0982 粒度和粒度分布測定法第三法光散射法公示稿

0982 粒度和粒度分布測定法

第三法

1 光散射法

本方法通過分析顆粒的光散射特性，對兩相體系中顆粒（如粉末、霧滴、氣溶膠、混懸液、乳狀液和溶液中的氣泡等）的粒度分布進行測定。供試品以合適的濃度分散于適宜的液體或氣體中，使其通過單色光束。單色光束照射到供試品顆粒上，以不同角度散射，形成散射光強度分布圖（散射圖樣）。由于顆粒在各個方向產生的散射圖樣與顆粒粒徑、形狀、數量以及光學特性有關，因此通過測量散射圖樣，基于米氏散射理論或弗朗霍夫近似理論，可計算出顆粒的粒度分布。本法適用于粒徑范圍為 0.1μm～3mm 顆粒的粒度分布測定，采用特殊設計和輔助條件時可將粒度分布測定范圍擴展至 0.1μm 以下和 3mm 以上。

1.1 對儀器的一般要求

本法所用儀器為激光散射粒度分布儀，又名激光衍射粒度分布儀或激光粒度分布儀。通常由光源、光束處理單元、傅里葉透鏡、進樣系統、檢測器以及數據處理系統等構成。光源發出的激光應具有穩定強度，儀器可自動扣除電子背景和光學背景等干擾。根據樣品池在光路中的位置，光路設計分為兩種：傅里葉光路和反傅里葉光路。在傅里葉光路（圖 1）中，樣品池置于傅里葉透鏡前，測量區域的空間較大，樣品在透鏡的有效工作距離內有合理的光程；在反傅里葉光路（圖 2）中，樣品池置于傅里葉透鏡后，樣品區的光程較短，但利于測量到大角度的散射光。激光光束與樣品分散顆粒相互作用，產生散射現象，光束的角度、強度發生變化，直射光和散射光聚焦到檢測器形成散射圖樣。檢測器收集有限角度范圍內的散射光。

圖 1 光散射法傅里葉光路原理圖

圖 2 光散射法反傅里葉光路原理圖

儀器應定期采用粒度分布特征值（如 D10、D50、D90）已知的標準粒子進行校準，標準粒子粒徑分布寬度（D90 與 D10 的比值）應在 1.5～10 之間。通常平行測定標準粒子 5 次，測得的 D50 均值與其標稱值的偏差應小于 3%，RSD 不得過 3%；測得的 D10 和 D90 均值與其標稱值的偏差均應小于 5%，RSD 均不得過5%。如粒度分布特征值小于 10μm，則相應的限度值應加倍。

1.2 測定

測定過程可分為樣品制備、測量和結果計算。測定中，應進行方法開發，獲得適宜的樣品取樣、樣品分散和測量方式。

1.2.1 樣品制備

樣品制備過程中，應避免供試品引濕。對于較易引濕的供試品，應特別注意制備過程中樣品的儲存、稱取和轉移等相關操作。測定前，目視或借助顯微鏡觀察供試品，了解顆粒形狀及粒徑范圍，用于取樣和分散過程的選擇及評價。取樣應具有代表性，必要時可通過分樣技術獲得代表性樣品。

通常根據供試品的性狀、溶解性能、理化特性，以及測量目的等，選擇樣品分散方式—濕法或干法，目視或借助顯微鏡觀察分散效果。混懸供試品宜采用濕法分散，固態供試品依據溶解性能和理化特性可選擇干法或濕法分散，無合適分散介質的固態供試品可采用干法分散。

濕法 濕法分散通常使用攪拌、超聲等方式分散顆粒。根據供試品的特性，選擇合適的分散介質（水或者其他溶劑，確保分散介質中沒有顆粒物和氣泡），調節攪拌速度或超聲功率，必要時可加入適量的分散助劑如表面活性劑等，使分散體系成穩定狀態，以保證供試品能夠均勻穩定地通過檢測窗口。濕法分散過程中影響測定的關鍵因素有分散介質、分散助劑、攪拌速度、超聲強度、超聲時間等。干法 干法分散通常基于壓縮空氣的能量或真空的壓差能量分散顆粒。根據供試品分散的難易程度，調節樣品出口的狹縫寬度、進樣器的進樣速率和分散氣壓（通常為 0～0.4MPa），使不同大小的粒子均勻穩定地通過檢測窗口。干法分散過程中影響測定的關鍵因素有分散氣壓、進料速度等。為得到準確的結果，需根據實驗結果對影響測定的分散參數進行優化。在合理的參數范圍內，測定結果應無顯著變化。

1.2.2 測量

調試儀器與測量背景，按前述制備樣品。樣品量應處于合理范圍，通常采用遮光度反映測量區域內樣品量。通常，濕法樣品的遮光度為 3%～20%，干法樣品的遮光度為 0.5%～15%。遮光度過低影響信噪比和測量精密度，遮光度過高導致樣品分散困難或發生多重散射。樣品測量次數不少于 3 次，測量時間以獲得穩定的測試結果為宜。

