亚太医学
Journal of Medicine in the Asia-Pacific
- 主办单位:未來中國國際出版集團有限公司
- ISSN:3079-3483（P）
- ISSN:3080-0870（O）
- 期刊分类:医药卫生
- 出版周期:月刊
- 投稿量:1
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姜黄素原料药粒度分析方法研究
Particle Size Analysis of Curcumin Drug Substance
引言
姜黄素（curcumin）是一种天然多酚类化合物，具有抗炎、抗氧化及抗肿瘤等多种药理活性，可用于辅助治疗慢性炎症性疾病及某些实体瘤。其制剂类型涵盖片剂、胶囊、固体分散体、纳米晶、脂质体、微球与原位凝胶等，而粒径直接关系到溶出、生物利用度和疗效。因此，建立重复性好、准确度高的粒度测定方法是保证姜黄素原料药质量的关键。本研究结合该药物的理化特性，依据2025年版《中国药典（四部）》，并参考文献，建立了姜黄素原料药粒度分析方法。
1 仪器与试药
1.1 仪器
马尔文3000型激光粒度分析仪和MAZ 3150湿法进样器；KQ-50DE型超声振荡器（昆山超声仪器有限公司，功率150W）；S025型旋涡混合器（IKA，转速为2800r／min）；MS205DU型电子天平（Mettler Toledo，十万分之一）。
1.2 试药
姜黄素原料药（MACKLIN，批号为C17458354）；标准粒子（英国马尔文仪器有限公司，规格为QAS4002）；水为纯化水；十二烷基硫酸钠（ACROS,货号327311000）。
2 方法与结果
2.1 仪器参数
激光粒度分析仪参数设置：颗粒折射率为 1.60，吸收率为0.1，遮光度为8％～20％，颗粒模型为非球形，分散介质为水（折射率为1.33）。分析模型为通用模型，计算模型为MIA，灵敏度为通用（默认），样品的测量时间为10s，背景的测量时间为10s，泵转速为1800r/min。
2.2 溶液制备
0.1％十二烷基硫酸钠溶液：加十二烷基硫酸钠 0.1g到100ml容量瓶中，用高纯水溶解并稀释至刻度，摇匀，经0.45μm醋酸纤维素微孔滤膜滤过，取滤液，超声脱气15分钟即得。
样品溶液：取姜黄素样品5mg,精密称定,放入洁净的测量管，加入0.1％十二烷基硫酸钠溶液0.5mL,用旋涡混合器混合30s,120W超声处理2min，即得。可根据称样量调整0.1％十二烷基硫酸钠溶液的体积。
2.3 操作步骤
采用激光粒度分析仪MAZ 3150湿法进样器,清洗完成后,扫描空白溶液（纯化水）测量背景信号;再将制备好的样品溶液滴入空白溶液中，遮光度为8%~20%，开始测量。在测量完1个样品后，采用纯化水清洗系统，重复操作。
2.4 方法学考察
目前《中国药典》2025版暂无粒度方法学验证的相关规定，故参考美国药典USP429结合马尔文3000激光粒度仪使用经验进行方法学研究，主要考察准确度、精密度和耐用性。
2.4.1 准确度试验
2025版《中国药典》四部0982粒度和粒度分布法中的第三法中规定采用标准粒子对仪器进行评价，平行测定5次， d（0.5）的RSD不得过3%，d（0.1）和d（0.9）的RSD均不得过5%。
取标准粒子对照品（批号为0064972）5份，每份约250mg，精密称定，加入0.1％十二烷基硫酸钠溶液1mL,按姜黄素湿法测定。15-150µm标准粒子5次测定结果d（0.1）RSD为3.95%≤5%，d（0.5）RSD为2.30%≤3%，d（0.9）RSD为1.37%≤5%。结果见表1，粒度分布图见图1。
| 序号 | 取样量 (mg) | d（0.1）（µm) | d（0.5）（µm) | d（0.9）（µm) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 263.34 | 38.30 | 68.00 | 109 |
| 2 | 278.02 | 40.40 | 70.60 | 112 |
| 3 | 251.68 | 38.20 | 69.60 | 112 |
| 4 | 263.84 | 36.90 | 67.60 | 110 |
| 5 | 272.05 | 36.60 | 66.70 | 109 |
