激光散射法测定左旋多巴的粒度分布

寻明金，郭辉，冯中*，张贵民*，滕梦茹，李文芳，姜修婷，崔庆艳（1.鲁南制药集团股份有限公司，国家手性制药工程技术研究中心，山东 临沂 276000；2.山东新时代药业有限公司，山东省药物国际化工程实验室，山东 临沂 273400）

左旋多巴（levodopa）是治疗帕金森病和帕金森综合征的主要药物，在体内经血液循环进入脑内后，脱羧形成多巴胺后发挥治疗作用。当前主要剂型是片剂。关于左旋多巴制剂的处方工艺研究发现其原料药占比大（约57%），粒径的大小会对制剂过程中中间产品的混合均匀度（BU）造成影响，粒径偏大，原料药易流动，造成原料药分布不均；粒径偏小，容易堆积在混合器底部，造成分层，两者均可造成混合均匀度不合格，对制剂产品溶出和含量的均一性影响较大，因此左旋多巴原料药的粒度控制至关重要。

目前常用于原料药的粒度检测的方法有激光散射法、电子显微镜法及筛分法等，而激光散射法是较为高效准确的方法，原理为米氏理论，测试范围可以从微米级覆盖到毫米级，并且可以清晰显示粒度范围的分布等优点，广泛用于原料药的粒度检测。查阅文献资料，尚无对左旋多巴原料药粒度分布检测方法研究及验证相关的报道，本研究拟采用马尔文粒度分析仪，建立检测左旋多巴原料药粒度分布的方法，为原料药的质量控制及相关固体制剂的制备提供参考。

1 仪器与试药

1.1 仪器

马尔文（Malvern Mastersizer）3000 激光粒度分析仪、Aero S 型干法进样器（英国马尔文公司）；XS205DU 型电子分析天平（梅特勒托利多国际贸易有限公司）。

1.2 试药

左旋多巴原料药（批号：1906013、1910306、2008256，纯度：98.9%，山东新华制药股份有限公司）。

2 方法与结果

2.1 测定方法的选择[7]

左旋多巴原料药可溶于水，外观为类白色或白色结晶性粉末。湿法测定需要合适的分散介质，干法测定适合水溶性的固态样品，且操作简单易行，因此本研究优先尝试采用干法（Malvern AERO S 型干法进样器）测定左旋多巴原料药粒度。

2.1.1 折射率的考察 分别选择不同折射率（1.40 ～1.60）检测左旋多巴原料的粒径，不同折射率的测定结果见表1。

表1 折射率对粒度测定的影响( ＝6)
Tab 1 Effect of refractive indice on the determination of particle size ＝6)

折射率d（0.1）/μmd（0.5）/μmd（0.9）/μm加权残差/%1.4023.170.5115.00.94 1.5225.684.8177.00.58 1.6024.588.1192.00.97

折射率在1.40 ～1.60 时，检测粒度分布具有较好的重现性。当折射率为1.52 时，样品的加权残差值最小，故折射率优先选定为1.52。

2.1.2 漏斗池高度的考察 分别选择不同漏斗池高度（0.5 ～2.0 mm）检测左旋多巴原料的粒径，检测结果见表2。

表2 干法样品漏斗池高度对粒度测量的影响( ＝6)
Tab 2 Effect of funnel pool height on the determination of particle size ( ＝6)

高度/mm加权残差/%0.523.52.1865.31.43195.04.862.56 1.222.61.1275.40.35162.00.650.71 1.521.31.7970.31.26158.02.121.52 2.025.13.2069.42.36157.01.371.25 d（0.1）/μm RSD/%d（0.5）/μm RSD/%d（0.9）/μm RSD/%

漏斗池高度对结果有较大影响，高度过低样品分散不均匀，粒径结果和

RSD

均偏大；但是高度过大会造成下料速度过缓。当漏斗池高度为1.2 mm 时，测定结果最优。

2.1.3 遮光度的考察 分别选择不同遮光度（0.5%～6.0%）检测左旋多巴原料的粒径，具体检测结果见表3。

表3 遮光度对粒度测量的影响( ＝6)
Tab 3 Effect of shading on the determination of particle size (＝6)

