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水分活度已经补充为制药行业新的行业标准

发布时间:2021-01-10      点击次数:885

AquaLab作为球全专业的水分活度解决方案提供者,采用可溯源的镜面冷凝露点方法,是中国药典、ISOAOAC和美国USPFDA等推荐使用的方法,能够在5分钟内快速测量样品的水分活度。目前大型制药公司都选择了使用AquaLab水分活度仪。

如有需要,请联系AquaLab北京办事处(01065610080


尽管在制药行业的头条新闻中很少提及水分活度,但近两年开始,在制药行业的各种技术论坛中频繁提到水分活度这一新的技术手段,而且水分活度新技术和应用也已经稳步积累并被各国的药典获得认可。如,USP<922>把水分活度的测量作为一个单独的章节列入了通用标准,中国药典2020版也把水分活度收录为指导原则。今年来,水分活度已经和其他常规的分析方法(卡尔费休、液相色谱、气相色谱、紫外和红外光谱等)一样受到大家关注,因此,制药行业的研发和质量控制的效率也得到了更好的提升。

为什么是水分活度?

水分活度并不是衡量整个系统中水的总量,而是衡量其中有多少水是没有与样品结合,并且可以与其他物质发生反应或者相互作用的。

起初,这种影响似乎微不足道。在应用中,它们却非常重要。水分活度对微生物的生长、API的降解,产品的稳定性和溶解速度具有明显而直接的影响。另外水分活度通常比其他费时费力的分析测量更容易理解。

新法规对水分活度多功能性的认可

2006年,美国药典USP引入了通用章节USP<1112>,这是制药行业对水分活度的重大批准,随后,欧洲药典和日本药方局也把水分活度收录其中。水分活度可以帮助制药行业:

  • 为减少微生物限度检查和有害微生物筛选频率的理论依据提供手段,优化产品配方以提高防腐系统的抗菌效果

  • 减少易于化学水解的产品配方中活性药物成分的降解

  • 减少制剂(特别是液体、软膏、洗剂和乳霜)对微生物污染的敏感性

AOAC International的分析方法确定了水分活度测量的几种方法,其中镜面冷凝露点法和激光法是被推荐的方法。

为了支持USP对水分活度的认可,ICH提出了更多信息以支持Q1AA6A及其相关决策树中水分活度的使用。

随着时间的推移,人们对水的认知不断增加,并且随之而来的是人们认识到虽然水分活度节省了微生物限度检查的大量时间,但在质量检测、研发和其他领域实现获利应用的潜力也同样巨大。

近,USP的两个章节都引入了水分活度的概念-USP<795><922>草案。前者侧重于微生物生长和防腐功效,而后者旨在为进行水分活度测量提供指导,并规定仪器检定、校准、测量方法和报告方法等。

水分活度测量的新技术发展以及新应用

自从USP<1112>推出以来,技术创新从未放慢脚步,水分活度的优势也非常明显。近也取得了重大进步,既增加了测量新方法,有改进了现有方法。

其中进步之一是采用了激光方法(TDL),TDL能够在分子水平上分离水的特征,因此科学家可以快速、直接地测量以前难以测量的高挥发性物质。这使研究人员可以使用更多种类的物质来测试水合物的形成和API的稳定性,而无需担心使用理论数据会带来的风险。

其他新仪器结合了机器学习和AI功能,可以在更短的时间内提供读数,以前很多仪器的读数需要20分钟以上,而新推出的仪器只需要不到1分钟的时间即可进行准确的测量,在需要大量测试的应用中,可以节省大量的时间。

除了降低微生物风险和加快API稳定性研究之外,水分活度目前还用于提高辅料效力,开发和评估包装,达到理想的片剂硬度、影响溶出度等方面。

卡尔费休测量水分的补充

水分活度的应用越来越多,其中一些开始与传统的测量方法重叠。通常,对教育和验证的投资阻碍了水分活度的使用,但从长远来看,水分活度在测量速度、准确性和有用性方面带来了可观的回报。

明显的例子是对卡尔费休法测量水分的补充。科学研究表明,与水分含量相比,水分活度是产品安全性和稳定性的预测指标。即便如此,有可能还是会存在一些认识误区,可能是因为水分含量和水分活度之间的关系违反了认知直觉。

水分含量高的样品,水分活度可能会很低,或者相反。这是化学和生物反应速率的关键因素。

水分活度不能提供水分含量相同的信息,但是可以提供更多有用的信息。水分活度的结果看起来会有所不同,但是一旦理解,将提供与微生物安全性、化学反应和物理稳定性有更好的关联性。不仅如此,水分活度仪的使用不需要大量的培训,并且在测试过程中出现错误的机会相对较少。

尽管水分活度与液相色谱和气相色谱等其他测量的关系有所不同,但仍具有许多相同的有点—无需培训、更快的结果、更直接的测量、更少的仪器风险以及不需要危险的化学物质。

其他的潜在应用

水分活度不仅仅是达到监管标准的工具。在过去的几年中,它帮助推动了创新,提高了生产率,并缩短了世界上许多制药公司的药品开发时间。

参考文献

Enigl, Davin C., and Kent M. Sorrells. “Water activity and self-preserving formulas." Cosmetic Science And Technology Series (1997): 45-74.

Friedel, R. R. “The application of water activity measurement to microbiological attributes testing of raw materials used in the manufacture of nonsterile pharmaceutical products." In Pharmacopeial forum, vol. 25, no. 5, pp. 8974-8981. United States Pharmacopeial Convention, 1999.

Heidemann, D. R., and P. J. Jarosz. “Preformulation Studies Involving Uptake in Solid Dosage Forms." Pharmaceutical Research 8, no. 3. (1991): 292-97.

Pader, Morton. Oral hygiene products and practice. Dekker, 1988.

Pader, M. “Glycerine in oral care products." Cosmetic science and technology series 11 (1991): 381-393.


和市面上同类仪器不同的是,美国METER Group, Inc.公司生产的AquaLab 4TE和AquaLab TDL水分活度仪采用镜面冷凝露点法和激光法测量药品的水分活度,具有以下优点:

  1. 镜面冷凝露点法是各国药典方法推荐的方法,包括USP

    <1112>, USP<922>等,可以溯源到国家和标准的方法。

  2. 测量准确性高,可达±0.003 aw,重复性可达±0.001 aw

  3. 测量时间短,小于5分钟

  4. 无需校准,长期稳定

AquaLab 4TE 水分活度仪


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