1、摘 要存放過程中，由于膠塞中的水分有可能會轉移到冷凍干燥制品中，從而膠塞的水分會對冷凍干燥制品的水分含量造成影響。膠塞中釋放的水分可能會對冷凍干燥制品的質量造成不良影響。本研究的目的是評估處理過程和存放條件對膠塞水分含量的影響。膠塞在使用前，會進行清洗和滅菌。這些處理過程，尤其是滅菌處理會增加膠塞的水分含量，增加的幅度與膠塞的材質有密切關系。對于易吸潮類冷凍干燥制品而言，在存放過程中，這些被吸收的水分會從膠塞中釋放出來然后轉移至產品中。因此，需要一個合適的干燥過程來將膠塞的水分干燥至可以接受的水平。膠塞水分研究的內容包括膠塞的材質，滅菌溫度和時間，干燥溫度和時間，存放的包裝和條件，冷凍干燥對膠

2、塞水分含量的影響以及水分從膠塞中轉移至乳糖模型冷凍干燥品。結果證明膠塞在滅菌過程中會吸收大量的水分。為了得到水分較低的膠塞，需要在105ºC條件下干燥至少4小時。干燥結束后，在室溫存放條件下，膠塞的水分會迅速重新平衡。膠塞中的水分在冷凍干燥過程不會解吸附出來。在進行水分含量對冷凍干燥制品穩定性影響的風險評估時，制品性質和灌裝量都是很重要的因素。對于易吸潮的制品，尤其是低灌裝量或小規格的制品，膠塞水分含量的控制尤其重要。最后，膠塞中的水分轉移至冷凍干燥制品的多少取決于初始膠塞的水分含量。為了減少水分帶來的穩定性問題，有必要選擇合適的膠塞以及對膠塞進行合適的處理和保存。關鍵詞：膠塞，處理

3、過程，冷凍干燥制品，乳糖，水分含量The Conditions of Stopper Processing Can Implicate the Water Content of Hygroscopic Lyophilized Products: A study with Lactose Stopper moisture content can have a significant impact on the water content of lyophilized drug products due to the potential of moisture transfer from stop

4、per to product during storage. Moisture released from rubber stoppers may adversely affect the quality of lyophilized product during storage.The purpose of this study was to evaluate the effect of processing and storage condition on the moisture content of rubber stopper. Prior to its application, a

5、 rubber stopper is washed and steam sterilized. These processes, especially the process of steam sterilization, increase the moisture content of the rubber stopper and the moisture uptake can vary greatly depending on the rubber formulation. A sufficient drying cycle is needed to dry stoppers to an

6、acceptable moisture level.The stopper moisture studies included the effect of rubber formulation，steam sterilization time, drying time and temperature, storage method and conditions, lyophilization and moisture transfer from stopper to a modellyophile of lactose. Results indicated that stoppers abso

7、rbed significant amount of moisture during sterilization. To achieve final moisture content at a lower level，stoppers required at least 4 h of drying at 105. After drying, stopper moisture levels equilibrated rapidly to ambient storage conditions. There was no moisture desorption of the rubber stopp

8、er during the lyophilisation process. Both lyophilized formulation and product fill mass are important factors in assessing the overall risk of elevated moisture content on product stability. Stopper moisturecontrol will be of greater importance when dealing with hygroscopic products, especially in

9、low fill mass dosage presentations. Finally, moisture transfer from stopper to lyophilized product is dependent on the initial stopper water content. To minimize the risk of moisture- related stability problems, the choice of an appropriatestopper, processing parameters, and storage conditions prior

10、 to use are essential.Key words: stopper, processing, lyophilized products,lactose, moisture content目 錄摘 要I目 錄IV第1章緒論11引言12研究方案22.1模型藥物的選擇22.2膠塞的處理過程對膠塞殘留水分的影響22.3膠塞中的水分對凍干乳糖水分的影響3第2章膠塞處理過程對膠塞殘留水分的影響51物料與儀器51.1物料51.2儀器62膠塞水分含量測定方法63清洗和蒸汽滅菌對膠塞的殘留水分影響84干燥過程對膠塞的殘留水分影響95存放包裝條件對膠塞的殘留水分影響126冷凍干燥對膠塞水分的影響14

