2022-04-25
對藥物產品來說，水活度是一個高效的且必不可少的質量參數。為此，我們將分上、下兩期為制藥領域用戶帶來水活度的應用及測量介紹。本期我們將重點從理論概念出發進行介紹。
USP<1112>是關于水活度在醫藥領域應用的內容章節，自2006年發布以來，已廣泛應用于制藥行業。雖然<1112>為水活度的使用提供了指導，但它不是官方方法?，F在，USP已開發USP<922>水活度作為官方方法，希望促進其作為藥品質量計劃的一部分得到充分進一步的實施。水活度在制藥中的潛在應用包括穩定性控制、微生物風險防范、配方優化、減少凝固和結塊以及控制水分遷移。這些應用帶來的關鍵優勢是可以得到更高質量的生產輸出，更高的消費者滿意度和信賴，更少的產品浪費和召回。
什么是水活度？
活度被定義為系統中水的能量狀態，來源于熱力學基本定律——吉布斯自由能方程。它表示水的相對化學勢能，受到表面相互作用、依數性以及基質中毛細管相互作用影響。實際上，它被測量為與樣品處于平衡狀態的頂部空間中的水蒸汽分壓（P），除以相同溫度（T）下的水的飽和蒸汽壓（P0）。水活度等于平衡相對濕度（ERH）除以100：
水活度指標涵蓋的范圍從極干燥條件下的0到純凈水的1.00。水活度通常被錯誤地稱為“自由水”，這會產生誤導，因為“自由”沒有科學定義，并且根據上下文有不同的解釋。因此，自由水的概念會導致物理結合水（定量測量）與較低能量的化學結合水（定性測量）之間的混淆。與其說水活度為0.50，表示50%的自由水，不如更準確地表明產品中的水是只含有純水在相同情況下50%的能量。水活度越低，系統中的水表現得像純水一樣的越少。
水活度是一個強度性質來描述水在一個系統中的能量狀態，而水分含量是決定產品中水分量的廣泛屬性。雖然二者相關，但水活度和水分含量是不一樣的。水分含量通常通過干燥失重或化學滴定法來確定，雖然可用作純度測量和鑒定標準，但水分含量與水活度并不一樣，水活度與微生物生長、化學穩定性或物理穩定性相關。水活度和水分含量可以通過吸附等溫線來關聯到一起。
USP<922>水活度分析方法
USP <922>水活度中概述了測定水活度的規范方法。該方法于2021年5月正式生效，為水活度的測量提供了指導。 它包含了簡短的理論背景解釋，并討論了包括溶質濃度和溫度在內的一些影響水活度的因素。
傳感器類型和校準：USP <922> 還簡要介紹了可用于測量水活度的各種傳感器類型，并重點介紹了每種傳感器的優勢。它為被歸類為B類設備的水活度儀器的合格鑒定提供了指導。 它強調水活度儀應使用標準溶液進行校準，并且至少應每年或在校準檢查失敗時進行校準。校準驗證檢查應根據儀器制造商的說明每天進行，并至少使用兩種規定了水活度范圍的標準溶液。校準檢查的重復次數應與樣品測試的重復次數一致。
取樣：對于取樣，USP<922>給出了通過使用限定頂部空間的密封容器，并盡可能限制樣品在環境條件下的暴露。由于容器內有冷凝的趨勢，因此不建議從極端溫度下轉移樣品。水活度測量應根據制造商的說明進行，并報告測試溫度。
應用：按照水活度使用的建議而言，USP <922> 擴展了 USP<1112> 的使用建議 ，包括：選擇單組分和產品制造工藝條件，以保持水活度aw低于臨界閾值，以獲得所需固體形式的熱力學控制條件（例如，水合物與無水化合物）
? 選擇賦形劑，水活度aw 可能影響劑型的物料流、壓縮特性、硬度和性能特征（例如，分裂和溶解）
? 優化流化床干燥工藝
? 減少產品配方中活性成分的降解（例如，那些易受化學水解影響的成分）
? 確定初級包裝材料在保質期內對產品防潮的保護水平
? 優化益生菌的保質期穩定性
? 為監測含水量變化提供補充方法
? 控制和監測物理的、化學的和微生物產品的穩定性
? 優化配方以提高防腐體系的抗菌效果
? 降低配方對微生物污染的敏感性
? 提供一種工具對減少非無菌藥物和膳食補充劑配方的微生物限度檢查作出解釋（參見1112 水活性測定在非無菌藥品中的應用）
下期我們將推出“水活度在制藥領域的具體應用案例”，歡迎感興趣的小伙伴訂閱大昌華嘉微信公眾號。
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