使用激光衍射粒度分析检测粉末内是否存在非常规大型粒子

例如,在某些行业的早期药物研发过程中,要求从少量干粉样品中测量粒度。 但是,测量少量样品可能会面临所测样品不能代表大部分材料的风险。 在本应用说明中,我们证明了 Aero S 干粉分散装置和 Mastersizer 3000 对添加了大型粒子的少量药物材料进行测量的能力以及检测大型非常规粒子的能力。

Mastersizer 3000 和 Aero S 分散装置测量少量干粉的能力已在另一应用说明中确定 [1]。 测量这种少量样品的切实问题在于:a) 不能代表大部分材料;b) 可能无法检测到少量过大粒子。 这种过大粒子可能会影响粉末处理过程、溶解率和药物有效成分的生物利用度。

在本应用说明中,我们展示了 Mastersizer 3000 和 Aero S 分散装置在“播种”实验中检测小比例非常规大型粒子(添加至小的等份中)的能力。 我们选择了精细乳糖作为药物有效成分或赋形剂粉末的模型。 该乳糖的 Dv (50) 为 4µm。 非常规粒子为已知玻璃珠样品(Dv (50) 62µm,Malvern 质量审计标准 (QAS))。

乳糖“播种”实验

称出四等份 20mg 乳糖。 对粉末进行仔细处理,以避免积压或粘附在称量盘上。 将其中一等分作为参照物;将 1mg 的 QAS 玻璃珠添加至其他等份中(图 1)。

图 1:装有 20mg 乳糖和 1mg QAS 玻璃珠的称量盘。
MRK2190_fig01

从单个 20mg 乳糖等份中获取的粒度分布情况显示在图 2A 中。 所使用的方法已在其他文件中 [1] 进行介绍,且 Dv (50) 的重现性小于 1%RSD。 在这一案例中,Dv (50) 为 4µm。 图 2B 显示的是从单次激发的 QAS 玻璃珠中获取的粒度分布情况,其中 Dv (50) 为 62µm。 从播种的样品(播种了 1mg QAS 的 20mg 乳糖)中获得的粒度分布情况显示在图 2C 中。 QAS 的作用是提供清晰可见的单波峰,众数粒径约为 60µm。

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图 2:从以下材料中获取的粒度分布情况:A:20mg 精细乳糖;B:QAS 玻璃珠;C:播种了 1mg QAS 的 20mg 乳糖;D:基于三次测量的粒度统计数据和测量重现性。
MRK2190_fig02d

由于受到 QAS 添加的影响,百分位数值稍有增加(图 2D)。 虽然 QAS 以 1:20 的质量比存在,但一项简单的计算显示,比值将降低几个数量级。 无论是否存在 QAS,测量重现性仍然较高,对于 Dv (90),RSD 稍微高于 1%:激光衍射的 ISO 标准建议,在重复测量同一样品时,Dv (90) 的 RSD 应低于 5% [2]。

总结

某些行业(包括制药业)要求对少量的干粉进行测量。 特别是粒度分布受到严格控制的精细粉末。 但是,证明可以检测到少量过大粒子十分有用。 本示例通过在精细乳糖中播种玻璃珠,使用 Aero S 和 Mastersizer 3000 进行检测,发现这种仪器配置可以轻松检测到“播种”的大型粒子,并且具有良好的重现性。

参考文献:

  1. 使用 Aero S 和 Mastersizer 3000 测量少量干粉,应用说明
  2. ISO 13320:2009 “粒度分析 – 激光衍射法”。

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