连载|2025版中国药典0982通则:动态光散射法的合规应用(一)


官泽贵
中国颗粒学会青年理事。曾在香港浸会大学United International College从事教学与科研工作。后在全球领先的跨国分析仪器集团公司从事大客户经理,区域市场经理,Senior产品专家,Senior大客户顾问等工作,具有多年分析仪器行业和实验室领域相关工作经验,致力于为客户提供实验室分析检测解决方案。加入马尔文帕纳科集团后专注于颗粒表征领域,钻研粉体粒度分析检测技术,非常熟悉了解客户的测试需求和仪器应用。在激光粒度分析仪,纳米粒度分析仪、颗粒图像分析仪、在线粒度分析仪等多种粒度分析仪器及其应用领域积累了丰富的经验。
引言:纳米时代的药品质量控制新篇章
在过去的十年中,纳米技术在制药领域的应用呈现快速增长。纳米药物递送系统,如脂质体、聚合物胶束、纳米晶、脂肪乳和病毒样颗粒等,因其能够提高药物溶解度、靶向性、生物利用度并降低毒副作用而备受青睐。然而,这些复杂制剂的粒径、粒度分布和表面电荷(Zeta电位)是决定其体内行为、药代动力学、药效乃至安全性的关键质量属性(Critical Quality Attributes, CQAs)。
例如,对于静脉注射的乳剂,异常增大的脂肪滴可能导致血管栓塞,构成严重的临床风险。因此,对亚微米至纳米级别的颗粒进行精确、可靠的表征,成为药品质量控制不可或缺的一环。在2025年版《中国药典》颁布之前,药典通则0982《粒度和粒度分布测定法》主要收载的是激光衍射法,该方法对于微米级颗粒的测量非常成熟,但对于亚微米及纳米颗粒的解析能力有限。
为了填补这一空白,并与美国药典(USP)、欧洲药典(EP)等国际主流药典协调一致,国家药典委员会在2025年版《中国药典》的编制过程中,决定增订动态光散射法(DLS)。这一举措的背后,是基于对丙泊酚等乳状注射液、脂质体/脂质纳米颗粒等复杂注射制剂等品种进行有效质量控制的迫切需求。经过2023年12月的草案公示和后续的意见征集与修订,这项技术最终被正式纳入了2025年版《中国药典》第四部通则0982中,为我国纳米药物和复杂注射剂的监管科学体系奠定了坚实的基础。
Zeta电位作为表征颗粒表面电荷的物理量,是预测纳米乳、脂质体、蛋白质溶液等分散体系稳定性的关键指标,直接影响制剂的长期稳定性。虽然2025版药典0982通则未直接收载电泳光散射法(ELS)作为独立方法,但通过分散体系稳定性以及药用辅料理化性质的间接引用,Zeta电位检测是制剂稳定性评估的重要参数。电泳光散射法作为测定Zeta电位的常规手段,与动态光散射技术紧密结合,它通常被视为粒度表征的配套关键属性,采用纳米粒度和电位分析仪可实现一机双功能检测,在实际的药品研发和生产质控中已经广泛应用。
DLS和ELS的技术原理和仪器要求
OMEC
DLS的技术原理
动态光散射技术DLS,作为通则0982新增的“第三法",其核心是为亚微米和纳米级别的颗粒提供一种快速、非侵入性的粒度表征手段。
DLS技术的增订背景与目的
增订DLS法的主要目的在于满足对小粒径颗粒体系,特别是1纳米至数百纳米范围内颗粒粒度的精确控制需求。传统激光衍射法在该尺寸范围内的灵敏度和分辨率不足,而DLS技术恰好弥补了这一短板。此举不仅是为了提升对现有品种(如脂肪乳、丙泊酚乳剂)的质量控制水平,更是为未来更多新型纳米制剂的研发和审评提供法定依据,确保了药品质量标准与技术的同步发展。
DLS技术基本原理
DLS技术它并非直接测量颗粒的物理尺寸,而是测量其在悬浮液中的布朗运动速率。其核心物理学基础是:

ELS的技术原理
电泳光散射技术ELS,作为测定Zeta电位的最常用方法,将电泳与动态光散射系统相结合。

仪器要求
2025版药典并未指定仪器品牌或型号,但通过上述技术原理分析和检测品种对仪器性能的要求,一个典型的DLS仪器系统需满足以下要求:
ELS测定Zeta电位的仪器通常与DLS集成在同一台设备上,只需增加电泳所需组件及拍频参考光路。
DLS和ELS技术在药典中的应用
OMEC
将动态光散射DLS纳入药典通则的目的,是在具体药品的各论中加以应用。粒度和zeta电位在实际研究工作和生产质量检测中主要有以下应用领域。
脂肪乳注射液与丙泊酚乳状注射液
这是DLS技术在药典中收录应用的最典型、最直接的范例。
粒度控制
这类静脉注射乳剂的粒径是其安全性的最关键指标。脂肪乳滴的平均粒径通常要求在500 nm以下,且必须严格控制大颗粒(如>5μm)的数量。传统光阻法用于检测大颗粒数量。DLS法用于表征主体颗粒群(通常在100-400 nm范围)的平均粒径(Z-Average)和分布宽度(PDI)。通过监测Z-Average和PDI在药品有效期内的变化,可以评估乳剂的物理稳定性,防止出现脂肪滴的聚集和长大。
Zeta电位(ELS)
药典虽然没有明确规定Zeta电位值的限度,但是脂肪乳滴表面通常带有负电荷(由磷脂等乳化剂提供),形成静电排斥,防止乳滴聚并,Zeta电位是这种排斥力的直接量度,可用以评估产品在储存和运输过程中的稳定性。电解质的加入会屏蔽表面电荷,常导致Zeta电位绝对值降低,此时Zeta电位测量对于评估配方与不同输液的相容性也非常重要。
脂质体、纳米粒等新型纳米药物递送系统
对于脂质体、聚合物胶束、蛋白纳米粒(蛋白质类、抗体类)等复杂的纳米生物制剂,DLS和ELS的应用更为深入。
粒度与均一性直接影响纳米药物的性能
体内循环时间:过小的颗粒可能被肾脏快速清除,过大的颗粒则容易被单核-巨噬细胞系统(MPS)捕获。
靶向效率:通过增强渗透和滞留效应(EPR效应)实现肿瘤靶向的纳米粒,其粒径通常需要控制在特定范围(如50-200 nm)。
药物释放:粒径影响药物的包封率和释放速率。
在疫苗类生物制品的检测中,病毒颗粒、抗原颗粒的粒径分布是关键的质量指标,粒径直接影响免疫原性和安全性。在mRNA疫苗研发中,DLS分析脂质纳米颗粒(LNP)的粒径均一性,直接影响包封率与体内递送效率。要求LNP的粒径均一性(Rh≤100 nm),确保疫苗的临床效果。
在病毒载体表征,针对腺相关病毒(AAV)、慢病毒等基因治疗载体,DLS可测定病毒滴度、空实壳比例与粒度的关联性,评估纯化工艺效果,确保基因药物的有效性。
免疫原性和安全性:在单克隆抗体药物的质量控制中,需要检测抗体聚集体的形成。抗体聚集体的存在可能影响药物的疗效和安全性,需要严格控制。通过DLS监测不同pH值、离子强度、温度条件下的粒径变化,早期发现聚集风险,辅助处方筛选与工艺优化。其高灵敏度检测可反映微小的构象或多聚体的变化,对保证生物大分子药物的批次一致性至关重要。
DLS技术测定的粒径Z-Average和PDI是控制这些性能的常规放行检测项目。
表面电荷与稳定性
zeta 电位是评价纳米药物稳定性的核心指标之一,不同类型的纳米药物对 zeta 电位有不同的要求:制剂静电稳定体系一般要求 |ζ|≥30mV,例如阳离子脂质体的 zeta 电位通常为 + 35mV;制剂空间稳定体系则一般要求 |ζ|≤10mV 且 PEG 密度≥5%,例如 PLGA-PEG 纳米粒的 zeta 电位为 + 8mV。这种差异化的要求反映了不同稳定机制对表面电荷的不同需求。
胶体药物,特别是乳剂和混悬剂,其稳定性很大程度上取决于颗粒间的静电相互作用。zeta电位可用于处方优化、稳定性监测、工艺验证等。例如通过测定不同处方条件下的 zeta 电位,可以筛选出最佳的表面活性剂种类和浓度,优化药物的分散体系。在药物的加速试验和长期稳定性试验中,通过定期测定 zeta 电位,可以及时发现药物体系的稳定性变化。
zeta电位不仅关系到制剂的物理稳定性,还影响其它特性:
生物相容性:表面电荷影响蛋白冠的形成,进而影响细胞摄取和免疫原性。例如,聚乙二醇(PEG)修饰可以使zeta电位趋近于零,形成“隐形"效果,延长体内循环。
细胞相互作用:带正电的纳米粒更容易与带负电的细胞膜相互作用,有利于细胞摄取,但这也可能带来更高的细胞毒性。
因此,zeta电位是评价纳米制剂稳定性、安全性和功能性的重要参数。ELS技术可以准确测定zeta电位并且和DLS技术实现同步测量。
原料药与辅料的质量控制
DLS还可用于测定某些难溶性原料药(如制成纳米晶)或功能性辅料(如纳米级二氧化硅)的粒度分布,确保其功能性(如溶解速率)和工艺性能的一致性。
……
下期内容预告:
随着新版药典的实施,对相关检测仪器也有了新的要求。现代纳米粒度与Zeta电位分析仪需要从硬件、软件和方法学支持三个层面来满足药典的规定。
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