| 平均值 | 38.08 | 68.50 | 110 | |
| RSD (%) | 3.95 | 2.30 | 1.37 | |
2.4.2 精密度试验
方法精密度：称取样品（批号为C17458354-02）6份，每份5mg，精密称定，按姜黄素湿法测定。参考USP429标准规定d（0.5）的 RSD（n＝6）不得超过10%，d（0.1）与d（0.9）的 RSD（n＝6）均不得超过15%；当粒径小于10μm，d（0.5）的 RSD（n＝6）不得超过20%，d（0.1）与d（0.9）的 RSD（n＝6）均不得超过30％。结果见表2，符合规定。粒度分布图见图2。
中间精密度：在不同日期由不同操作人员重新制备溶液。称取样品（批号为C17458354-02）6份，同法制备样品溶液，加入到湿法进样器中，同法检测。标准规定d（0.5）的 RSD（n＝12）不得超过20%，d（0.1）与d（0.9）的 RSD（n＝12）均不得超过30％。结果见表3，符合规定。
| 序号 | 取样量 (mg) | d（0.1）（µm) | d（0.5）（µm) | d（0.9）（µm) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 5.18 | 0.672 | 1.75 | 8.78 |
| 2 | 5.75 | 0.667 | 1.72 | 8.94 |
| 3 | 5.63 | 0.668 | 1.73 | 9.24 |
| 4 | 5.29 | 0.673 | 1.79 | 10.3 |
| 5 | 5.22 | 0.672 | 1.76 | 9.44 |
| 6 | 5.48 | 0.673 | 1.76 | 9.62 |
| 平均值 | 0.67 | 1.75 | 9.39 | |
| SD (µm) | 0.00 | 0.02 | 0.54 | |
| RSD (%) | 0.39 | 1.42 | 5.80 | |
| 序号 | 取样量 (mg) | d（0.1）（µm) | d（0.5）（µm) | d（0.9）（µm) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 5.51 | 0.653 | 1.68 | 8.45 |
| 2 | 5.46 | 0.639 | 1.62 | 7.57 |
| 3 | 5.50 | 0.674 | 1.77 | 9.55 |
| 4 | 5.53 | 0.656 | 1.69 | 8.43 |
| 5 | 5.78 | 0.632 | 1.60 | 7.29 |
| 6 | 5.31 | 0.685 | 1.86 | 10.6 |
| 平均值 | 0.66 | 1.70 | 8.65 | |
| SD (µm) | 0.02 | 0.10 | 1.24 | |
| RSD (%) | 3.07 | 5.71 | 14.36 | |
| 平均值（n=12) | 0.66 | 1.73 | 9.02 | |
| RSD(%)（n=12) | 2.36 | 4.18 | 11.00 | |
2.4.3 耐用性试验
改变超声时间：将超声时间改为1min 50s和2min 10s，其他条件不变。每个条件称取样品（批号为C17458354-02）各3份，同法制备样品溶液，加入到湿法进样器中，同法检测。结果见表4， d（0.1），d（0.5），d（0.9）的 RSD（n=9）均不超过15％，符合规定。
| 超声时间 | 取样量 (mg) | d（0.1）（µm) | d（0.5）（µm) | d（0.9）（µm) |
|---|---|---|---|---|
| 2min-10s | 5.59 | 0.726 | 2.03 | 12.20 |
| 5.70 | 0.680 | 1.82 | 9.59 | |
| 5.57 | 0.684 | 1.83 | 9.21 | |
| 2min | 5.18 | 0.672 | 1.75 | 8.78 |
| 5.75 | 0.667 | 1.72 | 8.94 | |
| 5.63 | 0.668 | 1.73 | 9.24 | |
| 2min+10s | 5.68 | 0.691 | 1.87 | 10.30 |
