中应用广泛，但仍存在一些问题：（1）仪器计算的数据是根据将粒子估算成球形的体积获得的，因此所获得的粒度数据未必真实反
映粒子的实际大小；（2）同一批物料采用不同品牌仪器采集的粒径分布数据可
能不具有可比性，方法的准确性只能通过同一台仪器测试同一样品的重现性来体现；（3）使用光散射法测定粒度前需要准确获知物料的折射率和吸收率，而折
射率和吸收率在很多药物的原料和辅料是不容易获取的。

（4）在样品粒度时，
样品往往需要被稀释，分散剂的种类、超声时间、温度等可能影响粒度测定结果
等[5]。

今后高职要学生再使用激光粒度分析仪器应更加重视以下几个方面：（1）对非球形颗粒的光散射理论进一步完善，对光路系统进一步优化，设计出量程更宽、
分辨率更高的激光粒度仪，不同品牌仪器之间的技术参数的协调统一；（2）解决对包括特重、特轻、难分散、表面活性特低、成分复杂的混合物质等各种样品的处理技术；（3）样品的在线原位分析，提高在线分析仪器的测量准确度。

参考文献
[1]李煜，杨伟峰，洪利娅.口服固体制剂仿制药物疗效的影响因素[J].中国现代应用药学，2014，31(2)：252-256.
[2]曾凡彬.影响难溶性药物口服固体制剂溶出特性的理化因素——晶型和粒度[J].中国新药杂志,2002(07):507-509.
[3]刘晓莉,马飞.硝苯地平原料药的粒度及粒度分布研究[J].广州化工,2016,44(7):99-101.
[4]陈祝康，陈桂良，李慧义.药物及其制剂粒度测定法探讨[J].中国药品标准，2012,13(6):405-408.
[5]张国强,赵鸣,张丽娟,等.激光粒度测试结果影响因素分析[J].中国测
试,2017,43(3):24-29
基金资助：2019年东莞职业技术学院校级青年课题（2019d01）
2020年东莞职业技术学院校级质量工程（JGYB202024）。