制药行业趋势：水活度测量（上）

发布时间： 2022-07-04 11:33 来源：大昌华嘉科学仪器

领域：	其他
样品：	药物产品	项目：	水活度测量
参考：	https://www.dksh-instrument.cn/Solution/434

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对药物产品来说，水活度是一个高效的且必不可少的质量参数。为此，我们将分上、下两期为制药领域用户带来水活度的应用及测量介绍。本期我们将重点从理论概念出发进行介绍。

USP<1112>是关于水活度在医药领域应用的内容章节，自2006年发布以来，已广泛应用于制药行业。虽然<1112>为水活度的使用提供了指导，但它不是官方方法。现在，USP已开发USP<922>水活度作为官方方法，希望促进其作为药品质量计划的一部分得到充分进一步的实施。水活度在制药中的潜在应用包括稳定性控制、微生物风险防范、配方优化、减少凝固和结块以及控制水分迁移。这些应用带来的关键优势是可以得到更高质量的生产输出，更高的消费者满意度和信赖，更少的产品浪费和召回。

什么是水活度？

活度被定义为系统中水的能量状态，来源于热力学基本定律——吉布斯自由能方程。它表示水的相对化学势能，受到表面相互作用、依数性以及基质中毛细管相互作用影响。实际上，它被测量为与样品处于平衡状态的顶部空间中的水蒸汽分压（P），除以相同温度（T）下的水的饱和蒸汽压（P0）。水活度等于平衡相对湿度（ERH）除以100：

水活度指标涵盖的范围从极干燥条件下的0到纯净水的1.00。水活度通常被错误地称为“自由水”，这会产生误导，因为“自由”没有科学定义，并且根据上下文有不同的解释。因此，自由水的概念会导致物理结合水（定量测量）与较低能量的化学结合水（定性测量）之间的混淆。与其说水活度为0.50，表示50%的自由水，不如更准确地表明产品中的水是只含有纯水在相同情况下50%的能量。水活度越低，系统中的水表现得像纯水一样的越少。

水活度是一个强度性质来描述水在一个系统中的能量状态，而水分含量是决定产品中水分量的广泛属性。虽然二者相关，但水活度和水分含量是不一样的。水分含量通常通过干燥失重或化学滴定法来确定，虽然可用作纯度测量和鉴定标准，但水分含量与水活度并不一样，水活度与微生物生长、化学稳定性或物理稳定性相关。水活度和水分含量可以通过吸附等温线来关联到一起。

USP<922>水活度分析方法

USP <922>水活度中概述了测定水活度的规范方法。该方法于2021年5月正式生效，为水活度的测量提供了指导。它包含了简短的理论背景解释，并讨论了包括溶质浓度和温度在内的一些影响水活度的因素。

传感器类型和校准：USP <922> 还简要介绍了可用于测量水活度的各种传感器类型，并重点介绍了每种传感器的优势。它为被归类为B类设备的水活度仪器的合格鉴定提供了指导。它强调水活度仪应使用标准溶液进行校准，并且至少应每年或在校准检查失败时进行校准。校准验证检查应根据仪器制造商的说明每天进行，并至少使用两种规定了水活度范围的标准溶液。校准检查的重复次数应与样品测试的重复次数一致。

取样：对于取样，USP<922>给出了通过使用限定顶部空间的密封容器，并尽可能限制样品在环境条件下的暴露。由于容器内有冷凝的趋势，因此不建议从极端温度下转移样品。水活度测量应根据制造商的说明进行，并报告测试温度。

应用：按照水活度使用的建议而言，USP <922> 扩展了 USP<1112> 的使用建议，包括：选择单组分和产品制造工艺条件，以保持水活度aw低于临界阈值，以获得所需固体形式的热力学控制条件（例如，水合物与无水化合物）

• 选择赋形剂，水活度aw 可能影响剂型的物料流、压缩特性、硬度和性能特征（例如，分裂和溶解）

• 优化流化床干燥工艺

• 减少产品配方中活性成分的降解（例如，那些易受化学水解影响的成分）

• 确定初级包装材料在保质期内对产品防潮的保护水平

• 优化益生菌的保质期稳定性

• 为监测含水量变化提供补充方法

• 控制和监测物理的、化学的和微生物产品的稳定性

• 优化配方以提高防腐体系的抗菌效果

• 降低配方对微生物污染的敏感性

• 提供一种工具对减少非无菌药物和膳食补充剂配方的微生物限度检查作出解释（参见1112 水活性测定在非无菌药品中的应用）