粉末堆密度测试,不知道选第几法?

2023-12-22 14:00:56, 仪器事业部 月旭科技(上海)股份有限公司


(图片来源:包图网)

对于从事固体制剂生产、检测的同学来说,粉末堆密度的检测并不会陌生。

2020版《中国药典》粉末堆密度检测三种方法

第一法:通过测量过筛后一定质量的粉末样品在量筒中的体积来确定。

第二法:使用专用的体积计进行测定。

第三法:通过测定过筛后充满具有一定容积容器的粉末样品的质量。

说到这里有同学会问,如果我们的样品没有规定要用第几法检测,那我们应该怎么选择?不同的方法测出的结果会不会不一样?

(图片来源:baotu)

好的,小编这就带您了解下《中国药典》堆密度第一法和第二法的区别,由于第三法原理和第二法相似,只是没有采用第二法的装置,故本次不做比较。

先了解下我们对比试验需要用到的工具:

本次试验用到的工具主要有天平、量筒和堆密度仪这三种,具体用品和数量不限于以上三种,其他一些辅助工具,比如漏斗、称量纸、刮片等这里就不一一列举。接下来就开始我们今天的检测之旅吧。

(图片来源:baotu)

01

《中国药典》堆密度第一法

在开始测试之前,我们先了解下药典对堆密度第一法是如何描述的:

从上图可以看出,堆密度第一法并没有明确规定样品倾倒需要用什么工具,以多少高度、什么角度倾倒、怎样刮平都没有规定,只是对用于量取体积的量筒刻度有规定。

因此受操作人员、操作方法的影响,检测结果会有明显的差异。

堆密度第一法检测数据


样品

序号

称量

g

表观

体积

堆密度

g/mL

RSD

平均值

g/mL

Sample 1

1#

72.1

249.0

0.290

0.87

0.290

2#

71.6

244.0

0.293

3#

71.9

250.0

0.288

Sample 2

1#

73.0

248.0

0.294

0.79

0.293

2#

70.5

240.0

0.294

3#

72.4

250.0

0.290

Sample 3

1#

74.7

224.2

0.333

1.86

0.328

2#

72.4

225.8

0.321

3#

75.7

230.0

0.329

Sample 4

1#

83.1

249.0

0.334

1.53

0.329

2#

81.1

250.0

0.324 

3#

80.6

246.0

0.328

Sample 5

1#

99.0

239.4

0.414

1.98

0.410

2#

92.4

230.2

0.401

3#

98.2

236.0

0.416

Sample 6

1#

98.8

174.0

0.568

1.08

0.561

2#

102.7

184.0

0.558

3#

100.2

180.0

0.557

Sample 7

1#

101.9

160.2

0.636

1.06

0.628

2#

99.8

160.0

0.624

3#

100.0

160.0

0.625

从每个样品三组数据的平行性(RSD)上看,印证了前面说的第一法的不确定因素太多,从而导致采用该法的数据平行性并不是很高。但是此法对于装置要求低(一个符合要求的量筒和天平即可),操作简单,所以对数据没有太高要求、预算不足的同学来说是比较好的选择。

02

《中国药典》堆密度第二法

第二法相对第一法要详细很多,方法不仅提供了详细的装置图,而且还规定了两种接收杯的详细尺寸。

堆密度第二法检测数据


样品

序号

称量

g

体积

mL

堆密度

g/mL

RSD

平均值

g/mL

Sample 1

1#

7.3493

25.00

0.294

0.34

0.293

2#

7.3297

0.293

3#

7.2921

0.292

Sample 2

1#

7.4163

0.297

0.52

0.295

2#

7.3821

0.295

3#

7.3464

0.294

Sample 3

1#

8.3454

0.334

0.30

0.333

2#

8.3032

0.332

3#

8.3149

0.333

Sample 4

1#

8.4083

0.336

0.17

0.335

2#

8.3667

0.335 

3#

8.3702

0.335

Sample 5

1#

10.2897

0.412

0.24

0.411

2#

10.2431

0.410

3#

10.2740

0.411

Sample 6

1#

13.9020

0.556

0.18

0.555

2#

13.8604

0.554

3#

13.8637

0.555

Sample 7

1#

15.5004

0.635

0.16

0.620

2#

15.4724

0.624

3#

15.5342

0.625

从每个样品三组数据的平行性(RSD)上看,第二法的数据平行性比第一法好很多,这得益于有一个标准化的倾倒装置来辅助操作,并且定量的接收杯对于体积的控制也十分简单和准确。

03

《中国药典》堆密度第一法和第二法对比

样品

第一法

第二法

Sample 1

0.290

0.293

Sample 2

0.293

0.295

Sample 3

0.328

0.333

Sample 4

0.329

0.335

Sample 5

0.410

0.411

Sample 6

0.561

0.555

Sample 7

0.628

0.620

首先,从结果上看,同一个样品用第一法和第二法测得的结果都比较接近,说明无论选择哪种方法,都可以正确的反应出该样品的堆密度。

客户在方法选择上,如果标准中没有明确规定用什么方法,可随意选择。我们在实验室中测试月旭SPE各品种填料的堆密度,采用两种方法的对比数据,也同样证实了两种方法测得的堆密度结果基本一致。

其次,当测试堆密度小于0.411g/mL的样品时,第一法测得结果要比第二法低;而当样品堆密度大于0.411g/mL时,第一法的结果要比第二法高。

其中可能的原因有:

a、当粉末样品比较松散时候(堆密度较小),容器壁对样品的吸附和样品粉体内部的剪切力就无法忽视,这两个力会导致量筒内部样品不容易顺利下流甚至形成空鼓,如此就造成了第一法测得的体积要比实际体积大,从而获得偏小的结果。

b、当粉末样品比较紧密(堆密度较高),容器壁的吸附力和粉末之间的作用力基本可以忽略,但是由于第一法用的容器是量筒,高度较高,流动性好的样品在倾倒过程中容易对底部的样品造成反复冲击,最终形成下紧上松的状态,这就让量筒上读取的体积要比实际体积小,从而获得偏大的结果。


最后,小编补充几句:

第一法优点:测量工具简单,易上手,易维护;缺点受人为操作的影响较大,表观体积读取较难(需要刮平),数据的平行性不好,单次检测对样品量的需求较大。

第二法优点:有专门的装置来排除人为因素影响,数据平行性较好,对堆密度十分接近的样品也有很好的分辨率,检测结果准确,单次检测对样品量要求较小;缺点:维护较第一法稍显繁琐。

好了,今天的分享就到这里,希望能给各位同学选择堆密度方法做一个参考。

作者:于睿

排版:赵林

审核:赵桂芝

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