11、第3章膠塞中的水分對凍干乳糖水分的影響171物料與儀器171.1物料171.2包裝材料171.3儀器172乳糖水分含量測定方法183容器密封完整性184膠塞的干燥方式對乳糖水分含量的影響185對不同裝量的乳糖凍干品水分的影響206不同尺寸的膠塞對乳糖凍干品水分含量的影響227針對注射用拉氧頭孢鈉制定合適的膠塞處理方式25討論28結論31參考文獻32致 謝34V第1章 緒論1 引言由于一些藥物在水溶液中不穩定，所以會將其進行冷凍干燥處理，以保證其在更長的時間內穩定。凍干制品通常存放于小瓶里，使用前用合適的溶劑將其溶解。凍干制品通常都很容易吸濕，因此需要進行一定的保護，以避免其水分含量的增長。膠塞

12、被廣泛的用于冷凍干燥制品，因為它可以提供一個有效的屏障，以避免水分和氧含量的增加。然而，膠塞在進行蒸汽滅菌時會吸收水分，這些水分也能轉移至凍干品，導致凍干品穩定性的問題1。我們在進行注射用拉氧頭孢鈉的研究中就遇到了這樣的問題。根據中國藥典2010年版二部附錄 J藥物引濕性實驗指導原則的要求，拉氧頭孢鈉在溫度為25±1，相對濕度為80%±2%的條件下存放24小時后，由于吸收的足量的水分而形成液體，發生潮解。當拉氧頭孢鈉的水分含量超過1.0%（w/w）后，會導致其穩定性下降，雜質含量明顯增加。所以，在制備該品種時采用了冷凍干燥的工藝，以控制其初始水分含量不超過0.5%。為了研究

13、其在穩定性留樣期間的水分含量的情況，我們制備了規格為0.25g的樣品，并在溫度為40±2ºC，相對濕度為75±5%的條件下存放，分別在第0個月，第1個月，第2個月，第3個月和第6個月取樣檢測樣品的水分含量，每個時間點的樣品均取3個樣品進行檢測，以其平均值作為報告值，結果見下圖1:圖1注射用拉氧頭孢鈉在40±2ºC-75±5%條件下存放過程中水分含量測定由上圖可知，樣品的水分含量隨著時間的延長而增加。在前兩個月里水分迅速增加，然后趨于平緩，達到一個平臺。樣品在上述條件下存放3個月過后，水分含量超過要求的1.0%。樣品的顏色由白色變為微黃

14、色，澄清度大于1號濁度標準液，不符合質量標準的要求。在第6個月時取樣測得樣品總的雜質含量與0月相比增加了約2倍，不符合質量標準的要求。因此，由于水分含量的增加，導致樣品質量下降，不能保證本品的安全性和有效性。為了解決這個問題，很有必要去研究樣品水分增加的原因是否是因為膠塞，膠塞對樣品的水分影響程度是怎樣的，應怎樣將其影響降低到最小的程度。2 研究方案膠塞的處理過程對易吸潮類凍干品水分的影響，實則是膠塞的處理過程會使膠塞中殘留水分含量的不同，膠塞中的水分越多，遷移至凍干品的水分也就可能越多。所以，在我們的研究中綜合研究了膠塞處理過程對本公司常用的3個廠家生產的膠塞的水分的影響，并選用了模型藥物以

15、分析膠塞中的殘留水分對凍干品水分含量的影響的程度。2.1 模型藥物的選擇乳糖常用于冷凍干燥制品。乳糖包括-乳糖和-乳糖，其最穩定的形式為-乳糖一水合物，其在空氣中穩定，吸水性在室溫不受濕氣的影響。但將其冷凍干燥后，可能會形成-乳糖無水物或-乳糖無水物，它們容易受到濕氣的影響而轉變為-乳糖一水合物。所以，經過冷凍干燥后的乳糖易吸潮?？蓪⑵渥鳛橐孜鳖惸Ｐ退幬飦砜疾炷z塞的處理過程對凍干品水分的影響。Dr. Heike Kofler2和P.D. Donovan3等人在其研究中也均使用了乳糖作為模型藥物。由于拉氧頭孢鈉原料藥昂貴，所以并未直接將其用于研究，而選用了乳糖。2.2 膠塞的處理過程對膠塞殘留

