
藥劑制備是藥學(xué)研究的核心環(huán)節(jié),其質(zhì)量直接決定藥效評(píng)價(jià)、安全性驗(yàn)證及后續(xù)臨床轉(zhuǎn)化的可靠性。在藥劑制備過程中,水質(zhì)是關(guān)鍵影響因素之一:水中的離子(如Na?、Cl?、Ca2?)可能與藥物活性成分發(fā)生絡(luò)合或沉淀反應(yīng),降低藥劑純度;總有機(jī)碳(TOC)會(huì)作為雜質(zhì)干擾藥效,甚至引發(fā)藥物降解;微生物及熱原則對(duì)注射劑、眼用制劑等無菌藥劑構(gòu)成致命風(fēng)險(xiǎn)——即使微量熱原也可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)熱、休克,嚴(yán)重影響科研結(jié)果準(zhǔn)確性。
目前實(shí)驗(yàn)室常用的蒸餾水、去離子水等純化水,雖能去除部分雜質(zhì),但難以滿足科研級(jí)藥劑(尤其是無菌、高純度藥劑)對(duì)水質(zhì)的嚴(yán)苛要求。超純水機(jī)通過“預(yù)處理-反滲透-電去離子(EDI)-紫外氧化-終端微濾”等多級(jí)純化工藝,可實(shí)現(xiàn)離子、有機(jī)物、微生物、熱原的深度去除,已成為高端藥劑制備的核心配套設(shè)備。博清生物科技(南京)有限公司作為專注于生物醫(yī)學(xué)純水設(shè)備的企業(yè),其研發(fā)的超純水機(jī)宣稱具備高穩(wěn)定性、低能耗及智能化監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì),但該設(shè)備在實(shí)際藥劑制備中的應(yīng)用效果尚未見系統(tǒng)報(bào)道。
一、材料與方法
(一)實(shí)驗(yàn)材料
1、超純水設(shè)備:博清生物超純水機(jī);
2、對(duì)照水質(zhì):實(shí)驗(yàn)室自制蒸餾水;
3、藥劑原料:青霉素G鈉標(biāo)準(zhǔn)品、鹽酸阿霉素、大豆磷脂、膽固醇;
4、檢測(cè)試劑:鱟試劑、甲醇、磷酸二氫鉀;
5、檢測(cè)儀器:HPLC儀、電導(dǎo)率儀、TOC分析儀、微生物計(jì)數(shù)器、微粒計(jì)數(shù)器。
(二)實(shí)驗(yàn)方法
1、博清超純水機(jī)產(chǎn)水水質(zhì)檢測(cè)
按照GB/T 6682-2008一級(jí)水標(biāo)準(zhǔn),對(duì)博清超純水機(jī)連續(xù)運(yùn)行72h的產(chǎn)水進(jìn)行以下指標(biāo)檢測(cè),每6h取樣1次,平行檢測(cè)3次:
電阻率:電導(dǎo)率儀在25℃恒溫條件下測(cè)定,換算為電阻率(電阻率=1/電導(dǎo)率);
TOC:TOC分析儀采用非色散紅外吸收法測(cè)定;
微生物含量:取100mL超純水通過0.22μm濾膜,將濾膜置于營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基,37℃培養(yǎng)48h后計(jì)數(shù);
熱原:動(dòng)態(tài)濁度法鱟試劑檢測(cè),反應(yīng)溫度 37℃±0.5℃,判斷標(biāo)準(zhǔn)為反應(yīng)時(shí)間>15min(陰性);
微粒數(shù):微粒計(jì)數(shù)器測(cè)定≥0.2μm、≥0.5μm微粒的數(shù)量,每毫升取樣體積檢測(cè)3次。
2、藥劑制備工藝
青霉素G鈉溶液制備:分別用博清超純水、蒸餾水配制10mg/mL青霉素G鈉溶液,超聲溶解后,經(jīng)0.22μm濾膜過濾,避光儲(chǔ)存于4℃冰箱,用于后續(xù)純度及穩(wěn)定性檢測(cè)。
鹽酸阿霉素脂質(zhì)體制備:采用薄膜分散法,將大豆磷脂(100mg)、膽固醇(25mg)、鹽酸阿霉素(10mg)溶于10mL氯仿-甲醇混合液(體積比2:1),旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(37℃,100rpm)形成均勻脂質(zhì)膜;分別加入博清超純水、蒸餾水5mL,37℃振蕩水化30min,經(jīng)0.45μm濾膜過濾,得到鹽酸阿霉素脂質(zhì)體混懸液,4℃避光儲(chǔ)存。