遮光度/%加权残差/%0.522.61 1.021.62 2.022.60.6975.52.40161.0 4.593.66.7175.83.27162.0 2.433.51.5177.70.32154.01.470.23 3.021.50.7775.70.37162.0 1.400.22 4.021.80.6875.80.23162.0 1.570.26 5.021.33.1875.82.96165.02.783.16 6.022.65.5276.21.65177.0 3.463.56 d（0.1）/μm RSD/%d（0.5）/μm RSD/%d（0.9）/μm RSD/%

遮光度对结果有较大影响，遮光度低，结果的

RSD

值较大；遮光度高会影响结果的准确性。当遮光度在2.0%～4.0%时，粒径检测的

RSD

值小、加权残差值小，因此将遮光率定为2.0%～4.0%。

2.1.4 分散气体压力的考察 分别选择分散气体压力（0.2 ～1.0 bar）检测左旋多巴原料的粒径，结果见表4。

表4 分散气体压力对粒度测量的影响( ＝6)
Tab 4 Effect of disperse gas pressure on the determination of particle size ( ＝6)

压力/bar加权残差/%0.221.10.9470.10.41233.0 5.276.25 0.623.94.4172.22.59186.0 1.301.16 1.025.74.6369.32.11150.04.803.24 d（0.1）/μm RSD/%d（0.5）/μm RSD/%d（0.9）/μm RSD/%

分散气体压力对结果有较大影响，压力低颗粒容易团聚，造成结果偏大；压力高可能造成颗粒的破坏，检测结果偏低。当分散气体压力为0.6 bar 时，粒径结果的

RSD

值和加权残差值均较小，因此选择分散气体压力为0.6 bar。

2.1.5 进样速度的考察 选择不同进样速度（40%～60%）进行检测，具体检测结果见表5。

表5 进样速度对粒度测定的影响( ＝6)
Tab 5 Effect of injection rate on the determination of particle size ( ＝6)

速度/%加权残差/%4021.82.1675.52.15177.02.232.54 5021.40.7875.80.18162.0 0.960.26 6021.81.7176.20.95163.0 1.491.78 d（0.1）/μm RSD/%d（0.5）/μm RSD/%d（0.9）/μm RSD/%

进样速度对结果影响较小，当进样速度为50%时，检测数据重现性较好，加权残差值和

RSD

值最小，故选择进样速度为50%。

2.1.6 测量时间的考察 选择不同测量时间（10 ～20 s）进行检测，每一测量时间重复测定6次，结果见表6。

表6 测量时间对粒度测定的影响( ＝6)
Tab 6 Effect of measurement time on the determination of particle size ( ＝6)

测量时间/s加权残差/%1022.42.2465.54.56148.0 8.432.65 1521.81.0176.20.25163.0 1.030.29 2021.61.0275.82.83162.0 5.082.45 d（0.1）/μm RSD/%d（0.5）/μm RSD/%d（0.9）/μm RSD/%

测量时间对结果有较大影响，测量时间过短，样品测量不完全，检测到粒径数据较小，

RSD

偏大。当样品测量时间为15 s 时，检测结果最优。

2.2 测定方法的确定

左旋多巴原料药激光散射法干法检测确定仪器参数为折射率1.52，漏斗池高度1.2 mm，遮光度2.0%～4.0%，分散气体压力0.6 bar，进样速度50%，测量时间15 s。

2.3 方法学验证

2.3.1 耐用性考察 选择0.5 ～1.0 g 的样本量，测定粒度分布，结果见表7，其粒度分布结果相似，

RSD

＜2%。表明本方法在样品量0.5 ～1.0 g 内具有稳健性。

表7 样本加入量对粒度测定的影响( ＝6)
Tab 7 Effect of sample addition amount on the determination of particle size ( ＝6)

样本加入量/gd（0.1）/μmd（0.5）/μmd（0.9）/μm 0.521.475.3161.0 0.821.675.6165.0 1.023.677.6165.0

