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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2020-02-22 10:15
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表面能的影響(納米粒子)
當(dāng)粒子尺寸接近納米粒子的范圍時(shí),粒子的表面能量可能影響溶解度。根據(jù)Kelvin方程,由于表面能量對(duì)系統(tǒng)總吉布斯自由能的影響,較小的粒子比較大的粒子具有更高的溶解度。Kelvin方程將其量化為:

其中R是氣體常數(shù),T是溫度,y是溶質(zhì)的表面能(在溶質(zhì)-溶劑界面),Vm是溶劑的分子體積,S0是一個(gè)無(wú)限大顆粒的溶解度,S是直徑為d的粒子的表觀溶解度。通常,這種對(duì)溶解度的影響只會(huì)對(duì)小于1微米的粒子產(chǎn)生影響。
小顆粒和大顆粒之間的溶解度差會(huì)導(dǎo)致所謂的Ostwald熟化。小顆粒溶解,導(dǎo)致在溶液中相對(duì)于大顆粒的溶解度過飽和,這導(dǎo)致在較大顆粒表面重結(jié)晶。較大的顆粒長(zhǎng)大,而較小的顆粒溶解,導(dǎo)致懸浮顆粒的平均粒徑增加(9)。
實(shí)驗(yàn)方法
平衡溶解度測(cè)定方法
飽和搖瓶法
搖瓶法是基于40年前開發(fā)的相溶解度技術(shù),至今仍被大多數(shù)人認(rèn)為是最可靠和最廣泛使用的溶解度測(cè)定方法(10 - 15)。當(dāng)需要測(cè)定平衡溶解度時(shí),應(yīng)使用搖瓶法。其他方法可以用來評(píng)價(jià)表觀溶解度,但不適合評(píng)價(jià)真正的平衡溶解度。
選擇溶解度測(cè)量的溶解介質(zhì)應(yīng)與其應(yīng)用相關(guān),并控制表面活性劑的類型和濃度、緩沖液的離子強(qiáng)度、以及在緩沖液中存在的反離子的類型。當(dāng)結(jié)果旨在預(yù)測(cè)吸收或生物利用度時(shí),建議使用一種生物相關(guān)的介質(zhì)溶液(參見生物相關(guān)介質(zhì)中的溶解度測(cè)定)。當(dāng)結(jié)果旨在支持溶出方法開發(fā)時(shí),建議使用溶出介質(zhì)。出于研究目的,當(dāng)該化合物的pH依賴性正在評(píng)估時(shí),建議緩沖液在一個(gè)寬的pH范圍內(nèi)控制離子強(qiáng)度和反離子類型(例如,Britton–Robinson or Sörensen緩沖液)。
樣品制備:待測(cè)物質(zhì)通常是將過量固體加入到溶解介質(zhì)中來制備的,這種溶解介質(zhì)裝在一個(gè)具塞瓶中。瓶中的介質(zhì)的量不需要精確測(cè)量。建議將固體加到溶解介質(zhì)中,大約1-2mg/ml,要超過估計(jì)的溶解度(對(duì)于低溶解度化合物,1-2mg/mL的濃度可能已足夠)。固體的表面積可以在加入前通過研磨來增加(例如,用研缽和杵)或在加入到介質(zhì)中后通過對(duì)樣品進(jìn)行超聲來增加。
溶液的平衡:為了便于固體溶解,混懸液應(yīng)混合或攪拌24h?;鞈乙旱臏囟仍谡麄€(gè)溶解階段應(yīng)該很好的進(jìn)行控制 (±0.5℃)。在溶解階段后,建議將多余的固體完全沉淀。取上清液時(shí)應(yīng)避免混入任何不溶解的固體,因?yàn)檫@會(huì)顯著地影響溶解度的結(jié)果。如果沉淀不完全,不能提供一個(gè)澄清的上清液進(jìn)行分析,那么可以使用離心法。混懸液的溫度在沉降和離心步驟中也必須很好的控制(±0.5℃),應(yīng)與溶解時(shí)的溫度相同。
當(dāng)對(duì)多個(gè)樣品經(jīng)過不同的平衡時(shí)間進(jìn)行測(cè)定而產(chǎn)生相等的結(jié)果時(shí),說明達(dá)到了飽和(平衡)。為了確認(rèn)表觀溶解度是平衡溶解度,建議同樣的混懸液采用同樣方式重新平衡(例如,再增加24h)。