3、藥劑質(zhì)量評(píng)價(jià)
純度檢測(cè):采用HPLC法,流動(dòng)相為甲醇-0.05mol/L磷酸二氫鉀(體積比30:70,pH=6.0),流速1.0mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)225nm(青霉素G鈉)、480nm(鹽酸阿霉素),進(jìn)樣量20μL,通過峰面積歸一化法計(jì)算藥劑純度;
穩(wěn)定性測(cè)試:分別于制備后0d、7d、15d、30d 取樣,測(cè)定藥劑含量(HPLC法),計(jì)算含量下降率(含量下降率=(初始含量-儲(chǔ)存后含量)/初始含量×100%);
熱原檢測(cè):取制備后0d的青霉素G鈉溶液、鹽酸阿霉素脂質(zhì)體混懸液,按照鱟試劑說明書進(jìn)行熱原檢測(cè),每組平行檢測(cè)3次。
二、結(jié)果與分析
(一)博清超純水機(jī)產(chǎn)水水質(zhì)
博清生物超純水機(jī)連續(xù)72h產(chǎn)水的關(guān)鍵指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。該設(shè)備產(chǎn)水電阻率穩(wěn)定在 18.20~18.25MΩ?cm(25℃),遠(yuǎn)高于GB/T 6682-2008一級(jí)水對(duì)電阻率(≥10MΩ?cm@25℃)的要求,說明其離子去除能力優(yōu)異;TOC含量始終<5ppb,且波動(dòng)范圍僅3~5ppb,表明紫外氧化與EDI模塊可有效控制有機(jī)雜質(zhì);微生物含量<1CFU/mL,熱原檢測(cè)均為陰性,≥0.2μm 微粒<1個(gè)/mL,完全滿足無菌藥劑制備對(duì)微生物、熱原及微粒的嚴(yán)格限制。此外,72h內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)無顯著波動(dòng)(P>0.05),證明該設(shè)備產(chǎn)水穩(wěn)定性良好,可避免因水質(zhì)波動(dòng)導(dǎo)致的藥劑質(zhì)量差異。
(二)超純水對(duì)藥劑純度的影響
兩種模型藥劑的純度檢測(cè)結(jié)果。對(duì)于青霉素G鈉溶液,博清超純水制備樣品的純度為99.8%±0.1%,顯著高于蒸餾水制備樣品(98.5%±0.3%)(P<0.05);鹽酸阿霉素脂質(zhì)體的純度差異更為明顯,超純水組純度達(dá)99.5%±0.2%,蒸餾水組僅97.8%±0.4%。這一結(jié)果可能源于蒸餾水殘留的離子(如Cl?)與鹽酸阿霉素發(fā)生配位反應(yīng),或有機(jī)雜質(zhì)與磷脂形成復(fù)合物,導(dǎo)致藥劑中雜質(zhì)峰面積增加。而博清超純水的深度除鹽與除有機(jī)物能力,可有效減少此類副反應(yīng),提升藥劑純度。
(三)超純水對(duì)藥劑穩(wěn)定性的影響
兩種藥劑在4℃避光儲(chǔ)存30d的含量變化。結(jié)果顯示,博清超純水制備的青霉素G鈉溶液30d后含量下降率僅1.2%,而蒸餾水組為3.5%;鹽酸阿霉素脂質(zhì)體的穩(wěn)定性差異更為顯著,超純水組含量下降率為1.5%,蒸餾水組達(dá)4.2%。分析其原因:一方面,蒸餾水中的微量金屬離子(如Fe3?)可能催化青霉素G鈉的β-內(nèi)酰胺環(huán)水解,加速藥物降解;另一方面,有機(jī)雜質(zhì)可能破壞脂質(zhì)體的雙分子層結(jié)構(gòu),導(dǎo)致鹽酸阿霉素泄漏。博清超純水通過EDI模塊去除金屬離子、紫外氧化降解有機(jī)物,可顯著延緩藥劑降解速率,提升儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
(四)超純水對(duì)藥劑安全性的影響