| 5.14 | 0.669 | 1.75 | 8.33 | |
| 5.18 | 0.652 | 1.67 | 7.53 | |
| 平均值 | 0.68 | 1.80 | 9.35 | |
| SD (µm) | 0.01 | 0.07 | 0.93 | |
| RSD (%) | 3.09 | 5.98 | 14.13 | |
改变遮光度：控制样品向湿法进样器中加入的量以改变遮光度，其他条件不变。称取样品（批号为C17458354-02）60.35mg,加入0.1%十二烷基硫酸钠溶液6ml，同法制备样品溶液，分别向湿法进样器中加入不同体积，同法检测。结果见表5， d（0.1），d（0.5），d（0.9）的 RSD（n=12）均不超过15％，符合规定。
| 遮光度 | 取样量 (mg) | d（0.1）（µm) | d（0.5）（µm) | d（0.9）（µm) |
|---|---|---|---|---|
| 8% | 60.35 | 0.743 | 2.20 | 12.00 |
| 0.730 | 2.00 | 11.90 | ||
| 10% | 0.735 | 2.07 | 13.10 | |
| 0.724 | 1.97 | 11.30 | ||
| 12% | 0.722 | 1.93 | 10.10 | |
| 0.731 | 2.04 | 12.50 | ||
| 14% | 0.728 | 2.03 | 12.40 | |
| 0.720 | 1.93 | 11.20 | ||
| 16% | 0.715 | 1.93 | 11.60 | |
| 0.724 | 2.00 | 12.30 | ||
| 18% | 0.718 | 1.94 | 11.40 | |
| 0.711 | 1.90 | 11.00 | ||
| 平均值 | 0.72 | 2.00 | 11.73 | |
| SD(µm) | 0.01 | 0.08 | 0.80 | |
| RSD (%) | 1.23 | 4.17 | 6.86 | |
改变泵转速：将仪器的泵转速改为1600r/min和2000r/min，其他条件不变。每个条件称取样品（批号为C17458354-02）各3份，同法制备样品溶液，加入到湿法进样器中，同法检测。结果见表6， d（0.1），d（0.5），d（0.9）的 RSD（n=9）均不超过15％，符合规定。
| 泵转速 | 取样量 (mg) | d（0.1）（µm) | d（0.5）（µm) | d（0.9）（µm) |
|---|---|---|---|---|
| 1600RPM | 5.80 | 0.679 | 1.82 | 10.40 |
| 5.52 | 0.676 | 1.79 | 9.84 | |
| 4.97 | 0.735 | 2.08 | 11.50 | |
| 1800RPM | 5.18 | 0.672 | 1.75 | 8.78 |
| 5.75 | 0.667 | 1.72 | 8.94 | |
| 5.63 | 0.668 | 1.73 | 9.24 | |
| 2000RPM | 5.03 | 0.727 | 1.97 | 11.60 |
| 5.41 | 0.733 | 2.04 | 12.20 | |
| 5.80 | 0.711 | 1.82 | 8.37 | |
| 平均值 | 0.70 | 1.86 | 10.10 | |
| SD (µm) | 0.03 | 0.14 | 1.40 | |
| RSD (%) | 4.24 | 7.36 | 13.83 | |
测定时间的考察：称取样品（批号为C17458354-02）6份，同法制备样品溶液，分别静置不同时间后，加入到湿法进样器中，同法检测。结果见表7，d（0.5）的 RSD（n≥6）不超过15％，d（0.1），d（0.9）的RSD（n≥6）均不超过30％，符合规定。
| 静置时间 | 取样量 (mg) | d（0.1）（µm) | d（0.5）（µm) | d（0.9）（µm) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 5.23 | 0.707 | 1.91 | 10.50 |
