注射制剂中常用到针用活性炭 方法探讨

上一篇 / 下一篇  2010-11-24 15:28:50

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  注射制剂中常用到针用活性炭.请问一般用量是多大?搅拌时间要多长?刚加入活性炭时要搅拌使它分布均匀,之后一般要吸附一段时间,那这段时间是不是必需搅拌?如果不搅拌是不是就吸附不完全或者不搅拌也没有影响?由于经验不足,急需这方面的知识,希望同仁们帮我解答一下。

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  活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、化学性能指标、吸附性能指标。

  主要物理性能指标有:形状、外观、比表面积、孔容积、比重、目数、粒度、耐磨强度、漂浮率等。主要化学性能指标有:PH值、灰分、水分、着火点、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸盐、酸溶物、醇溶物、铁含量、锌含量、含量、含量、钙镁含量、重金属含量、磷酸盐等。

  主要吸附性能指标有:亚甲蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、饱和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防护时间、ABS值等。

  活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是,这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径,这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭,从而适用于各种杂质吸收的应用。

  除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。

  活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化,而达到了平衡,则此时的动平衡称为活性炭吸附平衡,此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。

  活性炭最主要的就是物理吸附,这也是活性炭一般被称作物理吸附剂的原因,化学吸附在最佳的状态下,也只能带20%不到。物理吸附的最大的特点是不会对系统产生任何改变,这也是吸附剂何其多?活性炭最广泛的原因。还提醒大家一下,如果想提高活性炭的化学吸附能力,可以在微酸的条件下操作,有些研究机构用活性炭提取杂质或者,在生化中使用活性炭提取时,会或多或少的用到这种化学吸附,或者物理化学吸附相结合,就是吸附在脱附,从而提纯。

  影响活性炭吸附性能的因素

  1.选择的活性炭质量达不到要求标准

  1.1 当前社会,只有不合适的活性炭,已经很少有不合格的活性炭的!主要责任还在使用者,没有选择合适的活性炭。如果你要是说别人的活性炭不合格,你拿着活性炭去仲裁,胜的几率非常少!因为所谓的合格肯定有标准,当前的标准多如牛毛,有在具体行业有国标,有行标,还有企业标准,在fda,jfc(过年中,有点模糊)等等国家还有不同的标准。因此我不打算就活性炭不合格专门说明:一般来说,活性炭不合适会造成一下集中影响,首先是杂质不合适,你是制药,偏偏选择化工用炭,或者食品用炭,结果是颜色也许可以合格,但是杂质含量较高,叫做指标差,也是为什么有针剂用炭等等国标的原因,不是说他们的吸附能力多强,主要是杂质少,纯度高。如果是粉炭,当然是粒度越细越好,因为单纯看,表面积越大,吸附能力越强,而且吸附速度越快,因为根据活性炭吸附时间段进行分析,关键吸附时间是杂质从活性炭表面到内部的时间,也就是穿刺时间,当然粒度越小越好了。在这里要求的是活性炭的均匀度,也就是活性炭的粒度越匀越好。而且活性炭的过滤主要靠自身来过滤(滤饼),而且无论多好的活性炭,在使用过程中,不可避免的会出现碎炭。

  1.2 活性炭中锌盐、铁盐不合格,如铁盐含量较高,可使输液中某些药物如维生素c、对氨基水杨酸钠等变色。(但就上面几种药物,我无话可说,因为我不知道,可能会出现络合的情况出现。大多情况下,还是增加杂质,要是产色,也可能是活性炭的大比表面积配上一定的金属杂质或者重金属杂质,会形成活性炭担载催化剂的出现,在一定的脱色温度下,会产生反应,好多时候,脱色后会出现莫名的杂质,据估计可能就是这中情况(业界内没见到准确的说法)。当然杂质含量越低越好啦。

  提醒一下,有人发现国内的活性炭,或者国内的某些活性炭,由于活性炭生产中的设备问题,很难做到氯离子和铁离子(金属离子)含量都低。据我的观察,有相当的可信度。

  1.3 脱色力差或不合格,导致制剂杂质含量增加。活性炭质量差,本身所含杂质较多能污染药液,往往导致制剂澄明度和微粒不合格,而且还影响制剂的稳定性,所以在配制大输液时,一定要选用一级针用活性炭。(很难说脱色能力差就是不合格,据我的观察,脱色能力差,是当前市场上活性炭的普遍情况,导致杂质增加的情况,只有使用活性炭不合适的时候会出现,和脱色能力差,没有太大的关系,767针剂炭的脱色能力不见得多好,但是就不会增加杂质,因为纯度高)。

