标际课堂 | 纯化水的不挥发物检测技术革新与应用
时间：2023-03-22 阅读：2115
纯化水的不挥发物测试原理是通过检测100mL纯化水在蒸发和干燥后，所得的不挥发物固体的质量。其难点在于测试人员需重复操作才能达到中国药典要求的0.3mg恒重值。传统测试方法具有效率低，需人工值守等缺点，经过长期实践与反复验证，采用集成自动化的结构设计，搭载快速水浴蒸干与气体平衡技术，可实现自动加料、水浴蒸发、鼓风干燥、冷却平衡、恒温称重五位一体全自动测试。通过重复性实验与梯度设计实验，结果表明：2轮称重可达0.3mg恒重误差值，加标量为9.4mg/100mL时，精密度（RSD）为0.73%，梯度设计实验准确度高，平行样之间无偏差。结论：纯化水的不挥发检测技术革新后，恒重时间短，操作简便，数据准确性与精密度良好。
关键词：纯化水；不挥发物；恒重；自动化测试
在药品生产中，纯化水用途广泛，被用做溶剂、清洁剂、辅料、纯蒸汽和注射用水的原料等，从原料到制剂产品，对纯化水的使用贯穿生产的全过程。因此纯化水的质量控制在制药企业的生产管理中至关重要。纯化水不挥发物项目测试属基础必检项目之一，其难点在于中国药典要求的0.3mg恒重值，测试人员需在水浴锅、鼓风干燥箱、干燥器和分析天平间反复操作以达到实验停止条件。传统测试方法具有效率低、操作重复繁琐、恒重难、需人工值守等缺点。
根据中国药典2020版二部《纯化水》的要求：取本品100mL，置105℃恒重的蒸发皿中，在水浴上蒸干，并在105℃干燥至恒重，遗留残渣不得过1mg。而中国药典对恒重的定义为恒重，除另有规定外，系指供试品连续两次干燥或炽灼后称重的差异在0.3mg以下的重量；干燥至恒重的第二次及以后各次称重均应在规定条件下继续干燥1小时后进行。
中国药典、美国药典和欧洲药典对恒重（constant mass）、纯化水不挥发物限值的要求见表1。值得注意的是美国药典对纯化水不挥发物项目并无做要求，而欧洲药典中的散装纯化水（Purified water in bulk）无不挥发物的检测项目，而桶装纯化（Purified waterin containers）有不挥发物检测项目，限值要求也是≤10mg/L，但是并无恒重的要求。散装纯化水通常是指在管路中流动的水，也就是通常说的“活水”，而桶装纯化水则是装在桶里，俗称“死水”；相对来说，桶装纯化水的要求更高。
总的来说，中国药典对纯化水的项目要求和欧美药典相比，指标上较为严苛。
针对分析测试人员操作纯化水不挥发项目的难点，经过大量测试验证与经验总结，对此项目进行了技术革新，具体表现如下：
集成自动加料、水浴蒸发、加热烘干、干燥冷却、恒温称量等功能为一体的全自动总迁移量及不挥发物测试仪。冷热双腔集成控制系统，全部操作在同一个密闭腔体进行，隔绝外接因素对测试的影响，测试高效便利自动化。突破传统手动测试，实现了全自动化测试。
为满足高通量、高精度的测试需求，设计36个测试工位，配置3个高精度进口天平（分辨率0.01mg），高于标准要求的天平精度。
核心零部件称重模板（天平）隔绝测试腔，采用稳固结构置于仪器下端，天平置于连接循环水的保温罩中，设备天平模块还设计有隔离装置，执行称重步骤的时候，隔离装置才打开进行称重，水浴蒸发、加热烘干等步骤时关闭。
软件实时显示称重数据，具有审计追踪、权限管理等功能，可满足制药行业对数据溯源性的需求。
3.1 材料与仪器
蒸馏水（一级），邦飞；
氯化钠（分析纯），西陇科学；
纯化水（添加氯化钠），样品1~样品5，客户提供；
分析天平（分度0.1mg），AR224CN，OHRUS；
AUTO ZF3600总迁移量及不挥发测定仪，广州标际包装设备有限公司
3.2 测试过程
样品准备：称取0.0940g氯化钠加入到装有1000mL蒸馏水的容量瓶中，摇匀。分别用量筒量取100mL到AUTO ZF3600总迁移量及不挥发测定仪的自动加料的溶剂放置皿中，取7个平行样，同时做3个空白溶液。共10份待测溶液。另用量筒量取100 mL样品1加入到溶剂放置皿，每个样品取3个平行样。共15份待测溶液。
参数设置：空杯加热时间60min，空杯冷却时间60min，水浴蒸发时间300min，残渣恒重加热时间60min，残渣恒重冷却时间60min，腔体加热温度105℃，腔体冷却温度29℃，水浴温度100℃。加料方式：自动（非暂停），恒重标准值0.30mg。
3.3 结果与讨论
通过添加已知量的氯化钠为不挥发物到纯化水中，模拟已知结果的纯化水不挥发物项目测试，来验证AUTO ZF3600总迁移量及不挥发测定仪的数据准确度与精密度。空杯恒重称量，残渣恒重称量均2 轮完成恒重，恒重差值＜0.3mg。氯化钠溶液重复性实验结果见表2。氯化钠溶液梯度设计实验结果见表3。
由表2的数据分析可知，设计添加量为9.4mg/100mL，实测不挥发物为9.4mg，RSD 为0.73%，AUTO ZF3600总迁移量及不挥发测定仪在重复性测试中有良好的精密度。
由表3数据分析可知，在添加量较低的值（0.3 mg）和药典规定限值附近的值（0.9mg、1.1mg）均能准确称量，结果准确性良好，平行样之间无偏差。
纯化水中的不挥发物项目是制药行业的基础必检项目之一，其质量直接影响到药品质量。使用传统测试方法，难以满足中国药典规定的0.3mg恒重标准值。现阶段，智能化仪器采用集成化的技术革新，可轻松实现自动化、高效化的测试。本文通过研究添加已知量的氯化钠作为不挥发物，对纯化水样品进行重复性与梯度设计实验，结果表明，纯化水不挥发物项目使用智能化设备后，测试结果具有良好的准确度与精密度，同时解决了纯化水不挥发物项目恒重难，耗时长，数据无法溯源等行业难题。