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活性炭商品常以用途表示質(zhì)量,例如:糖用、味精用、藥用、針劑用、用、凈水用、載體用等等。有的商品列出規(guī)格項目,有的不列出,有的這個用途和那個用途所列的項目相同,可能有的關(guān)鍵項目屬于內(nèi)控,不予標示。
簡析活性炭在醫(yī)藥行業(yè)中的吸附作用
一、規(guī)格:
活性炭粗看只是一種經(jīng)活化的炭,細分則是型號數(shù)以百計的有活性的炭。活性炭的質(zhì)量隨生產(chǎn)原料、生產(chǎn)方法和后處理等的不同而異。質(zhì)量也隨應(yīng)用的不同而異。一般各種用途的活性炭制訂相應(yīng)的質(zhì)量規(guī)格和檢驗方法。
中外各種用途活性炭質(zhì)量規(guī)格的項目匯總起來有:
(1)物理項目:形狀、外觀;目數(shù)、粒度、粒度分布;表觀密度、裝填密度;耐磨強度;硬度;比表面積;孔容積;漂浮率;強度;熱容量;導(dǎo)熱率。
(2)化學(xué)項目:pH值;灰分;水分、干燥減重;著火點;未炭化物、灼燒殘渣;硫化物;氯化物;氰化物;硫酸鹽;酸溶物、硝酸可溶物;醇溶物;鐵含量;銅含量;鋅含量;鉀含量;鈣鎂含量;重金屬含量;水提取;鎘含量;砷含量;總氮;磷酸鹽;錳;熒光物質(zhì);多環(huán)芳香化全物;焦油產(chǎn)物。(植物性原料)
(3)微生物項目:微生物限度。
(4)吸附項目;亞甲藍吸附值;碘吸附值;苯酚吸附值;四氯化碳吸附值;焦糖脫色率;脫色指數(shù);硫酸奎寧吸附值;糖蜜值;飽和硫容量;穿透硫容量;苯蒸氣防護時間、苯活動性;氯乙烷蒸氣防護時間;水容量;丁烷工作容量;ABS值;甲苯平衡活性。
活性炭商品常以用途表示質(zhì)量,例如:糖用、味精用、藥用、針劑用、用、凈水用、載體用等等。有的商品列出規(guī)格項目,有的不列出,有的這個用途和那個用途所列的項目相同,可能有的關(guān)鍵項目屬于內(nèi)控,不予標示。
活性炭在應(yīng)用中有時會發(fā)生合格或不合格的問題。對策在于:活性炭的質(zhì)量項目,尤其是專用炭,要講求適用性項目,同時也要強調(diào)可行性的用法。國外號稱有40種或150種以上型號的活性炭公司,就用不同質(zhì)量迎合不同需求,多質(zhì)量便擁有了多型號——品種繁多的代碼型號。例如椰炭有多種質(zhì)量和相應(yīng)型號:一類供去除低濃度有機物的水處理應(yīng)用,一類供一般液相或氣相應(yīng)用,一類供提取應(yīng)用;每類再細分,使椰殼具有十多種型號;又如從廢炭再活化的再生炭,其質(zhì)量是突出高密度、高表面積、耐用性,反復(fù)再生性,約有十個型號。可見從質(zhì)量變出多品種,大有可為。
二、品種:
(一)按形狀分:
1、粉狀活性炭:外觀尺寸小于0.18mm的粒子(約80目)占多數(shù)的活性炭。
2、顆粒活性炭:外觀尺寸大于0.18mm的粒子(約80目)占多數(shù)的活性炭。不定型顆粒活性炭以上下限尺寸表示粒度范圍,用乘上100的數(shù)字標出,例如上限×下限,35×59,表示粒度的范圍為0.35~0.59mm。
3、圓柱形活性炭:以圓柱形的顆粒的橫截面的直徑表示,用乘上10的數(shù)字標出。例如圓柱體直徑30,表示圓柱體橫截面的直徑為3mm。
4、球形活性炭:以球形顆粒的直徑表示,用乘上10的數(shù)字標出。例如球形直徑為20,表示球體直徑為2mm。
還有其它異形活性炭。
此外,活性炭纖維是指纖維直徑8~10ūm活性炭,以粘膠絲、聚丙烯纖維等為原料,用氣體活化制成,比一般活性炭有較大的吸附量、吸附速度和脫吸速度,并有可撓性,能加工成各種形狀的織物。
(二)按原料分:
1、木質(zhì)活性炭:以木屑、木炭等制成的活性炭。
2、果殼(果核)活性炭:以椰子殼、橄欖殼、核桃殼、杏核等制成的活性炭。
3、煤質(zhì)活性炭:以褐煤、泥煤、煙煤、無煙煤等制成的活性炭。
4、石油類活性炭:例如以瀝青等為原料制成瀝青基球狀的活性炭。
5、再生炭:以用過的廢炭為原料,進行再活化處理的再生炭,與原活性炭相區(qū)分。在國外是一類大量的重要商品。
6、含碳的有機廢料和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品,例如稻殼、稻草、棉子殼、咖啡豆梗、油棕殼、糠醛渣、甘蔗渣、紙漿廢液、合成樹脂等等都可化無用為有用制成活性炭。
(三)按制法分:
1、化學(xué)品法活化的活性炭:例如以氯化鋅作活化劑,原料和氯化鋅溶液混合后,在隔絕空氣下加熱到約700℃,生成活性炭。
2、物理法活化的活性炭:例如先將原料炭化后,以水蒸氣作活化劑,反應(yīng)溫度約1000℃,生成活性炭。
3、浸漬處理的活性炭:例如將活性炭和碘、銀、鈣等無機浸漬劑或吡啶、酮、叔胺等有機浸漬劑浸過的專用活性炭。
4、涂布處理的活性炭:例如將活性炭以生物相容性的聚合物,使其具有光滑性、滲透性的薄層,但不堵塞活性炭的孔隙,例如過濾血液用的活性炭。
(四)按孔容分:
1、大孔型活性炭:所含大孔、中孔、微孔中,以大孔體積較大的活性炭。
2、細孔型活性炭:所含大孔、中孔、微孔中,以微孔體積較大的活性炭。
三、選擇的活性炭質(zhì)量達不到要求標準:
1、活性炭中的酸堿度、氯化物、硫酸鹽不合格或炭粒過細使溶液染色不易濾清,影響制劑的質(zhì)量。
2、活性炭中鋅鹽、鐵鹽不合格,如鐵鹽含量較高,可使輸液中某些藥物如維生素c、對氨基水楊酸鈉等變色。
3、脫色力差或不合格,導(dǎo)致制劑雜質(zhì)含量增加。活性炭質(zhì)量差,本身所含雜質(zhì)較多能污染藥液,往往導(dǎo)致制劑澄明度和微粒不合格,而且還影響制劑的穩(wěn)定性,所以在配制大輸液時,一定要選用一級針用活性炭。
4、活性炭里可能含有礦物質(zhì),礦物質(zhì)含金屬成分,因此活性炭對用于金屬離子敏感的藥品時,如VC 等,藥液容易變黃。
四、活性炭在使用之前未進行適當(dāng)?shù)幕罨幚恚?br />
活性炭由于生產(chǎn)環(huán)境、包裝、運輸、儲存條件的影響,會吸收水分和空氣使其吸附力下降,若使用前未經(jīng)過活化處理,會影響活性炭吸附熱源和雜質(zhì)的能力,影響制劑質(zhì)量。所以使用前應(yīng)根據(jù)具體情況,進行必要的預(yù)處理,可大大提高活性炭的除熱原能力,實驗表明,活化后的活性炭除熱原作用明顯優(yōu)于未活化活性炭。
常用的預(yù)處理方法有:
1、因包裝密封不好,吸收水分和空氣會使活性炭吸附能力下降,可于120℃烘熾。也可以是通過用前煮沸以脫氣。
2、對氯化物、硫酸鹽有限量要求的注射劑,所用活性炭好在適量的新鮮注射用水中煮沸15分鐘,放冷、濾干后烘干再用。
3、偏堿性或?qū)﹁F鹽不穩(wěn)定的注射劑,在使用活性炭時,好用酸、堿處理。具體的方法是:取活性炭1份,加5%氫氧化鈉4份,煮沸30分鐘,濾干,用注射用水抽洗至中性,再依次用5%鹽酸4份及注射用水4份煮沸30分鐘,濾干并用注射用水反復(fù)沖洗至無氯離子,烘干即可。
五、活性炭的用法對制劑質(zhì)量的影響:
活性炭分次加入比一次加入吸附效果好,這是因為活性炭吸附雜質(zhì)到一定程度后吸附與脫吸附處于平衡狀態(tài)時,吸附效力已減弱所致。所以,大輸液生產(chǎn)時分2~3次加入活性炭效果佳,能使制劑質(zhì)量明顯提高。
