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:128 發布日期: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鍵質量屬性,其控制直接關系到用藥安全。全球藥典,包括《中國藥典》(ChP)、《美國藥典》(USP)和《歐洲藥典》(EP),均對此設立了嚴格的檢測標準與限度要求。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、優勢與劣勢,探討其與藥典需求的匹配度,分享純干貨的設備小知識。
當今,全球藥典收載及在業界廣泛應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,實現了自動化、高通量的檢測。
運作原理:樣品流經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。當溶液中的微粒流過檢測區域時,會遮擋部分光線,導致探測器接收到的光信號瞬間減弱。該信號變化的次數與微粒數量成正比,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量濃度。
優勢:
- 高速高效:分析速度快,數分鐘內即可完成一個樣品的檢測和數據分析。
- 精準計數:可提供精確的粒徑分布和顆粒計數,滿足藥典的定量要求。
- 自動化程度高:易于集成自動進樣器,實現大批量樣品的無人值守檢測。
- 數據完整性好:現代儀器軟件通常符合GMP/GLP規范,確保數據可追溯、不可篡改。
劣勢:
- 對樣品性狀敏感:對于乳濁液、脂質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,結果易受干擾。
- 形狀假設:原理上假設顆粒為球形,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:在高濃度樣品中,多個顆粒可能同時通過檢測區,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. 顯微計數法:顯微計數法是經典的基礎方法,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、計數并測量微粒的尺寸。
優勢:
- 直觀可靠:可直接觀察到微粒的真實形貌、顏色和狀態,有助于進行異物來源的調查和根因分析。
- 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。
- 方法權威:作為仲裁方法,當其他方法結果有爭議時,以顯微法結果為最終判斷依據。
劣勢:
- 效率極低:操作流程繁瑣,包括過濾、干燥、轉移、計數等多個步驟,耗時耗力。
- 主觀性強:結果嚴重依賴操作人員的經驗和判斷,不同操作者之間的重現性較差。
- 統計代表性不足:由于是人工計數,通常統計的微粒數量有限,可能影響結果的統計學意義。
3. 庫爾特法(電感應法) 庫爾特法適用于導電性溶液中的微粒檢測,在生物領域(如細胞計數、病毒顆粒)有特定應用。
- 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。小孔兩側各有一個電極。當每個不導電的微粒通過小孔時,會瞬間排開相同體積的電解液,導致小孔兩側的電阻發生躍變,產生一個電脈沖。脈沖的次數代表顆粒的個數,脈沖的幅度與微粒的體積成正比。
優勢:
- 分辨率極高:能夠清晰區分粒徑非常接近的顆粒,精度優于光阻法。
- 原理直接:測量結果直接與顆粒體積相關,不受顆粒光學性質、顏色、形狀(假設為球形)的影響。
劣勢:
- 樣品要求苛刻:必須懸浮在導電的電解液中,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系如下:
- 光阻法是主力軍: 因其高效、精準和良好的數據完整性,成為絕大多數透明溶液制劑進行常規質控和放行的首選方法。儀器制造商(如美國PSS、國內的胤煌科技等)的設備均以確保通過藥典的系統適用性試驗為核心設計目標。
- 顯微計數法是必要的補充和仲裁者: 當樣品不適用于光阻法時,藥典規定需采用顯微計數法。自動化顯微系統的出現(如胤煌科技的產品),通過機器視覺技術部分克服了傳統方法的劣勢,使其重新成為可靠的選項。
- 庫爾特法是特定領域的專家: 藥典中未將其列為注射劑微粒檢測的常規方法,但其高精度特性使其在疫苗、細胞治療產品等生物制劑的顆粒表征中發揮重要作用。
不溶性微粒檢測領域正從單一的計數合規,邁向多維度、全過程、高靈敏度的綜合顆粒表征時代。光阻法、顯微計數法和庫爾特法仍將是未來一段時間內的技術基石。而動態圖像分析、流式成像及與化學識別技術的聯用,將代表未來的發展方向,以滿足藥典日益提升的要求和制藥行業對產品質量更深層次的理解與控制需求。企業選擇檢測方法時,需綜合考慮產品特性、法規要求和研發階段,選擇最適宜且具備前瞻性的技術平臺。