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旋光法快速测定乳糖含量的研究

发布时间:2025-12-10

      乳糖(Lactose)为4-O-β-D-吡喃半乳糖基-D-葡萄糖一水合物,是D-葡萄糖与D-半乳糖以β-1,4键结合的二糖,又称为1,4-半乳糖苷葡萄糖[1]。乳糖是制药行业最为常用的辅料之一,作为药物的赋形剂、填充剂广泛应用于口服、直肠、阴道等给药途径[2]。中国药用辅料发展联盟药用乳糖市场调研报告显示,目前,医药制剂和食品加工行业对乳糖的总市场需求将继续增加,对乳糖产业升级和产品创新的需求将更加旺盛。所以,可靠、完善、经济、快速的质量标准保证乳糖的质量对乳糖的安全使用具有重要的意义。
 
在进行乳糖品种2023年国家药品评价性抽验时,我们发现现行《中国药典》乳糖品种含量测定的法定检验方法(高效液相色谱-示差折光检测器法)成本高、周期长。因此,考虑利用乳糖的旋光特性,建立一种新的乳糖含量测定方法。近年来旋光法已在国内外药典中用于多个品种的含量测定,在《中国药典》中,果糖、葡萄糖注射液、右旋糖酐20氯化钠注射液等多个品种,均采用旋光法进行含量测定[3-5]。USP-NF、JP中,同样有一些品种采用旋光法进行含量测定,如葡萄糖、果糖等[6-8],证明旋光法作为含量测定方法,一直受到官方标准的认可,可作为一种质量控制的有效检测方法。虽然旋光度测定含量时存在专属性不强的局限性,但是乳糖的国家评价性抽验法定检验和探索性研究结果均显示,目前国内市场上的药用乳糖中杂质量很少,有关物质和炽灼残渣均不大于0.1%。这说明,采用旋光度法测定乳糖含量是可行的。因此,在此基础之上,我们尝试采用旋光法测定乳糖的含量,以降低测试成本,缩短测试时间,满足质量控制需求。
 
1 仪器与试药
1.1 仪器
MPC-300自动旋光仪;电子天平。
 
1.2 试剂与试药
试剂:氨试液;水(Milli-Q超纯水)。
 
试药:乳糖精制品(批号:2301001,来源:江苏道宁药业有限公司,包装:20 g/袋*25袋);141批次乳糖均为2023年度国家药品评价性抽验样品,涉及8家生产企业(用A至H表示生产企业)。
 
2 方法的建立与分析
2.1 乳糖精制品的选取
要建立用于乳糖含量测定的旋光法,需要首先测得纯品乳糖的比旋度以计算得到校正系数,因此我们委托江苏道宁药业有限公司制备了一批乳糖精制品,用于校正系数的确定。
 
2.2 乳糖精制品纯度的测定
采用质量平衡法测定了乳糖精制品(按无水物计)的纯度:
 
纯度(%)=(1-有关物质的含量-炽灼残渣的含量)×100%
 
按照《中国药典》2020年版四部乳糖品种项下炽灼残渣、水分的相应方法测定得:乳糖精制品水分为:5.208%,炽灼残渣(按无水物计)为:0.073%。我们采用本课题组之前建立的基线波动小、高灵敏度的高效液相色谱-电喷雾检测器法测定乳糖的有关物质[9],测定得有关物质(按无水物计)为:0.053%,根据质量平衡法,计算得到乳糖精制品(按无水物计)的纯度为:99.874%。
 
2.3 乳糖精制品比旋度的测定
随机抽取乳糖精制品10袋,分别从每袋包装里取两份样品,每份约5 g, 精密称定,加水40 mL并在50 ℃水浴加热至溶解,冷却后,加氨试液0.2 mL,静置30 min, 用水稀释至50 mL,依法测定(《中国药典》2020年版四部通则0621)。表1是20组平行实验数据,本
 
表1乳糖精制品比旋度值
 
编号 称样量(g) 平均旋光度(°) 比旋度(°)
1-1 5.000 4 5.251 55.39
1-2 5.000 3 5.261 55.50
2-1 5.000 3 5.242 55.29
2-2 5.008 0 5.240 55.19
3-1 5.003 2 5.252 55.37
3-2 5.009 6 5.266 55.44
4-1 5.008 5 5.257 55.36
4-2 5.006 7 5.250 55.31
5-1 5.004 5 5.304 55.90
5-2 5.005 9 5.259 55.42
6-1 5.003 4 5.256 55.41
6-2 5.003 9 5.259 55.44
7-1 5.001 0 5.252 55.39
7-2 4.994 8 5.245 55.39
8-1 5.009 5 5.264 55.42
8-2 5.000 6 5.243 55.31
9-1 5.009 4 5.262 55.41
9-2 5.009 6 5.266 55.45
10-1 5.005 0 5.269 55.53
10-2 5.009 0 5.267 55.46
 
