JP17动态光散射法测量粒径解读

JP17动态光散射法测量粒径解读

摘要：JP17是日本2016年出版的第17改正版药典，是指导日本医药行业生产与检测的主要文件。其在补充章节1介绍了动态光散射法的工作原理及其测量粒径规范要求，主要包含粒度测量的准确性、重复性，并规定了仪器检定周期和样品制备的注意事项。本文将对该章节进行详细解读，并以美国PSS品牌Nicomp Z3000型号设备为例，判断其是否符合药典规范。

关键词：日本药典、动态光散射法基本原理、验证标准、测样指导、PSS Nicomp Z3000

日本药典

日本药典（The Japanese Pharmacopoeia）（JP）是由日本药局方编辑委员会编纂，日本厚生省颁布执行。分两部出版，第一部收载原料药及其基础制剂，第二部主要收载生药，家庭药制剂和制剂原料。日本药典有日文版和英文版

1886年6月25号颁布第一版，1887年7月1日开始实施。Z新版为2016年出版的第十七改正版（即JP17）。

在补充章节1中，日本药典添加了通过动态光散射原理测量分散在液体中的颗粒粒径的方法，介绍了动态光散射的基本原理，一般设备的主要构成部件，仪器的验证标准以及测样指导。该章节参考了以下标准：

1) JISZ8826：2005粒度分析-光子相关光谱学

2) ISO13321：1996粒度分析-光子相关光谱学

3) ISO22412：2008粒度分析-动态光散射(DLS)

动态光散射法基本原理

当粒子在溶液或悬浮液中的布朗运动受到激光照射时，粒子的散射光随其扩散系数的变化而波动。来自较大粒子的散射光的强度波动得更慢，因为较大的粒子移动得更慢。另一方面，来自较小粒子的散射光的强度波动得更快，因为它们移动得更快 。在动态光散射测量中，通过应用斯托克斯-爱因斯坦方程来分析检测到的散射光强的波动，这反映了粒子的扩散系数。

在光子相关光谱中，散射光强度随时间的变化（波动），即观测到的散射光强度信号，被传输到相关器，根据相关器处理后的数据，计算出散射光强的自相关函数，得到平均粒径 和多分散性指数。

图 1测量原理图

验证标准

由于动态光散射得到的粒子径不是用标准粒子计算的相对值 ，而是基于基本原理的绝对值，因此没有必要对该值进行校准 。但是，当仪器安装时或如果怀疑性能异常时，需要使用具有认证直径的颗粒来确认仪器的性能。此外，此后至少每年确认仪器的正确性能。 应使用直径分布较窄的聚苯乙烯乳胶颗粒作为已知直径的标准颗粒，通过动态光散射确定其平均粒径约为100nm。这些颗粒的测量平均直径必须在规定直径范围的2%内，并且相对标准偏差必须小于2%。此外，测量的多分散性指数必须小于0.1。

测样指导

动态光散射法是湿法测量，对分散液的选择要满足以下要：(i)在激光波长处不吸收。 (ii)不得对仪器的材料造成腐蚀等损坏。 (iii)不得溶解、膨胀或凝结颗粒。 (iv)其折射率应与颗粒材料的折射率不同。 (v)其折射率和粘度应在0.5%的精度范围内知道。 (vi)其应足够清洁，不会干扰测量。此外，为了消除多重光散射的影响，有必要制备一个浓度在适当范围内的样品。如果测量值依赖于颗粒浓度，则采用平均粒径和多分散性指数的外推无限稀释值（或低浓度时的测量值）。确认在测量结束时，样品中没有发生明显的沉降。沉积物的存在表明该样品可能已经聚集或沉淀，或者，该样品可能不适合用动态光散射来测量。对每个样品至少进行三次测量。根据相对标准偏差进行评估的平均粒径测定的重复性必须小于5%。

当粒子充满电时，粒子之间的长期相互作用可能会影响 测量结果，在这种情况下，可以有少量的盐(例如，氯化钠：约 10－2mol/L)可以添加到分散液中以减少效果。

PSS Nicomp Z3000

美国PSS品牌旗下的Nicomp系列Z3000型号设备是一款典型的动态光散射法测量设备，以下我们将批号222518的标粒（标粒COA见图5）配成合适的浓度，重复测试3次如下图所示：

图 2

图 3

图 4

平均粒径测定结果为91.7nm，91.9nm，91.7nm，粒径测试偏差均小于2%，PI测定结果为0.003，0.003，0.002，均小于0.1 。相对标准偏差计算为0.13%，小于2%。符合日本药典要求。

图 5