| 10min | 4.92 | 0.644 | 1.64 | 7.81 |
| 20min | 5.23 | 0.693 | 1.86 | 11.10 |
| 40min | 5.18 | 0.643 | 1.62 | 7.75 |
| 50min | 5.46 | 0.639 | 1.62 | 7.57 |
| 60min | 5.53 | 0.656 | 1.69 | 8.43 |
| 平均值 | 0.66 | 1.72 | 8.86 | |
| SD (µm) | 0.03 | 0.13 | 1.54 | |
| RSD (%) | 4.38 | 7.47 | 17.41 | |
3 讨论
3.1 分析方法选择
2025版《中国药典》四部0982粒度和粒度分布法中的第三法中分别介绍了光散射法的干法和湿法，与干法相比，湿法具有更低的检测下限，可检测20nm以上的样品。干法进样器通过调节振动进样速度、分散气压（通常为0～0.4MPa）和样品出口狭缝宽度，控制供试品的分散程度和通过检测器的供试品量，难以完全分散静电作用强易团聚的样品且干法需要的样品量相对较大，还需配备吸尘装置，占用实验室空间。对于静电强、粒径小、天然易团聚的姜黄素原料药，选择湿法检测粒度更为合适，故采用0.1％十二烷基硫酸钠溶液作为分散剂，经旋涡混合器混合30s，超声处理2min,让样品充分分散均匀，用水作为测试分散溶剂，湿法进行测试，既能节省样品，也可以避免干法测试污染实验室环境。
3.2 测试参数选择
对有色物质、乳化液和粒径小于10μm的物质进行粒度分布测量时，为减少测量误差，应使用米氏理论计算结果，避免使用以弗朗霍夫近似理论为基础的计算公式。姜黄素为黄色粉末，应使用米氏理论计算样品颗粒大小与散射光强之间的关系。分散介质的折射率，样品的折射率，样品的吸收率会影响粒径检测结果与样品及分散介质本身的性质相关，可通过查阅文献及折射率检测获得相关参数，也可采用近似替代的原则选择与样品相近的一种物质的参数替代。需要注意的是固体颗粒的折射率与混悬液中颗粒的折射率可能存在较大差异，需结合电镜或显微镜检测结果判断粒度检测结果的准确性。与样品折射率相比吸收率的具体数据通常较难通过查询文献获得。可根据样品外观选择0，0.001，0.01，0.1，1，颗粒颜色越深吸收率越高。残差值是仪器根据测得的散射图和计算得出的散射图之间的面积差异计算得出的。通常，残差值越低，表示拟合度越好，与实际检测结果越接近。
湿法检测需要根据供试品的特性，选择适宜的分散方法使供试品分散成稳定的混悬液；通常可采用超声、搅拌等物理分散的方法，通过调节超声功率和搅拌速度，必要时可加入适量的化学分散剂或表面活性剂，使分散体系成稳定状态，以保证供试品能够均匀稳定地通过检测窗口，得到准确的测定结果。湿法测量所需要的供试品量通常应达到检测器遮光度范围的8%～20%。根据姜黄素原料药的理化性质，经方法开发探索确定加入0.1%十二烷基硫酸钠溶液，混旋30s，然后放入ＫＱ-50DE型超声振荡器中以120W功率超声2min，可使样品很好的湿润并均匀分散，可得到具有良好重复性的测定效果。
3.3 耐用性试验因素确定
超声强度与超声时间会影响颗粒的分散效果，本文通过对比不同超声时间对粒度检测结果的影响，确定超声时间±10s不影响检测结果的准确性。
选择合适的泵转速可避免大颗粒沉降，使不同路径的样品均匀穿过检测池，而转速过大可能破坏样品颗粒也可能使分散介质产生气泡影响检测结果。本文通过对比不同转速对粒度检测结果的影响，证明该检测方法将转速控制在1600-2000r/min可避免大颗粒沉降获得准确的粒度检测结果。
遮光度不合适可能受多重衍射的影响导致粒度检测结果不准确，所以本文对比了不同的遮光度，在8%-20%遮光度范围内检测结果一致，故将遮光度范围定为8%-20%。
样品在预分散介质中是否稳定，需要评估样品制备后要在多长时间内完成检测，通过制备后放置不同时间后再检测，检测结果无显著性差异，说明样品在制备后的1小时内不会发生团聚，本法样品制备后应在1小时内完成检测。
综上所述，本研究中通过考察姜黄素粒度检测方法的准确度、精密度、耐用性确定该方法准确可靠，操作简便，可用于姜黄素原料药粒度的质量控制。
参考文献：
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