16、水分的影響為了了解膠塞對水分的吸附作用，Allen C. Templeton等人進行了膠塞吸水性研究4。實驗的結果表明實驗用溴化丁基橡膠塞的水分在濕度越高的環境下吸水越多，膠塞具有吸水性，這可能和膠塞的成分中含有親水性物質有關。膠塞在使用前通常會進行硅油、清洗、蒸汽滅菌，干燥和存放等過程。正因為膠塞具有吸水性，所以這些過程中的很多因素可能會影響到膠塞的水分含量。由于使用者進行硅化處理時并不易保證硅化的均勻性。而且經膠塞生產廠家硅化后的膠塞在運輸過程中可減少相互之間的磨擦，避免形成較多的顆粒物。所以使用者一般都會選擇購買膠塞生產廠家已經進行硅化的膠塞。因此，在進行膠塞的處理時，使用者不再進行硅化

17、，進而我們也為對其進行相應的研究。研究中，我們選用了本公司常用的3個廠家生產的凍干膠塞（膠塞的生產廠家已經進行了硅化處理）來進行研究。清洗和蒸汽滅菌均會導致膠塞水分含量的增加。清洗的參數相對固定，且清洗過程中水分只是和膠塞的表面進行了接觸，與蒸汽滅菌比，其對膠塞水分含量的影響相對較小。另外膠塞清洗后一定會經歷滅菌，所以我們在研究時未單獨研究清洗對膠塞水分含量的影響，而將清洗和蒸汽滅菌作為一個過程，并研究這個過程對膠塞水分含量的影響。研究中，所有的膠塞均經過了常規的清洗，并分別在121ºC條件下進行了30分鐘和60分鐘的蒸汽滅菌。然后選擇對膠塞水分影響較小的滅菌條件作為后續研究的蒸汽滅

18、菌條件。在對干燥過程的研究中，取清洗滅菌后的膠塞分別在105°C（Dr. Heike Kofler2和P.D. Donovan3等人在其研究中均使用了這樣的干燥溫度），進行真空干燥和熱空氣干燥，干燥的時間分別為1h，2h，4h和8h。另外，還對上海欣麗實業推薦的一種干燥的方式進行了研究，這種干燥的方式是使用膠塞清洗機清洗膠塞并滅菌后，利用蒸汽滅菌后的余熱進行真空干燥。由于膠塞具有吸水性，所以膠塞在使用前，為了保證膠塞的水分含量符合預期使用的要求，通常會選用合適的包裝將滅菌并干燥后的膠塞密封保存。由于膠塞的吸水性越大，其在存放過程中吸水的風險就越大。所以我們將研究3個廠家生產的膠塞中吸

19、水性最強的膠塞在一定的包裝形式下存放于25°C-65%RH的條件下30天的水分含量的情況。這些包裝形式為無包裝，一層聚乙烯膜包裝和兩層聚乙烯（PE）膜包裝。最后，由于膠塞也經歷了冷凍干燥的過程，其水分含量有可能會因此降低。所以我們將對吸水性最強的膠塞在較高和較低的水分含量前提下，在經過冷凍干燥后，對其水分含量進行研究。2.3 膠塞中的水分對凍干乳糖水分的影響為了評估膠塞中的水分對乳糖凍干品水分含量的影響，我們將使用吸水性最強的膠塞（分別經過105°C熱空氣干燥（常用干燥方式）1h，2h，8h）來制備乳糖（濃度：5%，灌裝量：1ml/瓶）的凍干品。將制得的樣品存放于40

20、77;2°C-75±5%RH的條件下6個月，分別于第0個月，第1個月，第2個月，第3個月和第6個月取樣檢測乳糖的水分含量。另外，樣品的規格不同（乳糖的灌裝量不同），膠塞中的水分對其影響的程度應不一樣，所以我們也選擇了經過處理后水分含量仍然較高的膠塞來制備灌裝量為1ml/瓶和2ml/瓶的乳糖凍干品，并按上述方式留樣，檢測乳糖的水分含量。最后，凍干制品通常會使用直徑為13mm和20mm的膠塞，在具有同樣的水分含量的前提下，含水的總量卻不同。因此，我們選擇了同一廠家（海華），同一材質，直徑分別為13mm和20mm的膠塞，分別考察其在經過處理后仍然含有較高水分含量的情況下，用其制備

