激光粒度儀在實驗中的重要性

    粉體分散在空氣流或液體介質(zhì)中，激光束照射在分散的粉體上，發(fā)生衍射和散射，從而產(chǎn)生光強的空間分布變化，光信號被光電探測器器接收并轉(zhuǎn)化為電信號。激光粒度儀接收到的散射光是許多顆粒的散射光的集合。很顯然，如果我們知道粒徑分布，可以很容易得出其散射光的結(jié)果，但是從散射光集合出發(fā)得出粒徑分布，則有多種可能。計算機采用“數(shù)學(xué)反演”的方式擬合出與實測光強最為接近的粒徑分布情況，而這種擬合總是可能與實測的散射光信號存在差異，因此解讀數(shù)據(jù)質(zhì)量則是這種測定方式的重要工作，同時需要優(yōu)化調(diào)整儀器參數(shù)，使得測量者更接近于真實值。目前最為常見的激光粒度儀是MalvernMastersizer，其測得的粒徑一般為體積分布。其測量方式有干法和濕法兩種模式，即粉體分散在空氣流或液體中，其測定下限通常為200nm和20nm。

 

    在激光粒度儀的報告中，常常采用以下值對粒徑結(jié)果進行描述：

 

    激光粒度儀也存在一定的缺點。首先從樣品量來講，所需的樣品量一般少于1g，這是其測試的優(yōu)勢，但在在實踐中，API的量可能達到公斤級別，如何取樣，才能使如此小的量代表整個批量的真實分布情況，這是一個值得思考的問題。

 

    在實踐中，可以借鑒混合過程中旋轉(zhuǎn)取樣和特殊的取樣器，可能可以減小取樣帶來的誤差。但是隨著API的粒徑減小，流動性進一步減小，大批量粉體本身的均勻度就很差，取樣帶來的差異可能難以避免。

 

    其次，激光散射法測量粒徑，一般需要設(shè)置粉體的折射率、吸收率的參數(shù)，這些參數(shù)的設(shè)置極大地影響粒徑測定結(jié)果的可靠性。但是獲取粉體樣品的折射率等參數(shù)往往并不容易，若所測得粉體是混合物，那么情況會更為復(fù)雜。在實踐中，測量API粒徑時，并沒有提供準確的參數(shù)。更通常的做法是根據(jù)測試者的經(jīng)驗，設(shè)定通用參數(shù)。判斷在這些參數(shù)下的數(shù)據(jù)結(jié)果是否接近真實情況，則是較大的挑戰(zhàn)。

 

    因此，一個擁有豐富測試經(jīng)驗和較強的數(shù)據(jù)解讀能力的分析人員似乎會有很大的幫助。此外，從其測試方法的角度講，測試結(jié)果的粒徑分布是從散射的綜合結(jié)果“數(shù)學(xué)反演”得到的，其結(jié)果明確指向球形顆粒的粒徑，而大多數(shù)情況下，API的并非如此。最后，需要關(guān)注激光粒度儀測量本身的平行性問題。通常認為采用激光粒度儀的測量具有很好的重復(fù)性，但這種重復(fù)性體現(xiàn)在具體測量數(shù)值上，可能產(chǎn)生多大的偏差呢？

 

    由于儀器的性能不同，所測粉體的性質(zhì)不同，兩次平行測量中可能產(chǎn)生的誤差可能不同。確定可接受的平行測定誤差，是方法學(xué)驗證中內(nèi)容，即通過對同一均勻粉體多次測量，根據(jù)結(jié)果來確定偏差限度。但實際測量過程中，特別是在研究的前期，很少能夠完成方法學(xué)驗證。中國藥典在介紹光散射法的儀器一般要求時，詳細述采用“標準粒子”評價儀器的結(jié)果的接受指標。其中指出，Dv（50）平行測定的RSD不得超過3%，Dv（90）和Dv（10）的平行測定RSD不得超過5%；而對于粒徑小于10μm的粒子，Dv（50）平行測定的RSD不得超過6%，Dv（90）和Dv（10）的平行測定RSD不得超過10%。筆者認為這可以作為測量平行性的最嚴標準，對于實際測量樣品還可適當放寬。