2.4 校正系数的计算
采用外标法计算含量时:
 
2.5 乳糖含量的计算
 
 
2.6 拟定的方法
【含量测定】取本品10 g, 精密称定,置100 mL量瓶中,加80 mL的水加热至50 ℃溶解,冷却后,加氨试液0.2 mL,静置30 min, 用水稀释刻度,摇匀,依法测定旋光度(通则0621),与1.802 1相乘,即得供试品中C12H22O11的质量(g)。
 
2.7 方法学验证
2.7.1 线性考察
分别取乳糖精制品约5、8、10、12、20 g, 精密称定,加80 mL的水并在50 ℃水浴加热至溶解,冷却后,加氨试液0.2 mL,静置30 min, 用水稀释至100 mL。按《中国药典》2020年版四部通则0621,测定乳糖精制品溶液的旋光度,以浓度为横坐标,旋光度为纵坐标,进行线性回归,回归方程为:Y=26.199 5X+0.023 1,r=1.000 0。结果表明,乳糖在0.05~0.20 g·mL-1范围内与旋光度呈良好的线性关系,线性回归见图1。
 
图1乳糖含量测定线性图
Fig.1Linear graph for lactose content determination
2.7.2 重复性
取同一批次乳糖6份,每份约5 g, 精密称定,分别置50 mL量瓶中,加40 mL的水并在50 ℃水浴加热至溶解,冷却后,加氨试液0.1 mL,静置30 min, 用水稀释至刻度,摇匀。按《中国药典》2020年版四部通则0621,测定旋光度并计算乳糖的含量。6次测定结果,乳糖含量的平均值为99.45%,RSD为0.07%。说明本法重复性良好。
 
2.7.3 稳定性
取线性关系项下的0.20 g·mL-1溶液,分别在0,4,8,12,24 h依法测定旋光度,结果RSD为0.52%。说明溶液在24 h内稳定。
 
2.8 样品的测定
按“2.6”中拟定的方法测定141批次样品的旋光度,并计算含量(表2)。
 
3 旋光法与HPLC-RID法测定乳糖含量的等效性研究
分别在国家药品评价性抽验的法定检验和探索性研究过程中,使用HPLC-RID法和旋光法对来自8家生产企业的141批次乳糖含量进行了测定,这些样品可以反映目前制药企业生产中使用乳糖的实际情况,具有代表性。
 
根据计算,旋光度法测得的141批乳糖含量与法检结果比较(表2),相对偏差均不大于1.0%,这证明旋光法测定含量时,准确度和HPLC-RID法是相当的。
 
表2旋光法与HPLC-RID法乳糖含量测定结果(%)
 
厂家 样品数(sample number) 旋光法(polarimetry) HPLC 同批样品间相对偏差范围(range of relative deviation between the same batch of samples)
A 17 99.2~100.1 99.0~101.2 0.1~0.8
B 42 99.3~100.4 98.8~101.5 0.0~1.0
C 26 99.4~100.2 99.3~100.9 0.0~0.7
D 17 99.3~100.4 99.2~101.2 0.0~0.7
E 2 99.3~99.5 99.1~99.9 0.2~0.3
F 5 99.3~99.7 99.9~100.9 0.2~0.6
G 30 99.9~100.3 99.2~100.8 0.0~0.7
H 2 99.7~99.8 100.2~101.3 0.2~0.8
在此基础上,我们采用统计学方法,对两种方法的等效性进一步评估。单因素方差分析(One-Way ANOVA)检验结果显示(表3),两组数据无显著性差异(Sig.>0.05)。这表明新建立分析方法与药典方法性能相当,是等效的。
 
表3单因素方差分析检验结果
 
方差分析(ANOVA) 含量(旋光法)(content (polarimetry))
平方和(sum of squares) 自由度(df) 均方(mean square) 组间均方/组内均方(F) 显著性(Sig.)
组间(between groups) 1.101 26 0.042 0.675 0.876
组内(within groups) 7.146 114 0.063    
总计(total) 8.247 140      
旋光法测定乳糖的含量,结果准确,重复性好,操作简便快捷,同时,采用水作为溶剂,经济、绿色、环保。此外,通过等效性研究,其与《中国药典》2020年版四部中HPLC-RID法性能相当。作为乳糖含量测定的一种有效方法,可以为乳糖质量控制过程中的含量测定,提供除《中国药典》2020 年版四部中高效液相色谱-示差折光检测器法外一种新的选择。
 

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