熱原檢測(cè)結(jié)果顯示,博清超純水制備的青霉素G鈉溶液、鹽酸阿霉素脂質(zhì)體混懸液均為陰性(反應(yīng)時(shí)間>15min),而蒸餾水組有1份青霉素G鈉溶液樣品呈陽(yáng)性(反應(yīng)時(shí)間12.3min)。這是因?yàn)檎麴s水僅通過蒸餾去除部分微生物,無法有效去除熱原(如革蘭氏陰性菌內(nèi)毒素,分子量約10kDa),而博清超純水機(jī)的0.22μm 終端微濾膜可截留熱原,185nm紫外燈可破壞熱原的多糖-脂質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu),雙重保障藥劑無菌無熱原。對(duì)于需靜脈注射的科研級(jí)藥劑,熱原陰性是確保實(shí)驗(yàn)動(dòng)物安全及藥效評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵前提,這也體現(xiàn)了博清超純水機(jī)在無菌藥劑制備中的核心優(yōu)勢(shì)。
三、討論
本研究從水質(zhì)性能與藥劑應(yīng)用兩個(gè)維度,驗(yàn)證了博清生物超純水機(jī)在科研級(jí)藥劑制備中的適用性,其核心優(yōu)勢(shì)可歸納為以下三點(diǎn):
(一)多級(jí)純化工藝保障水質(zhì)精度。該設(shè)備采用“RO+EDI+紫外氧化+終端微濾”的組合工藝:RO膜可去除95%以上的離子和有機(jī)物,為后續(xù)純化奠定基礎(chǔ);EDI模塊通過電場(chǎng)作用實(shí)現(xiàn)離子的深度去除,使電阻率穩(wěn)定在18.25MΩ?cm 級(jí)別;185nm紫外燈不僅能降解TOC(將有機(jī)物氧化為CO?和H?O),還能滅活微生物;0.22μm微濾膜則作為終端屏障,截留微生物和熱原。這種“層層遞進(jìn)”的純化邏輯,確保了產(chǎn)水在離子、有機(jī)物、微生物等多維度均達(dá)到科研級(jí)要求,為藥劑制備提供了“無干擾”的水質(zhì)環(huán)境。
(二)高穩(wěn)定性提升實(shí)驗(yàn)重復(fù)性??蒲袑?shí)驗(yàn)對(duì)結(jié)果重復(fù)性要求極高,而水質(zhì)波動(dòng)是導(dǎo)致藥劑質(zhì)量差異的重要隱性因素。本研究中,博清超純水機(jī)連續(xù)72h產(chǎn)水的電阻率、TOC等指標(biāo)波動(dòng)極小(變異系數(shù)<1%),遠(yuǎn)優(yōu)于蒸餾水(電阻率波動(dòng)范圍5~8 MΩ?cm,TOC波動(dòng)10~20ppb)。穩(wěn)定的水質(zhì)可減少因雜質(zhì)含量變化導(dǎo)致的藥劑純度、穩(wěn)定性差異,有助于提升實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性與重復(fù)性,這對(duì)藥學(xué)研究中的劑量依賴性實(shí)驗(yàn)(如藥效動(dòng)力學(xué)、毒理學(xué)實(shí)驗(yàn))尤為重要。
(三)智能化設(shè)計(jì)適配實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景。博清超純水機(jī)配備實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)屏,可動(dòng)態(tài)顯示電阻率、TOC、水溫等指標(biāo),并具備水質(zhì)超標(biāo)自動(dòng)報(bào)警與停機(jī)功能,避免不合格水進(jìn)入制備流程;其額定產(chǎn)水量10L/h,可滿足實(shí)驗(yàn)室小批量、多批次藥劑制備需求,且占地面積僅0.3m2,適配多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的空間限制。此外,該設(shè)備的預(yù)處理濾芯、RO膜等耗材更換周期長(zhǎng)達(dá)6~12個(gè)月,維護(hù)成本較低,適合長(zhǎng)期科研使用。
需注意的是,本研究?jī)H以兩種典型藥劑為模型,未來可進(jìn)一步拓展至生物制劑(如抗體藥物、疫苗)、中藥提取物等領(lǐng)域,驗(yàn)證博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的超純水機(jī)在更復(fù)雜藥劑體系中的應(yīng)用效果。同時(shí),超純水的儲(chǔ)存與傳輸也需注意污染防控(如使用無菌PE管),才能最大化發(fā)揮超純水機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)。