21、灌裝量為1ml/瓶的乳糖凍干品，并按上述方式留樣，檢測乳糖的水分含量。第2章 膠塞處理過程對膠塞殘留水分的影響1 物料與儀器1.1 物料1.1.1 一般物料表1膠塞水分含量測定所用一般物料名稱規格生產廠家卡爾費休試劑KFR-T04（A液）天津四友精細化學品有限公司甲醇色譜純Burdick&Jackson藥用包裝用聚乙烯無菌膜0.05mm（厚度）石家莊育才藥用包裝材料有限公司1.1.2 膠塞和管制瓶表2膠塞水分含量測定所用膠塞和管制瓶名稱規格聚合物類型生產廠家注射用冷凍干燥無菌粉末用溴化丁基橡膠塞EPP RS sil 1/4A(直徑：20mm)溴化丁基西氏醫藥服務新加坡公司注射用冷凍干燥

22、用鹵化丁基橡膠塞20-D2(直徑：20mm)溴化丁基石家莊第一橡膠股份有限公司注射用冷凍干燥無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞20-D2(直徑：20mm)溴化丁基江陰市海華橡塑有限公司低硼硅管制瓶7ml-重慶正川玻璃有限公司備注：為了便于敘述，研究中所用到的膠塞的名稱均采用其生產廠家的簡稱（下劃線部分）。1.2 儀器表 3 膠塞水分含量測定所用儀器設備名稱型號生產廠家天平BS224SSartorius（賽多利斯）蒸汽滅菌柜TMQ.R SHINVA山東新華醫療器械股份有限公司旋片真空泵2XZ-4B上海真空泵廠真空干燥箱BZF-6020鞏義市英峪予華儀器廠電熱鼓風干燥箱CS101-3ABN重慶市永生實驗儀器

23、廠卡爾費休水分測定儀860 KF Thermoprep 萬通卡氏爐832萬通冷凍干燥機EPSILON 2-4LSCMarin Christ膠塞清洗機CDDA-12T上海欣麗實業2 膠塞水分含量測定方法干燥失重系指被測物料在規定的條件下，經干燥至恒重后，所減失的重量，通常以百分率表示。膠塞的成分中含有一些揮發性的物質（如硫化劑），在較高的溫度下，這些揮發性的物質揮發出來，導致膠塞的重量減少，減失的重量增加，因此不能準確測定膠塞中水分的含量 5。所以使用卡爾費休-卡氏爐法比專屬性不強的干燥失重法更適合于膠塞水分含量的測定?？栙M休法是測定物質水分的各類化學方法中，對水最為專一、最為準確的方法?？?/p>

24、費休法（Karl Fischer method）屬于碘量法，是德國人Karl Fischer在1935年發明的。此法可以測量氣體、液體、固體物料的水分。這種方法的原理是利用水與Karl Fischer試劑的化學反應，根據容量分析方法來確定含水的量。Karl Fischer試劑是由碘（I2）、二氧化硫（SO2）、吡啶（C5H5N5）以及甲醇（CH3OH）組成。此試劑中的碘起定量試劑作用；吡啶用來中和反應中產生的酸性物；二氧化硫是與碘結合，起到防止試劑蒸發的功能；甲醇既參與反應又作為反應生成物的溶劑。用卡氏滴定法測量時，所需的樣品量可以比質量法要少2-4倍。用卡氏滴定法來測量凍干品的水分含量時，先

25、將稱重后樣品溶于甲醇溶液中，用Karl Fischer試劑進行滴定，直到溶液由棕色變成黃色為止。如果用電流代替視覺觀測，則測定結束時電流有一個明顯的上升，用下式計算含水量：物料中的含水量（g水/g干物料）=af/m式中：a為滴定所需的Karl Fischer試劑，mL；f為Karl Fischer試劑的滴定度，mg/ml；m為物料的質量，mg。由于膠塞不溶于甲醇，其中的水分不能溶解到甲醇中并參與反應。所以不能直接將膠塞切塊后加入卡氏水分測定儀的滴定杯中進行水分含量的測定。因此在測定膠塞水分含量時，可使用卡氏加熱爐和卡爾費休水分滴定儀連接使用的方法。該方法可測量固體的水分含量?？ㄊ蠣t可在一定的溫

