馬秋冉，于曉輝，王 雷，楊 星，顧進(jìn)華

(中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京 100081)

相對密度又稱比重，是指在相同的溫度、壓力條件下，某物質(zhì)的密度與水的密度之比。組成固定的獸藥具有一定的相對密度，當(dāng)其組分改變時，相對密度也會隨之改變[1]。因此，相對密度能夠直接反應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量。相對密度測定法具有操作簡便、快速的優(yōu)點，在獸藥研發(fā)和生產(chǎn)過程中常作為重要質(zhì)控方法[2-3]。目前，日常檢驗中，國內(nèi)產(chǎn)品均采用《中國獸藥典》[4]收載的方法測定相對密度，進(jìn)口產(chǎn)品時有采用已收載于《美國藥典》[5]或《歐洲藥典》[6]，但還未收載于《中國獸藥典》的其他方法，檢驗人員需對新方法涉及的儀器原理、操作方法、注意事項等進(jìn)行學(xué)習(xí)，給檢驗人員提出了新的挑戰(zhàn)。為進(jìn)一步做好《中國獸藥典》附錄相對密度測定法的修訂，幫助檢驗人員快速掌握新方法，總結(jié)歸納了《中國獸藥典》2020年版、《中國藥典》2020年版、《美國藥典》2022年版，《歐洲藥典》10.0版中相對密度測定法的收載情況(表1)，旨為中國獸藥典相對密度測定法引入新方法和新技術(shù)提供參考。

1 各國藥典相對密度測定法概況

1.1 中國藥典 《中國藥典》自1953年版開始收錄比重測定法，當(dāng)時只有比重瓶法。自1963年起引入韋氏比重秤法。為與國際藥典協(xié)調(diào)統(tǒng)一，1985年起更名為相對密度測定法，并且規(guī)定對于煎膏類黏度較大的供試品，可以將稀釋后的樣品采用比重瓶法測定稀釋液相對密度作為樣品相對密度，但該方法所得結(jié)果實際為稀釋劑的相對密度，并不科學(xué)。為解決這個問題，《中國藥典》1995年版開始在測定稀釋液相對密度基礎(chǔ)上，通過公式計算出樣品相對密度，但有文獻(xiàn)[7]指出該計算公式存在系統(tǒng)誤差。因此，2020年版在原有的比重瓶法、韋氏比重秤法基礎(chǔ)上，新增更適合測定黏稠樣品的振蕩型密度計法。

1.2 中國獸藥典 《中國獸藥典》自第一版(1990年版)起就收載了相對密度測定法，包括比重瓶法和韋氏比重秤法。隨著版本的更新，雖未新增其他方法，但對比重法和韋氏比重秤法的描述逐漸完善和細(xì)致。2020年版在方法原理、儀器組成、操作步驟、注意事項等方面都有詳細(xì)描述，更好的發(fā)揮了藥典規(guī)范操作的指導(dǎo)作用。

1.3 美國藥典 《美國藥典》2022年版收載了比重瓶法和振蕩型密度計法，并規(guī)定應(yīng)在25 ℃測定。藥典指出，當(dāng)采用比重瓶法測定相對密度時，若樣品在25 ℃為固體時，可先在專論項下規(guī)定的溫度下將樣品熔化后測定重量，再與25 ℃時水的重量進(jìn)行比較，最終計算得到相對密度。振蕩型密度計法中介紹了操作步驟，包括校準(zhǔn)和測量，并說明當(dāng)采用不能直接讀數(shù)的振蕩型密度計時，可根據(jù)公式計算結(jié)果。

1.4 歐洲藥典 《歐洲藥典》10.0版收載了四種測定方法，分別為比重瓶法、韋氏比重秤法、振蕩型密度計法和比重計法，其中比重計法為歐洲藥典特有測定法。在振蕩型密度計法下，明確指出除用于測定液體相對密度外，還可用于氣體，并且列舉了可能影響振蕩型密度計測定結(jié)果準(zhǔn)確性的因素，例如U型振蕩管溫度、密度非線性變化、共振效應(yīng)、液體黏度過高等，為分析人員提供參考。

表1 四部藥典相對密度測定法對比表Tab 1 Comparison table of relative density determination methods in different pharmacopoeia

2 相對密度測定法簡介

2.1 比重瓶法 比重瓶法是通過測定相同溫度、壓力條件下，樣品重量與水的重量之比，計算樣品相對密度。比重瓶常用規(guī)格有5、10、25、50 mL或附溫度計的比重瓶。采用比重瓶法測定樣品時，應(yīng)確保比重瓶潔凈、干燥，操作順序應(yīng)按先稱量空比重瓶重，再裝樣品稱重，最后裝水稱重的順序。在樣品和水裝瓶時，應(yīng)小心沿壁加入，避免產(chǎn)生氣泡，如有氣泡，應(yīng)放置待氣泡消失后再進(jìn)行稱重?，F(xiàn)四部藥典均已收載比重瓶法，該方法適用劑型較廣，包括注射劑、內(nèi)服溶液劑、乳房注入劑等[8]，可作為多個產(chǎn)品的質(zhì)控方式[9-10]，但當(dāng)樣品為浸膏劑、甘油等黏稠液體，裝瓶時易產(chǎn)生氣泡，且氣泡很難消除，因此比重瓶法在一定程度上不適用于黏度大的樣品[11]。

