吸湿平衡曲线和临界相对湿度.doc

吸湿平衡曲线和临界相对湿度2010-03-27 09:36 1、吸湿平衡曲线和临界相对湿度 物质露置在空气或高湿度环境中，表面逐渐吸附空气中的水分直至平衡的过程称为吸湿。喷雾干燥乳糖、二水硫酸钙、磷酸氢钙等一些辅料在空气中能长期保持干燥状态或者含水量仅有很少的增加，而蛋白质、淀粉、蔗糖、氯化钠、聚维酮等一些物质则在空气中很容易吸湿，造成凝集、膨胀、结块或发生潮解甚至溶解现象，影响药物的稳定性以及影响粉末加工的流动性、均匀性等。还有一些物质如微晶纤维素、无水乳糖等吸湿后外观等物理性质并没有明显的变化，但水分的增加及共存最终将影响药物制剂的质量。影响药物吸附水分的速度和程度取决于药物的理化性质和环境湿度。当药物分子与空气中的水分子形成氢键或产生其它分子间力时，则呈现吸湿现象。如蔗糖分子中的羟基与水分子的氢键结合，各种无机盐的金属离子与水分子之间形成的结合等。具有吸湿性的物质经粉碎后，由于增加了吸湿表面积而变得更容易吸湿。相反，当将粉末压制成片剂或压缩填充到胶囊中时，由于表面积的减少，吸湿性也随之下降。药物的吸湿过程及吸湿程度可以用吸湿平衡曲线及临界相对湿度（critical relative humidity,CRH）表示。如图2-9所示，在相对干燥或较低相对湿度环境中，一些药物或辅料不吸湿或很少吸湿。随着环境相对湿度的增大，吸湿量缓慢增加。当相对湿度到达某一定值时，药物的吸湿量急剧上升。从图中可以看出，这种情况对于水溶性药物表现更为明显。吸湿量急剧上升时的相对湿度(RH)即为该药物的临界相对湿度。药物的临界相对湿度越大，则表明该药物不容易吸湿，相反则容易吸湿。将药物贮存在该药物的临界相对湿度以下环境，能够延长药物吸湿平衡到达的时间。图2-9 不同药物及辅料的平衡吸湿曲线a. 不溶性辅料 b. 水溶性药物2、影响药物吸湿的处方工艺因素在药物制剂中，由于在处方中成分的多样性使制剂的吸湿现象较单一原料药物的吸湿现象复杂得多。混合成分的临界相对湿度是各成分临界相对湿度的乘积,有：例如蔗糖与乳糖混合物的CRH%=84.5%´ 96.9%=81.9%, 对氨基水杨酸钠与苯甲酸钠的混合物的CRH%=88.0%´ 88.0%=77.4%等。显然，混合物临界相对湿度的下降使制剂吸湿的可能性增加，而且，这种临界相对湿度的下降与混合物的比例无关。因此，在选择固体制剂处方时，对强吸湿性的药物一般应选择低吸湿性的辅料与之配伍。例如硫酸巴龙霉素容易吸湿，可以选用硫酸钙、磷酸氢钙等辅料作为其片剂的赋形剂。另外，在包含有强吸湿性原料的混合过程中，应注意操作环境的相对湿度、原辅料的混合顺序及缩短混合时间。例如在生产含有大量碳酸氢钠及枸椽酸的泡腾制剂时，生产场所的相对湿度应控制在25%40%。3. 药物吸湿性试验药物及固体制剂的吸湿性试验一般置于自动恒温恒湿设备中进行，也可以将适宜的饱和无机盐溶液放置在一定温度的密闭容器中形成湿度环境。例如在25，饱和氯化钠溶液所形成的相对湿度为75%RH，饱和硝酸钾溶液所形成的相对湿度为92.5%RH。各种无机盐饱和溶液相应的相对湿度见表2-2。以样品的平衡吸湿量对各个相对湿度作图，从曲线斜率急剧变化处即可得到该样品的临界相对湿度。在新药研制中，一般可以通过加速吸湿试验进行处方筛选，例如比较不同处方样品在75%RH和92.5%RH两种高相对湿度下、放置10天的平衡吸湿量。中国药典对容易吸湿的许多中药制剂，如颗粒剂、胶囊剂，特别是含有大量蔗糖等引湿性成分的制剂均有水分限量规定，如颗粒剂水分不得过5%, 胶囊剂和散剂不得过等。表2-2 不同无机盐饱和溶液的相对湿度无机盐温度/相对湿度/RH%磷酸氢二钠 Na2HPO4 12H2O2098硫 酸 锌 ZnSO4 7H2O2090硫 酸 氢钾 KHSO42086硫 酸 铵 (NH4)2SO42081氯 化 铵 NH4Cl202579醋 酸 钠 NaC2H2O2 3H2O2076溴 化 钠 NaBr 2H2O2058重 铬 酸钠 Na2Cr2O7 2H2O2