1.2.3 結果計算

測量得到的散射圖樣可通過適當的光學模型如米氏理論或弗朗霍夫近似理論，以及適當的數學過程如反卷積等，計算出顆粒的粒度分布。光學模型的選擇依賴于所要測定的粒度范圍、顆粒光學特性及其用途等。弗朗霍夫近似理論是早期建立的光學模型，無需獲得顆粒的光學特性。米氏理論是在弗朗霍夫近似理論基礎上發展建立的光學模型。采用米氏理論時，應當獲得系統的光學特性，例如顆粒和介質的折射率或兩者比值，將其作為測量參數用于計算粒度分布。對于大于 50μm，且相對折射率大于 1.2 的多數顆粒，米氏理論和弗朗霍夫近似理論均適用。對于有色物質、乳狀液和粒徑小于 10μm 的物質，有必要獲得光學特性，采用米氏理論計算。

本方法在光學模型中假設顆粒為球形，所報告的粒度分布是根據球形顆粒散射圖樣體積和的理論值與實測的散射圖樣值相匹配得到的，因此對于非球形顆粒，粒度分布結果可能與基于其他物理原理如沉降、篩分等方法測得的結果不同。

1.3 方法驗證

分析方法需進行方法驗證，本法常用的驗證指標有重復性和耐用性。重復性系指在相同條件下，同一分析人員測定結果的精密度。本法可獲得的重復性主要取決于供試品的特征（研磨/未研磨，堅固/脆弱，粒徑分布寬度等），而所需的重復性取決于測量目的。不同的原料和制劑，其化學組成和物理特性差異較大，重復性有顯著差異。除另有規定外，在合適的分散條件和參數下，平行測定 6 次，D50 的 RSD 不得過 10%，D10和 D90 的 RSD 均不得過 15%。對粒徑小于 10μm 的供試品，D50 的 RSD 不得過 20%；D10 和 D90 的 RSD 均不得過 30%。耐用性系指在測定條件有小的變動時，測定結果不受影響的承受程度。本法耐用性驗證一般考察影響干濕法分散的因素和光學參數，通常包含在測定方法的開發過程中。另外，在使用不同儀器測定樣品時，由于光路結構、分散系統和數學計算過程等的差異，相同供試品在不同儀器上可能得到不同結果。為減少數據差異，可采用內部標準樣品對不同儀器進行性能確認。

1.4 結果報告

本法測得的粒度分布數據通常以累積體積分布粒徑或體積平均粒徑報告。累積體積分布常用的粒度分布符號有 D10、D50、D90，又名 x10、x50、x90或 d（0.1）、d（0.5）、d（0.9），分別表示下累積體積分布等于 10%、50%和 90%時所對應的粒徑值。體積平均粒徑常用 D(4,3)表示。

此外，報告中應詳細記錄儀器信息、樣品信息、樣品制備、分散過程、分散參數、結果計算、方法驗證等內容。

【附注】本法名稱“光散射法”等同于“激光衍射法”或“光衍射法”。

起草單位： 中國食品藥品檢定研究院 聯系電話：010-67095608

復核單位： 廣東省藥品檢驗所、上海市食品藥品檢驗研究院、江蘇省藥品監督檢驗研究院、

成都市藥品檢驗研究院、浙江工業大學、中國醫學科學院藥物研究所

主要起草人： 趙霞、謝蘭桂、吳慧

0982 粒度和粒度分布測定法第三法光散射法

修訂說明

一、目的意義

顆粒的粒度屬性是產品開發和質量控制中至關重要的參數之一。關于粒度和粒度分布測定法，《中國藥典》目前收載了顯微鏡法、篩分法、光散射法、動態光散射法和光阻法。其中，光散射法以其測量量程寬、自動化程度高、測試快捷等特點，在制劑領域應用廣泛。隨著應用范圍的擴大和分析技術的發展，修訂《中國藥典》0982 粒度和粒度分布測定法第三法光散射法，充實與完善該部分內容，使其與儀器的發展相適應，與我國實際應用情況相匹配，更好地指導藥品的質量控制和科學監管。

二、總體思路

光散射法測得的粒度結果受測試條件、測試儀器、光學模型和數學算法影響明顯，詳盡的測定過程指導對準確結果的獲得至為關鍵。本次修訂通過比較國內外多種技術規范關于光散射法的收載情況，結合實際工作經驗，修訂光散射法的名稱、前言術語、對儀器的一般要求、測定、方法驗證和結果報告等。

三、主要內容

1.名稱：維持“光散射法”，附注中說明“等同于激光衍射法或光衍射法”，兼顧國際標準體系的銜接需求。

2.前言術語：增訂適測樣品類型及測定流程的概述性內容。

3.對儀器的一般要求：修訂儀器命名和校準，增訂儀器基本結構組成和不同光路設計原理及相應光路圖。

4.測定：增訂測試方法開發內容，將整個測定過程分為樣品制備、測量、結果計算三個部分，對每個部分涉及的具體參數以及如何設置優化進行說明。樣品制備部分將原通則中涉及樣品制備的內容匯集到該主題下，并增訂相關的技術要求。同時對干濕法分散內容進行文字修訂，增訂影響測定的重要因素。測量部分增訂樣品量、測量次數、測量時間等對測試結果的影響。結果計算部分包括原附注中相關內容并進行補充。

5.增訂“方法驗證”：為確保測試方法的適用性，需開展相應的驗證工作。由于本法特殊性，一般只做重復性和耐用性要求。

6.增訂“結果報告”：增訂本法所測得粒度結果的表示和結果報告中應包含的內容。

7.附注：原附注內容刪除或移到正文中，增加對本法不同名稱的附注。

來源：藥典委

原文下載：0982粒度和粒度分布測定法第三法光散射法.pdf