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旋轉粘度計在制藥行業的應用

      旋轉粘度計在制藥行業的一個重要應用是測量藥用增稠劑的粘度。藥用增稠劑是藥用輔料的一種,用來增加液體或者膏體的粘度,如用在滴眼劑中調整液體的粘稠度可使滴眼劑在眼內的滯留時間長;用在藥膏中可以使藥膏易于涂抹。目前使用的主要品種有海藻酸鹽、甘油、羧甲基纖維素(CMC)、甲基纖維素(MC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羥基丙酰纖維素(HPC)等等,近年來卡波姆(Carbomer)、黃原膠(XanthanGum)也應用為**增稠劑。

在中國藥典第二部(西藥)針對部分藥劑需要進行粘度控制提出了要求,例如在附錄IF中:軟膏劑、乳膏劑根據需要可以加入保濕劑、防腐劑、增稠劑、抗氧劑以及透皮促進劑。軟膏劑、乳膏劑應具有適當的粘度,糊劑一般稠度較大。但均應易于涂布于皮膚或者黏膜上,不融化,粘稠度隨季節變化應很小。在附錄IG(眼用制劑)、附錄IQ(耳用制劑)、附錄IR(鼻用制劑)和附錄IU(凝膠劑)也要求以上制劑應根據需要對粘度進行調節。

規定了粘度的測定方法:粘度的表示方法主要是3種,運動粘度、特性粘數和動力粘度,相應的也采用3種粘度計來測試,其中測試動力粘度的就是旋轉粘度計。旋轉粘度計的類型很多,包括同軸雙筒旋轉粘度計、單筒旋轉粘度計、錐板粘度計、轉子型旋轉粘度計,可以根據實際需要來選擇不同類型的粘度計。此附錄未涉及旋轉粘度計的使用方法。

在中國藥典中,有以下幾種輔料采用了旋轉粘度計來測試粘度:卡波姆、甲基纖維素、羥丙甲纖維素、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸樹脂。但是對測試方法的說明不是很充分。相比之下,美國藥典中關于粘度的測試方法十分詳細,從樣品的處理,到測試用粘度計的轉子的型號、大小等等,因為在粘度的測試過程中,除了受到外界環境(溫度、壓力、樣品狀態)的影響之外,測量儀器即粘度計對測量的準確性有很大影響。

同樣,我國藥典中藥用輔料的種類不是很多,很多產品的檢測方法不是很完備,美國的藥典中規定需要進行粘度檢測的藥劑比較多,粘度測試方法也比較完善,從旋轉粘度計轉子型號的選擇到測試標準等,對藥品的生產也有較大的指導意義。表一和表二分別是我國藥典(2005版)和美國藥典(UPS28)中需要進行粘度測試的藥劑種類及方法。

旋轉粘度計的構造及工作原理

(1)構造:旋轉粘度計由電動機、恒速裝置、變速裝置、測量裝置和支架箱體等五部分組成。恒速裝置和變速裝置合稱旋轉部分。在旋轉部件上固定一個外筒,即外筒旋轉。測量裝置由測量彈簧部件、刻度盤和內筒組成。內筒通過扭簧固定在機體上,扭簧上附有刻度盤。通常將外筒稱為轉子,內筒稱為懸錘.

(2)原理:測定時,內筒和外筒同時浸沒在鉆井液中,它們是同心圓筒,環隙1.17mm。當外筒以某一恒速旋轉時,它就帶動環隙里的鉆井液旋轉。由于鉆井液的粘滯性,使與扭簧連接在一起的內筒轉動一個角度。根據牛頓內摩擦定律,轉動角度的大小與鉆井液的粘度成正比,于是,鉆井液粘度的測量就轉變為內筒轉角的測量。轉角的大小可從刻度盤上直接讀出,所以這種粘度計又稱為直讀式旋轉粘度計.

(3)測量原理:①剪切速率與轉速的關系:1轉/分(常用rpm表示)=1.703s-1;②刻度盤讀數q(q為圓周上的度數,單位可略去)與剪切應力t(單位為Pa)成正比。當設計的扭簧系數為3.87′10-5時,兩者之間的關系可表示為:t=0.511
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