26、度下將樣品中的水分蒸發后，通過干燥氮氣或空氣等載氣導引至滴定池內，實施水分含量分析。國際標準化組織（ISO）推薦使用卡爾費休-卡氏爐法進行膠塞水分含量的測定。其方法為將膠塞置于卡氏爐中，設定其溫度為140°C，以將膠塞中的水分蒸發出來并導入Karl Fischer試劑中進行測量6。某卡爾費休測定儀生產商推薦測定膠塞水分含量時將卡氏爐的溫度設置為150°C7。另外，也有使用更高的溫度的報告。Zeren Wang8等人在其研究中證明了因為一部分水分被膠塞中親水性的成分束縛，隨著卡氏爐溫度的升高，更多被束縛的水分會釋放出來，所以將卡氏爐設定為不同的溫度，將測得不同的水分含量。最終

27、為了保證測定結果的準確度和精密度，可將卡氏爐的溫度設置為250ºC。Sam Corveleyn9等人在測定膠塞水分含量的過程中，也將卡氏爐的溫度設置為250ºC。所以我們亦選擇將卡氏爐的溫度設置為250ºC。Allen C. Templeton等人在其研究中證明在卡氏爐溫度為250ºC的條件下，測得完整的一個膠塞，被平均切成8塊的膠塞和被平均切成16塊的膠塞的水分含量結果一致，只是測定樣品所需時間不一樣。膠塞被切得越小，測定所需的時間越短。因此在卡氏爐溫度為250 ºC的條件下，膠塞的處理方式對水分測定結果的準確度并沒有太大的影響4。所以我們參

28、照了西氏醫藥服務新加坡公司在其藥用溴化丁基橡膠塞的質量標準10中所使用的樣品處理方式，制定了卡爾費休-卡氏爐具體的測定方法如下：1） 取膠塞10個，每個膠塞沿頂面的垂直方向切取冠部部分一塊，切塊的長度約7mm；2） 將樣品加入卡氏爐的樣品瓶中并密封，設定卡氏爐溫度為250 ºC，以300ml/min的流速通入干燥的氮氣；3） 將樣品中蒸發出來的水分導引至卡爾費休滴定池內，測定其水分。4） 當卡爾費休滴定速度小于0.1µg/sec時，即判斷滴定結束。注意：所有樣品的處理均在環境受控（25±2°C-65±5%RH）的條件下進行。3 清洗和蒸汽滅菌對

29、膠塞的殘留水分影響膠塞經清洗后，為了保證其無菌，一般會進行蒸汽滅菌。一些文獻的研究的結果表明蒸汽滅菌會增加膠塞中水分的含量 68911。膠塞總的吸水量取決于膠塞的材質和滅菌的時間。Corveleyn等人研究了蒸汽滅菌過程，膠塞的材質與其吸收的總的水分量之間的關系，結果表明氯化丁基橡膠塞吸收的水分是溴化丁基橡膠塞的2倍9。此外，Thomas等人證明了膠塞中所含的較少量的親水性物質與膠塞吸收水分的量有關12。西氏公司推薦的滅菌條件為121°C滅菌30min，且一般不應超過60min。以避免因為滅菌時間過長而導致膠塞的一些物理性質的改變（如密封性），不利于膠塞的正常使用。在我們的研究中，分

30、別取3個不同廠家（西氏、石家莊、海華）生產的膠塞各200個，用25°C的純化水漂洗30分鐘，再用7080°C的注射用水漂洗30分鐘，最后將清洗后的膠塞置于蒸汽滅菌柜中，分別于121°C恒溫滅菌30min和60min，取滅菌前后的膠塞測定其水分含量，結果見下圖2：圖2 三個廠家膠塞滅菌前后的水分含量測定結果由上圖可知，清洗和滅菌會導致膠塞的水分含量顯著增加。滅菌60min的膠塞的水分含量略高于滅菌30min的膠塞。與清洗滅菌前的膠塞的水分含量比較，三個廠家膠塞水分含量增加的量不一致，西氏膠塞增加的量最少，滅菌30min和60min水分含量的增加值分別為0.28%和0

