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四環凍干機—真空冷凍干燥特性參數測量與分析(六)

更新時間:2023-02-24 點擊次數:371

4.5.1.3 熱重分析法

熱重分析法(TG,TG/MS)是在程序控溫下,測量物質的質量隨溫度(或時間)的變化關系,用來研究材料的熱穩定性和組分。檢測質量常用的辦法就是天平。熱重分析儀如圖4-47所示。May等人描述了在稱量過程中,如何區分質譜儀的讀數是解吸出來的水的還是揮發性物質的,揮發性物質有可能來源于,殘余溶劑或部分產品的分解。

當前鹵素快速水分測定儀是一種新型快速的水分檢測儀器,其原理就是利用熱重分析法。

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May等人用TG,TG/MS,KF法和一種命名為“蒸氣壓濕度測量法"(VPM)的新型測量方法研究了α-干擾素和美國標準百日咳疫苗的殘余水分(RM)。VPM測量密閉小瓶中物料上面的空間中水的蒸氣壓。來自紅外二極管的光線穿過小瓶到達圖像探測器。小瓶的溫度從室溫以固定的速率冷卻到一55℃。當水蒸氣冷凝的時候,由于凝結物使光束變暗,從而改變圖像探測器的信號。凝結溫度可轉化為壓力,從而可計算出頂部空間中水的微觀圖。圖4-48表示α-干擾素的TG值。抽取的三種不同樣品中,發現RM的平均值為1.15%土0.15%。利用KF法發現一種樣品中的RM為1.28%。圖4-49表示百日咳疫苗樣品9的相應數據。水的最終解吸溫度和開始分解的溫度由重量隨時間變化的函數的導數曲線確定(%/mi);當導數曲線偏離水平線時可認為水的解吸結束。在表4-1總結了不同方法我得的結果,VMP不能提供關于產品RM的值息。該方法可重復測量同樣的小瓶在一段時間內產品上空的水分,從而確定水分的變化量。

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4.5.1.4 紅外光譜學

Lin和Hsu描述了用近紅外線(NIR)光譜學確定密封的玻璃瓶中蛋白質類藥品的殘余水分的方法。研究了五種蛋白質:人類單克隆抗體重組細胞(ruhMAb)E25、ru- hMAb HER2、rubMAb CDI1a、TNKase和rt-PA,在小瓶壁的水平位置上加入適量的MilliQ水可使殘余水分的量增加,使水蒸氣擴散到已干產品。一般情況下,1~2天后可達到平衡狀態。利用常用的三種數學工具來確定復雜光譜(不同成分的重合部分或它們之間的化學反應)。研究了下列因素對IR標準的影響結果:賦形劑的濃縮,塊狀產品的疏松度,厚度和直徑以及賦形劑和蛋白質的比率,Karl Fischer滴定數(也叫RF)被用來作為與NIR數相比較的標準。

圖4-50中(a)~(e)表示5種產品RF和RNIF之間的關系。Karl Fischer滴定法依每日的操作者的不同其波動范圍為士0.5%。因此,RF和RNIR之間的差別≤0.5%認為是較好的。在30~100mg/mL之間疏松度的變化≤0.5%。塊狀物的尺寸必須超過NIR的透深,否則測得的RNIR太小。

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制劑成分允許有小的變化,然而變化較大時,例如,蔗糖由42.5mmo/L變為170mmol//L,隨著濃度的增加吸收率增加(圖4-51)。因此對85mmol/L的RNIR的標準不能用于蔗糖的濃度較低(42.5mmo/L)或較高(>120mm0l/L)的情況;在520cm-1水的信號隨著產品信號的改變而變化。通常情況下,對于給定的制劑和產品尺寸RNIR標準是一定的,只有在NIR測量對于充足的被反射光線具有足夠長的光程以及校準產品的光譜隨組分濃度的改變沒有被改變的情況下,變化才是允許的。

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4.5.1.5 殘余水分測量方法的比較

干燥產品中的水以多種形式結合:如存在于表面的水,或多或少與干物質結合的水或以結晶水的形式存在著的水。因此,對于不同的物質,各種方法有可能會產生不同的結果。利用重量分析法和Karl Fischer滴定法測得的有些物質的RM值幾乎是沒什么不同的。May等人提供了四種這類物質的例子,但是如表4-2所示,利用重量分析法得到的RM值比Karl Fischer滴定法得到的小0.3%~0.6%,然而,用熱重分析方法得到的RM值在誤差范圍內與Karl Fischer滴定法得到的值是非常接近的。在圖4-52中比較了在第二階段干燥過程,利用KF測得的RM和利用DR值計算得到的dW值。用于KF測量的小瓶當時是封閉的,上面的圖表示出了平均值以及誤差條。同樣的藥品在同一臺設備上,在相同的工藝條件和相同的裝載量的情況下進行了三次試驗過程。利用KF測得的RM值在MD轉變為SD后以士1%改變,約21h后減少為土0.5%。三次試驗過程dW值都在SD階段開始后以士0.5%改變,在21h后小于0.05%。上下曲線表明,到達最終溫度后,進一步的干燥不可能再降低RM的值0.5%。根據dW也可得到相同的信息:在21h后水的解吸可忽略,由于其小于0.02%/h。此產品在所選的工藝條件下,用KF法測得1.5%的水分在此溫度下及可接受的時間內不能用解吸法除去。

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