溶液的分析:上清液在分析前可能需要稀釋,以保證在分析方法的線性范圍內(nèi),并且避免產(chǎn)生可能的沉淀??梢圆捎?/span>UV法或HPLC法測(cè)定溶液濃度。HPLC法的優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)定不穩(wěn)定藥物的有關(guān)物質(zhì)(12、16)。
溶解度結(jié)果的報(bào)告:在抽取樣品進(jìn)行分析時(shí),應(yīng)記錄上清液的pH值(在溶解度測(cè)量的溫度下)。應(yīng)報(bào)告在平衡步驟結(jié)束時(shí)的pH值和溫度下的溶解度值(11)。建議在溶解度測(cè)量結(jié)束時(shí)分析混懸液中過剩的固體,以驗(yàn)證固體形態(tài)沒有改變。PXRD法或DSC法可以用來評(píng)價(jià)固體。所報(bào)告的平衡溶解度的精密度應(yīng)該反映在隨后的時(shí)間點(diǎn)上測(cè)量之間的一致程度,而不是溶解度測(cè)定的精密度。將平衡溶解度報(bào)告為最后時(shí)間點(diǎn)的溶解度±最后兩個(gè)溶解度測(cè)量值的差值。
表觀溶解度測(cè)定方法
電位滴定法
溶解度測(cè)定中的酸堿電位滴定法是基于由沉淀引起的滴定曲線中間的一個(gè)特征位移。滴定時(shí),將準(zhǔn)確體積的標(biāo)準(zhǔn)酸或堿加入到一個(gè)含有可電離物質(zhì)和0.15M氯化鉀(為了增加測(cè)量的準(zhǔn)確性)的溶液中。通過氬氣Sparging(一種技術(shù),將化學(xué)惰性氣體如氮?dú)?、氬氣或氦氣通入到液體中)可以防止大氣中的二氧化碳對(duì)pH值產(chǎn)生影響。使用一個(gè)玻璃電極對(duì)pH值進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。通過酸/堿消耗的體積和pH值得到滴定曲線(12)。
比濁法
比濁法是將化合物溶解在有機(jī)溶劑中,通常是二甲基亞砜(DMSO)。每隔1分鐘時(shí)間,將上述溶液加入到pH7的緩沖液中。通過光散射法對(duì)濁度進(jìn)行第一次檢測(cè)后,再加入上述溶液。隨后,可將加入的體積與濁度作圖,然后向后外推至沉淀開始的點(diǎn)作為估計(jì)的溶解度。這種方法可以用來測(cè)量多達(dá)50~300個(gè)樣品/日。這種方法的缺點(diǎn)包括:DMSO的使用可提高溶解度(作為助溶劑)至一個(gè)未知的程度,實(shí)驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間短,這導(dǎo)致了一個(gè)動(dòng)力學(xué)而不是熱力學(xué)溶解度估計(jì),析出固體的晶體形態(tài)是不知道的,除非它是從懸浮液中分離和溶液中進(jìn)行表征的。DMSO會(huì)穩(wěn)定形成過飽和溶液,動(dòng)態(tài)測(cè)量方法容易預(yù)測(cè)藥物的表觀溶解度(12)。
溶解度測(cè)定的小型化、高通量和自動(dòng)化
溶解度不僅在處方前研究中起重要作用,而且在藥物開發(fā)過程中先導(dǎo)化合物的選擇和優(yōu)化中也起著重要作用。因此,希望有能夠以盡可能少的化合物來確定表觀溶解度的方法,以及具有必要的高通量特性,使得該方法可用于支持化合物的優(yōu)化(16)。為此,Glomme等人(12)開發(fā)了一種小型化的搖瓶法。該方法基本相當(dāng)于傳統(tǒng)的搖瓶法,但Glomme的小型化法允許使用非常少的溶劑(例如0.5-2ml,這取決于所使用的設(shè)備)。
在生物相關(guān)介質(zhì)中的溶解度的測(cè)定
除非另有說明,在生物相關(guān)溶解度測(cè)量中,溶解介質(zhì)的溫度應(yīng)控制在37±0.5℃。生物相關(guān)溶解度測(cè)量應(yīng)遵循搖瓶法,包括在24h的溶解度測(cè)量和至少一個(gè)額外的時(shí)間點(diǎn),以確認(rèn)達(dá)到平衡的精度。加入到溶解度介質(zhì)中的藥物的鹽形式會(huì)影響達(dá)到平衡的方法。因此,鹽和相同藥物游離堿的溶解度不應(yīng)該被認(rèn)為是一致的,除非開始就通過不同的結(jié)晶固體進(jìn)行獨(dú)立的測(cè)定來證明。
人空腹模擬胃液(FASSGF)(17)
pH:1.6(37℃)
介質(zhì)組成:

人進(jìn)食模擬胃液 (FESSGF) (17)
pH:5(37℃)
介質(zhì)組成:

制備緩沖液,與牛奶混合1:1。如果必要的話,調(diào)整pH值為5。
人空腹模擬腸液 (FASSIF-V2) (17)
pH:6.5(37℃)
介質(zhì)組成:

人進(jìn)食模擬腸液 (FESSIF-V2) (17)
pH:5.8(37℃)
介質(zhì)組成:

人模擬結(jié)腸液(SCOF2) (18)
pH:5.8(37℃)
介質(zhì)組成:

其他動(dòng)物物種(如狗和牛)的生物相關(guān)介質(zhì)略,詳見USP<1236>原文。
術(shù)語(yǔ)表
備注:在本章的上下文中,提供了下列定義,以闡明這些術(shù)語(yǔ)的使用。這些定義并不打算取代或否定USP和NF中其他地方的定義。
附著力:是不同分子(溶質(zhì)-溶劑)之間的熱力學(xué)相互作用。
內(nèi)聚力:是同一分子(溶質(zhì)-溶質(zhì),溶劑-溶劑)的熱力學(xué)相互作用。
表觀溶解度:是溶質(zhì)在溶劑體系中的經(jīng)驗(yàn)確定溶解度。由于短暫的過飽和或不完全溶解或達(dá)到平衡的時(shí)間不足,表觀溶解度可能高于或低于平衡溶解度。
固有溶解度:是不帶電的溶解度(中性)。固有溶解度只能在pH值范圍內(nèi)精確測(cè)量,在這個(gè)范圍內(nèi),物種的分布由不帶電荷的分子支配。對(duì)于某些化合物,可能無(wú)法直接測(cè)量固有溶解度,必須通過溶解度數(shù)據(jù)的擬合來確定。
溶解:是在熱力學(xué)平衡(例如,溶質(zhì)和溶劑形成均勻混合溶液)中接近溶解度極限的非平衡過程。溶解速率會(huì)影響達(dá)到平衡所需的時(shí)間,但不會(huì)影響最終平衡溶解度。
溶解度:是在熱力學(xué)平衡條件下的濃度極限,溶質(zhì)可以均勻地混合到溶劑中。這可以稱為平衡(飽和)溶解度,以區(qū)別于表觀溶解度。溶解度可以用質(zhì)量摩爾濃度、摩爾分?jǐn)?shù)、摩爾比、重量/體積比、重量/重量比等濃度單位表示。

來源:藥事縱橫