31、.34%。海華膠塞增加的量最多，滅菌30min和60min水分含量的增加值分別為0.53%和0.64%。4 干燥過程對膠塞的殘留水分影響本研究所用的（西氏、石家莊、海華）膠塞在經過清洗和滅菌后，其水分含量會顯著增加，可能會導致膠塞的水分含量水平不符合產品使用時的要求。為了避免膠塞中過多的水分轉移至凍干品，最對其造成不良的影響，在保證無菌的前提下，可選擇影響相對較小的滅菌方式，即121°C恒溫滅菌30min。然后再選擇合適的干燥方式除去膠塞中過多的水分。在凍干制品存放的貨架期內，膠塞中的水分會轉移至凍干制品，進而導致凍干制品水分含量高于要求的值，給凍干制品的穩定性帶來不良影響。對膠塞進

32、行干燥處理的目的就是在于減少膠塞中的這些水分。文獻中廣泛地研究了多種膠塞的干燥處理方式。Earle等人所使用的干燥方式為143°C熱空氣干燥4小時11， Wang 等人使用的干燥方式為100°C熱空氣干燥24小時8。Dr. Heike Kofler2和P.D. Donovan3等人則在其研究中均使用了105°C的干燥溫度。另外西氏膠塞公司也推薦使用105°C的干燥溫度，常用的干燥方式為真空干燥和熱空氣干燥。在進行干燥處理時，一個很重要的原則是這種干燥處理應不會改變膠塞的性能和質量。當膠塞暴露在較高的溫度下過長時間后會產生許多問題。最常見的問題就是膠塞相互

33、粘在一起，這是由于膠塞在先前制備中加入了硫化劑。另外還有一些潛在的問題，如機械性能的改變；顏色的改變；析出物/萃取物析出的方式和量的改變；膠塞使用時密封性能的改變2。在我們的研究中，取三個廠家（西氏、石家莊、海華）的膠塞各200個，分別經過清洗，121°C蒸汽滅菌30min。將處理的膠塞單層平鋪在不銹鋼容器中，分別在干燥箱中進行真空干燥（壓力為-0.8MPa）和熱空氣干燥，干燥溫度為105°C，干燥時間分別為1h，2h，4h和8h。為了避免存放過程可能對水分造成的影響，我們取干燥后的膠塞立即進行水分含量檢測，測定結果如下圖3和圖4：圖3 膠塞經真空干燥后水分含量的測定結果圖

34、4 膠塞經熱空氣干燥后水分含量的測定結果由圖3和圖4的結果可知：1)兩種干燥方式下，干燥1小時后，膠塞的水分含量明顯下降，且3個廠家（西氏、石家莊、海華）的膠塞的水分含量均小于未經處理（從供應商購得膠塞后）的膠塞。2)105°C干燥能夠除去由于清洗和滅菌過程中膠塞所吸收的水分，與干燥前的膠塞水分含量相比，所有膠塞中水分含量最大差值為1.22%（海華，105°C真空干燥8小時）；3)隨著干燥時間的延長，膠塞中水分減少的速度減慢，大多數的水分主要是在起初的1小時內被除去。這樣的結果表明了因滅菌而增加的水分主要集中在膠塞的表面，這些水分能夠很快的在干燥初期被除去。結論與Corve

35、leyn9等人的研究一致；4)干燥4小時后的膠塞的水分含量要明顯低于干燥1小時和干燥2小時后的膠塞。干燥4小時后的膠塞與干燥2小時后的膠塞相比較，所有膠塞水分含量最大差值為0.05%(海華，105°C真空干燥)；5)干燥8小時后的膠塞與干燥4小時后的膠塞相比較，水分差值較小。所有膠塞中最大差值為0.02%（石家莊，105°C真空干燥）；6)在同樣的溫度下，經同樣的干燥時間后，真空干燥后膠塞的殘留水分含量更低，真空干燥的效果優于熱空氣干燥；7)終上所述，為了有效除去清洗和滅菌過程中增加的水分，如果對膠塞的水分含量要求較高，在105°C條件下干燥1小時是不夠的，干燥時