  1.4 举例。医药网络论坛丁香园的“紫薇花开”战友曾经提到,他们以前有一个品种,用的一直是上海活性碳厂的,生产没有问题。偶尔有一次换成另外一个厂家的,结果,溶液颜色变深。“H笨笨”战友颇有同感,他同样有类似的经历。有一次,他所生产的原料药对热稳定,但是脱炭后却显有颜色了。最后查出结果是活性炭内有金属离子。“sherry007”也认为,活性炭里可能含有矿物质,矿物质含金属成分,因此活性炭对用于金属离子敏感的药品时,如VC 等,药液容易变黄。(第一个个例,很可能是选择了不合适的活性炭,甚至我都怀疑他知不知道自己用的是什么活性炭,厂家也有很多活性炭的,而且大多开发者和使用者都有一种活性炭用到底的习惯,不知不觉中就为了活性炭而改变了其他的条件,比如原材料,脱色条件,添加量等等,造成了选择了应该是合适的活性炭,由于条件不同,反而不如不合适的活性炭(自己常用的)效果好。第二个个例中,要清楚所有的活性炭都有金属离子,多少而已,一般情况下,同用途的活性炭不会超过1—2个数量级,不会出现这么打的变化的,可以考虑自己的活性炭选择是否合适。第二个是无稽之谈。可能金属离子会影响某些药物的药性,但是在同类型活性炭中,不会出现太大的变化的,你要知道,你用的一家的活性炭,可以合格,别人用的是另外一家,同样不会差,你要是考证好,要选择另外一家的活性炭进行尝试才对!活性炭中有矿物质,那是肯定的。

  2.活性炭在使用之前未进行适当的活化处理。活性炭由于生产环境、包装、运输、储存条件的影响,会吸收水分和空气使其吸附力下降,若使用前未经过活化处理,会影响活性炭吸附热源和杂质的能力,影响制剂质量。所以使用前应根据具体情况,进行必要的预处理,可大大提高活性炭的除热原能力,实验表明,活化后的活性炭除热原作用明显优于未活化活性炭。

  (前一句深表同意,后一句有点牵强。可以说是根据具体情况进行处理,比如就算破损了,如果使用没问题,可以考虑不处理。因为那样的话,你也太自不量力了,要知道你的活性炭是搞活性炭的生产出来的,人家比你在行)

  常用的预处理方法有:

  2.1 因包装密封不好,吸收水分和空气会使活性炭吸附能力下降,可于120℃烘炽。比如,根据丁香园的“xiedekun”战友的介绍,他们一般是采用125℃ 在恒温干燥箱内烘2小时以上。“icesword1981”战友则是在105度下活化0.5~1.0小时。当然,也有人是通过用前煮沸以脱气的。

  (这些有点乱搞,国产活性炭有这种情况出现,不过很少。告诉你个简单的例子:当前有种类型的活性炭用量相当不小,那就是湿炭,含水量在50一下,在食品行业相当的有市场。某些做针剂的会这么干,不过我知道我的客户没有这么做的,就算试验过的,也没见多好。而且那样明显是拉动内需,人间厂家卖给你的成品,你非要当做半成品来处理,哈哈。当然出现破损的,可以先进行试验再决定。不过一般情况下没事,长途旅行的活性炭,破损在所难免,也没听说人家月用量上百吨的都进行烘干,那样的话,人间还需要一个大的再活化车间了)

  2.2对氯化物、硫酸盐有限量要求的注射剂,所用活性炭最好在适量的新鲜注射用水中煮沸15分钟,放冷、滤干后烘干再用。

  (这样做,对您的产品肯定没有多少坏处,最多是增加成本和活性炭碎炭变多,过滤有点麻烦,不过我就不明白,人家的活性炭最起码肯定符合国标针剂炭的标准,你偏这么干,呵呵,随便。也许是一朝被蛇咬(像不像绳子的蛇不好说)十年怕井绳)