2.2 韋氏比重秤法 韋氏比重秤法是根據(jù)一定體積的物質(zhì)(比重秤的玻璃錘)，在不同液體中所受的浮力與該液體的密度成正比的原理測定液體相對密度。與比重瓶法相比，韋氏比重秤法更適合測定易揮發(fā)性液體的相對密度。韋氏比重秤由玻璃錘、橫梁、支柱、砝碼與玻璃筒等五部分組成。根據(jù)玻璃錘體積大小，分為20 ℃時相對密度為1和4 ℃時相對密度為1的韋氏比重秤。在測定過程中，應(yīng)按照儀器調(diào)整、用水校準(zhǔn)和樣品測定的順序進(jìn)行。儀器應(yīng)安裝在固定平放的操作臺面上，避免受熱、冷、氣流及震動的影響。玻璃圓筒應(yīng)潔凈，在裝水及樣品時高度應(yīng)一致，玻璃錘應(yīng)全部浸入液體內(nèi)并且兩次沉入液面的深度一致。韋氏比重秤法操作繁瑣，影響因素多，且樣品用量較大，除特殊情況外，使用機(jī)會較小。

2.3 振蕩型密度測定法 振蕩型密度計，又名U型管振蕩法，是測定液體密度的一種方法，由奧地利Hans Stabinger和Hans leopold兩位博士發(fā)明。振蕩型密度計通常由U型振蕩管(一般為玻璃材質(zhì))、電磁激發(fā)系統(tǒng)、頻率計數(shù)器和溫控系統(tǒng)組成。其原理為樣品被填充至U型管樣品池，U型管通過電子激發(fā)，以一定頻率進(jìn)行振蕩，其振蕩頻率取決于U型管中填充液體的密度，通過測定標(biāo)準(zhǔn)水和空氣的密度值校正儀器的測定常數(shù)后，即可精確的測定樣品的密度值。

目前，除《中國獸藥典》外其他三部藥典均已收載振蕩型密度計法。近年來，該方法已在國內(nèi)其他多個行業(yè)應(yīng)用，技術(shù)成熟，例如化工行業(yè)[12]、石油行業(yè)[13]、食品行業(yè)[14]及醫(yī)藥行業(yè)[15]，并已有多個國家標(biāo)準(zhǔn)采用該方法，同時振蕩型密度計的檢定規(guī)程JJG 1058-2010也已頒布，為獸藥行業(yè)引入振蕩型密度計測定法打下堅實基礎(chǔ)。振蕩型密度計與其他方法相比，具有精密度高，不受人為因素影響，測量速度快，樣品用量少等優(yōu)勢，但測定過程中的操作細(xì)節(jié)會影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)予以注意。有文獻(xiàn)報道[16-17]U型振蕩管彎頭處是測量敏感區(qū)，氣泡越靠近敏感區(qū)測量結(jié)果偏差越大，樣品密度越大，氣泡導(dǎo)致的測量結(jié)果偏差越大，因此,在測定過程中，應(yīng)注意氣泡的位置和大小，特別是當(dāng)樣品密度較大時，應(yīng)采用適合的方法檢測儀器中是否存在氣泡，例如在第一次密度計讀數(shù)后，可再注入少量樣品，若密度計讀數(shù)不變即可確認(rèn)測定結(jié)果。

2.4 比重計法 比重計法是根據(jù)阿基米德定律和物體浮在液面上平衡的條件制成的，是測定液體密度的一種儀器。當(dāng)比重計浮在液體中時，其本身的重量跟它排開的液體的重量相等。目前，四部藥典中僅《歐洲藥典》收載該方法，但在國內(nèi)該方法已在醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用廣泛，例如在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，比重瓶法和韋氏比重秤法操作繁瑣，測量時間較長，而比重計法操作簡單，可以直接讀數(shù)，能夠滿足在線快檢的需求。但該方法也有局限性，例如易受溫度影響，當(dāng)測量與校準(zhǔn)溫度不一致時需進(jìn)行溫度校正，否則影響測量的準(zhǔn)確性。

3 討 論

通過對四部藥典相對密度測定法進(jìn)行簡述和比較，可以看出在相對密度測定法的測定溫度方面，《中國藥典》、《中國獸藥典》和《英國藥典》為20 ℃，《美國藥典》為25 ℃。在測定方法上，《歐洲藥典》最全面，包括通用型比重瓶法、適合揮發(fā)性樣品的韋氏比重秤法、準(zhǔn)確度高的振蕩型密度計法和直觀讀數(shù)的比重計法；《美國藥典》僅收載比重瓶法和振蕩型密度計法，兩種方法互相補(bǔ)充；《中國藥典》在兩種常用測定法基礎(chǔ)上，于2020年版引入振蕩型密度計，為測定黏稠樣品提供更多選擇?！吨袊F藥典》收載比重瓶法和韋氏比重秤法，兩種方法在測定黏稠樣品時均具有一定的局限性。在方法描述方面，國內(nèi)藥典較國外藥典更詳細(xì)，國內(nèi)藥典在方法原理、儀器組成、操作方法、注意事項等均有介紹，能夠更好地指導(dǎo)實驗人員操作。

4 小 結(jié)

相對密度測定法是液體制劑研發(fā)和生產(chǎn)過程中的重要質(zhì)控方式之一。四部藥典收載方法略有差異，《中國獸藥典》與其他藥典的主要區(qū)別在于尚未收載振蕩型密度計法。振蕩型密度計法測定密度的技術(shù)手段已經(jīng)成熟，并在多個行業(yè)均有應(yīng)用，商品化儀器也已能夠滿足準(zhǔn)確測定的需求。與傳統(tǒng)方法相比，具有速度快、便于恒溫控制等優(yōu)勢[18]。建議《中國獸藥典》收載振蕩型密度計測定法，并且在對制藥企業(yè)、檢驗機(jī)構(gòu)、儀器廠家等調(diào)研的基礎(chǔ)上，參照其他藥典和國內(nèi)實際情況，對儀器的一般要求和測定法等進(jìn)行規(guī)定。