2.3.2 重复性试验 取左旋多巴原料适量，按“2.2”项下的方法进行重复性试验检测，

d

的平均值为22.8 μm，

RSD

为0.060%；

d

的平均值为77.3 μm，

RSD

为0.010%；

d

的平均值为163.8 μm，

RSD

为0.050%。2.3.3 中间精密度试验 取左旋多巴原料适量，分别由两名实验员按“2.2”项下方法进行测定，结果

d

的平均值为22.9 μm，

RSD

为0.070%；

d

的平均值为74.9 μm，

RSD

为0.040%；

d

的平均值为161.2 μm，

RSD

为0.020%。2.3.4 不同批次供试品的粒度测定 取3 批左旋多巴原料，按“2.2”项下方法测定，分别测量6次，结果见表8，其中原料1906013 图谱见图1。由结果可知，3 批样品6 次测量结果的

RSD

值小于2%，表明测量结果重现性好，准确度高。

表8 3 批左旋多巴原料粒度测定结果( ＝6)
Tab 8 Particle size of 3 batches of levodopa ( ＝6)

批号d（0.1）/μm RSD/% d（0.5）/μm RSD/% d（0.9）/μm RSD/%190601321.40.8975.50.311611.48 191030621.60.6475.80.351621.21 200825621.80.8576.20.261631.33

图1 左旋多巴的马尔文图谱Fig 1 Malvern atlas of levodopa

2.4 激光散射法与扫描电镜对比

采用扫描电镜测定左旋多巴原料的粒径，结果见图2，由图可知，左旋多巴的平均粒径为120 ～180 μm，采用激光粒度分析仪的检测数据基本与电镜扫描数据相吻合。

图2 左旋多巴的扫描电镜照片Fig 2 SEM picture of levodopa

2.5 卡左双多巴缓释片体外溶出测定

取3 批左旋多巴原料按照处方比例制备卡左双多巴缓释片，分别采用0.1 mol·LHCl 作为溶出介质，体积900 mL，转速50 r·min，桨法，不同时间取样测溶出度。结果见图3。

图3 左旋多巴的溶出曲线Fig 3 Dissolution curve of levodopa

根据USP 要求，左旋多巴4 h 的溶出应≥80%。由图3 可以看出，卡左双多巴缓释片中左旋多巴的溶出符合USP 规定。使用3 批原料制备的卡左双多巴缓释片溶出相似，说明此粒径满足卡左双多巴缓释片的要求。同时采用马尔文粒度分析仪检测粒径结果可靠，重现性好。

3 讨论

左旋多巴片剂在治疗帕金森病方面有较好的疗效，其中左旋多巴原料在片剂中的占比高达50%以上，左旋多巴的粒径对片剂的混合均匀度影响较大，进而影响溶出结果，因此左旋多巴的粒径对片剂的质量尤为重要。

目前测定粒径的方法主要有激光散射法、电镜扫描法、筛分法。其中激光散射法测定粒径的操作简单，精密度高，重现性好，测量范围宽，目前已广泛的应用到原料药的粒度检测。传统的电镜扫描法虽然结果直观，不需要摸索参数，但是需要的样本量较大，测得的粒径尺寸误差较大。筛分法虽操作简单，但是只能根据不同筛网目数的截留重量进行计算，批间差异较大，因此本试验优先选用激光散射法。

经查阅文献资料，马尔文激光散射法测定粒径时常用湿法，需采用吐温80 等分散剂辅助溶解，操作较为烦琐。本试验优先选用干法测定，配备Aero S 型干法进样器测量左旋多巴原料药的粒径，对仪器参数进行优化，确定使用仪器测定左旋多巴粒径分布的最优参数。最终选定遮光度设为2.0%～4.0%，分散气体的压力设为0.6 bar、样品测量的时间设为15 s。使用该方法检测左旋多巴原料的粒径，3 批粒径分布结果的

RSD

值小于2.0%，表明采用优化参数进行测定，粒径结果稳定，将其制成卡左双多巴缓释片后，溶出结果稳定，批间差异较小。本研究为左旋多巴的粒径检测确定了方法，为左旋多巴制剂开发提供了依据。