  2.3偏碱性或对铁盐不稳定的注射剂,在使用活性炭时,最好用酸、碱处理。具体的方法是:取活性炭1份,加5%氢氧化钠4份,煮沸30分钟,滤干,用注射用水抽洗至中性,再依次用5%盐酸4份及注射用水4份煮沸30分钟,滤干并用注射用水反复冲洗至无氯离子。

  (你为什么就不选择一个合适的活性炭呢?何必呢,你还不如买堆木头自己搞活性炭呢,还可以外销一部分。不过我卖的活性炭是日本武田药品工业株式会社的,人家做的药可是比活性炭有名多了(日本国内除外),也许将近一百年前的那个姓武田的日本人和你是一个想法,要不然也不会做成日本第一的活性炭厂家啊)

  3.活性炭的用法对制剂质量的影响

  活性炭分次加入比一次加入吸附效果好,这是因为活性炭吸附杂质到一定程度后吸附与脱吸附处于平衡状态时,吸附效力已减弱所致。所以,大输液生产时分2~ 3次加入活性炭效果最佳,能使制剂质量明显提高。

  配制容易起泡的料液时,应该采取一些消泡的手段,或其他措施,确保活性炭的吸附效果。如果先加活性炭,则泡沫中的气体被炭粒吸附,使炭粒表面形成一层气体薄膜,不容易被溶液润湿,影响活性炭的吸附作用。

  (上半段表示的非常正确,我非常赞同,而且我还可以悄悄的告诉你,如果你不嫌麻烦,分成两次使用,还可以较少不少活性炭的用量,从而降低损耗呢。不过下半段就有点不敢苟同了,要知道活性炭在润湿过程中,会出现大量的气泡。这是因为活性炭本身是个亲极性的东西,而且吸附的时候主要还是沸点的高低和分子空间体积相关的,前者看看基础物理化学就明白了,后者想象一下就知道。如果出现泡沫,肯定是要处理的,因为如果有泡沫肯定就有表面活性物质存在,那也算杂质,会影响的。这里只是表示不敢苟同,不敢表示反对,因为我的重点还在于,如果有泡沫出现的体系,漏炭可能性比较大,而且比较难过滤。)

  4.PH值不同时,活性炭对制剂质量的影响

  活性炭在酸性溶液中(PH:3~5)吸附作用较强,在碱性溶液中有时出现“胶溶”或脱吸附作用,反使溶液中的杂质增加,影响制剂质量,故活性炭最好用酸处理并活化后使用。

  论坛的“烽火”战友曾反映,在碱性条件下加热煮沸活性炭(用于吸附热原),然后用0.22um滤膜过滤,所得滤液不仅颜色暗淡,而且静止后再摇荡有烟雾状活性炭出现滤液里,不澄清。倘若换成中性条件下加热吸附,其过滤效果则显得比较澄清。他就此问题与“888wym”战友商榷,结果最终两人都一致认为,可能是碱性条件下活性炭产生溶胶状态所致,并且形成以下三点共识:第一,尽量避免趁热过滤。最好料液放冷后再滤,这个时候胶溶状态会有所改变,滤过效果会好一些。第二,活性炭不太适合碱性条件下使用,如果在碱性条件下使用。需要对活性炭预先处理,比如,在碱性、酸性水中煮沸,并烘干。第三,活性炭的胶溶原理则比较复杂,“888wym”战友认为不单纯有化学反应(碱性条件下的水解),可能还有物理变化,比如高温下的分子结构改变等,所以温度的变化会影响胶溶。

  上面曾经提过,在弱酸条件下,活性炭的化学吸附会加强,有时候能达到最好状态,接近增20弱。现实中有活性炭叫做酸性活性炭,用量也不小。活性炭的酸碱性,除了少量考虑吸附能力外,主要是在活性炭用量较大,或者体系稳定性太差的时候,害怕会改变体系的性质,才选用酸性活性炭。但我好像只是看到酸性活性炭。而且吸附的体系酸碱性是根据吸附对象决定的,跟大家说个明显的离子,就是你吸附两性物质的时候,你最好是选择这个物质不带电的时候!比如它的等电点在ph1.2,如果你选择不是1.2的话,那你家活性炭就很难吸附到这种物质!!这才是你选择酸碱性的一个重要条件!最重要的条件还是你的有效物质的稳定性,比如你的物质只有在碱性下稳定,那你最好考虑一下其他的吸附方法了!