甘露醇的原料常污染熱原,尤其是當(dāng)所配制料液顏色較深時,更是不祥的預(yù)兆。由于甘露醇不宜用高溫處理,一般多用吸附法去除。但是,又因為甘露醇注射液的濃度高,熱原去除常不完全,在臨床使用過程中的熱原反應(yīng)率高于其他品種。作者在配制實踐中發(fā)現(xiàn),使用二次吸附法制備的甘露醇注射液可以解決以上問題,具有很大優(yōu)勢。
首先,臨床上多不發(fā)生熱原反應(yīng);
二,成品合格率高,不溶性微粒大大減少,久置不易析出結(jié)晶;
三,可用鱟試劑法代替兔法熱原試驗。
在配制葡萄糖溶液時,必須先加鹽酸,待液面附著的泡沫消失后,再加活性炭,并攪拌均勻。如果先加活性炭,則泡沫中的氣體被炭粒吸附,使炭粒表面形成一層氣體薄膜,不容易被溶液潤濕,影響活性炭的吸附作用。由此看來,配制容易起泡的料液時,應(yīng)該采取一些消泡的手段,或其他措施,確保活性炭的吸附效果。
六、活性炭的用量對制劑質(zhì)量的影晌:
活性炭的用量應(yīng)視原料質(zhì)量、品種而定,常用量為0.1%~0.5%(W/V)。若用量不足,對雜質(zhì)、熱原等不能完全吸附,用量過大,其所含的水溶性雜質(zhì)可對藥液造成污染,影響制劑質(zhì)量。活性炭的用量與活性炭的吸附力、活性炭對藥物的吸附力,溶媒的性質(zhì)、藥物的結(jié)構(gòu)等因素都有關(guān)系。活性炭在水中比在有機溶媒中的吸附力強;對性基團多的化合物的吸附力大于對性基團少的化合物;對芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物;對分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物。因此對主藥含量低或主藥易被活性炭吸附的制劑,活性炭的用量好控制在0.05%(W/V),并通過計算適當(dāng)增加主藥投料量。
操作不當(dāng)時,活性炭對制劑質(zhì)量的影響:
在配制主藥量較大的藥液時,常采用濃配法,利用活性炭吸附在高濃度時不溶解的雜質(zhì)。可是濃配液脫炭結(jié)束時,為減少主藥的損失,往往又用新鮮注射用水將脫炭容器內(nèi)剩余的藥液沖凈,這使得濃配時在高濃度下未溶解的雜質(zhì)得以溶解,重新混入已經(jīng)濾過的藥液中去,污染藥液,影響制劑的質(zhì)量。實踐證明,濃配液脫炭時,沖洗活性炭生產(chǎn)的輸液,成品的澄明度不合格率大于不沖洗活性炭生產(chǎn)的輸液成品。
PH值不同時,活性炭對制劑質(zhì)量的影響:
活性炭在酸性溶液中(PH:3~5)吸附作用較強,在堿性溶液中有時出現(xiàn)“膠溶”或脫吸附作用,反使溶液中的雜質(zhì)增加,影響制劑質(zhì)量,故活性炭好用酸處理并活化后使用。
在堿性條件下加熱煮沸活性炭(用于吸附熱原),然后用0.22um濾膜過濾,所得濾液不僅顏色暗淡,而且靜止后再搖蕩有煙霧狀活性炭出現(xiàn)濾液里,不澄清。倘若換成中性條件下加熱吸附,其過濾效果則顯得比較澄清。可能是堿性條件下活性炭產(chǎn)生溶膠狀態(tài)所致:
一,盡量避免趁熱過濾。好料液放冷后再濾,這個時候膠溶狀態(tài)會有所改變,濾過效果會好一些。
二,活性炭不太適合堿性條件下使用,如果在堿性條件下使用。需要對活性炭預(yù)先處理,比如,在堿性、酸性水中煮沸,并烘干。
三,活性炭的膠溶原理則比較復(fù)雜,不單純有化學(xué)反應(yīng)(堿性條件下的水解),可能還有物理變化,比如高溫下的分子結(jié)構(gòu)改變等,所以溫度的變化會影響膠溶。
不同溫度時.活性炭對制劑質(zhì)量的影響:
活性炭的臨界吸附溫度為45~50℃ ,當(dāng)溫度低于臨界吸附溫度時活性炭的吸附效力較差。使用時除需冷藏和不便加熱的藥液外,一般采用加熱煮沸后吸附20~30分鐘,冷至45~5O℃ 時濾過脫炭,脫炭好在短時間內(nèi)完成,以免溫度下降或在放置過程中發(fā)生脫吸附作用,使制劑雜質(zhì)增多。