  第二段中用到了溶胶这个词,首先表示对溶胶不熟,但是感觉用的不对。其次对于其中的表观状况,我一般归为漏炭,造成的原因是反絮凝现象,及活性炭成了被絮凝的对象了,本身带极性,造成每个反絮凝个体互相排斥,必然出现漏炭的现象。随着体系的稳定,这种现象就类似于絮凝剂的现象了。

  不过我一直不明白,大家为什么都要在高温下过滤?活性炭脱色的温度是有要求的,一般是越低越好(标准的物理吸附现象,放热,温度低有利于吸附的进行),当出现低温下,吸附时间太长,体系粘稠,过滤不顺的时候,考虑高温,一般不要太高,80度左右就不错了,是在不行,才沸腾短时间。因为活性炭在高温时会产生“褐变”,什么原因,我还没有看到说得过去的解释,只是知道有这种现象。但是好像大家都喜欢高温,问问他们为什么高温?也许大家都不能说清楚了。如果你说是简单的物理吸附,他就知道,低温有利于吸附了。

  至于热过滤,那是工艺决定的,也许你低温吸附,低温过滤没问题,但是人家低温就粘的像糖稀,你在让人家低温吸附低温过滤,显然也太过不道德了吧?

  至于什么酸性条件下出现溶胶什么的?我感觉好像有误解,溶解本身应该是透明的啊,脱水能成为果冻那样的或者橡胶那样的,但是你里面有固体颗粒,怎么能叫溶胶呢?不过溶胶这么个词确实能唬住我,学习了!这段说的不明不白,可以忽略,因为对方提的也相当的让我模糊。我感觉他到可以高温酸性煮沸,再有更细的膜过滤,再用活性炭吸附一下试试,觉得你那种东西应该是把活性炭给搞了,可以预处理掉的)

  5.不同温度时.活性炭对制剂质量的影响

  活性炭使用温度一般根据药液性质,有选用室温搅拌、煮沸搅拌、热(50℃左右)搅拌的。具体可根据试验筛选可行的具体活性炭使用温度及搅拌时间。在保证不影响药液质量的前提下,达到有效吸附去药液中的热原及一些杂质或脱色的目的即可。没有固定的使用温度及搅拌时间。活性炭的吸附跟温度也有一定关系 ,温度低时活性炭的吸附效力要差一些。

  (该说的,上面已经说了不少了!在这里,本人只是强调一句,活性炭的吸附80以上的是物理吸附,是相当标准的吸附,如果大家想到当时我路见不平的一个重要原因,希望大家找本基础的物理化学,南大的那本就不错,我虽然山大毕业,不过我还是喜欢南大的那本,另外说一句,对于物理吸附,吸附能力和吸附速度是两码事,低温有利于吸附能力,高温有利于吸附速度,简单的热运动的道理,设计到具体工艺的吸附效率,还是使用者自己来选择)

  关于活性炭的酸碱性问题。

  如果要讨论这个问题,我想首先还是了解一下活性炭的生产过程比较重要,因为活性炭的生产过程往往可以大部分决定活性炭的酸碱性。在这里只是大概的说一下(以木材为主)。

  首先是木材的活化,一般经过几个程序升温,最后是高温活化,其中包括干燥,炭化和活化,其中温度是影响活性炭的至关重要的一步,但是化学炭没有这些步骤。接着是活化,无论是物理炭(水蒸气之类的活化质),还是化学炭(氯化锌,碱之类的),温度的高低和升温的快慢都决定了活性炭的质量。然后是盐酸洗,再就是水洗。干燥,粉碎,包装,销售了。

  从这里大家可以看到,活性炭的基本酸碱性都是在7以下的基本原因了。还有酸性活性炭的原因,不过我有个活性炭牌号的酸碱性在9-12,但是这个活性炭是水处理用的。最后是活性炭酸碱性只是本身的酸碱性,对体系的影响是有的,但是在一定的用量下,是有一定的限制的。


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