36、間至少需要4個小時。另外可考慮采用真空干燥的方式。除了熱空氣干燥，在使用上海欣麗實業生產的膠塞清洗機清洗三個廠家（西氏，石家莊，海華）生產的膠塞并滅菌后，可以利用蒸汽滅菌后的余熱進行真空（-0.08MPa）干燥，使膠塞表面水分迅速揮發，以達到干燥目的。為了考察這種干燥方式能否將膠塞的水分含量控制到比較低的值。我們取3個廠家的膠塞，使用上海欣麗實業生產的膠塞清洗機，用25°C的純化水漂洗30分鐘，再用7080°C的注射用水漂洗30分鐘，最后經121°C蒸汽滅菌30min后，抽真空至清洗機箱體壓力至-0.08MPa，利用余熱進行真空干燥。為了避免存放過程可能對水分造成

37、的影響，我們取干燥后的膠塞立即進行水分含量檢測，結果見下表4：表4利用余熱進行真空干燥后的膠塞水分含量膠塞名稱干燥方式水分含量（%）西氏利用滅菌后的余熱進行真空干燥1小時0.18±0.03石家莊0.24±0.04海華0.29±0.02西氏105°C熱空氣干燥1小時0.19±0.04石家莊0.23±0.02海華0.28±0.04由以上結果可知，三個廠家生產的膠塞利用滅菌后的余熱進行真空干燥的膠塞的水分含量與105°C熱空氣干燥1小時后的膠塞的水分含量相當。雖然使用滅菌后的余熱進行真空干燥可以節約能源，但實際除去膠塞水

38、分的能力有限。滅菌結束后，進行抽真空處理，大量的水分蒸發時會帶走大量的熱量，導致膠塞自身的溫度迅速下降，水分蒸發得越多，溫度下降得越多。從箱內溫度探頭測得的溫度來看，膠塞在整個約1小時的干燥過程中，只能保證干燥溫度高于65°C，而在較長時間內干燥的溫度低于90°C。因此，使用該膠塞清洗機時，如果需要除去膠塞中更多的水分，應考慮增加輔助加熱裝置，進行105°C熱空氣干燥或105°C真空干燥。由于真空干燥會消耗更多的能量，增加使用成本，所以在可以滿足對膠塞水分含量要求的前提下，較好的干燥方式可以是105°C熱空氣干燥4小時或8小時。由于過高的干燥溫

39、度或是過長的干燥時間可能會導致膠塞一些物理性質的改變，所以一般不推薦使用更高的干燥溫度和更長的干燥時間。由于在整個膠塞的處理過程中，只有干燥這一步的處理能減少膠塞中的水分，所以膠塞的干燥過程尤為重要，為膠塞水分含量主要的控制過程。5 存放包裝條件對膠塞的殘留水分影響通過清洗和滅菌，干燥過程對膠塞水分含量影響的研究。三個廠家（西氏，石家莊和海華）生產的膠塞中，海華膠塞在清洗和滅菌后水分增加得最多，在經過同樣的干燥處理后，殘留的水分最多。表明海華膠塞吸水性最強，在處理和使用過程中的風險最大，所以在存放條件和凍干過程對膠塞的水分研究中只選用了海華膠塞作為研究的對象。膠塞在經干燥處理后，在最終使用前，

40、通常會存放一定的時間。Allen C.Templeton等人在其研究中證明了膠塞具有吸水性，所以在膠塞的存放過程中，在一定空氣的濕度條件下水分會重新平衡4。Sam Corveleyn等人將七種不同的凍干膠塞存放于40°C-95% RH的恒濕器中195天，存放過程中在不同的時間分別取樣檢測膠塞的水分含量，結果表明在膠塞的存放過程中，膠塞的水分含量會增加9。因此，需要選擇一種合適的方式（條件和時間）來保證膠塞在使用時的水分含量低于預期的要求。膠塞在處理后，為了保證膠塞的無菌性，并保證膠塞的水分含量符合預期使用的要求，通常會選用合適的容器將滅菌并干燥后的膠塞密封保存。因為聚乙烯（PE）薄膜

41、具有防潮性好，透濕性小，易于密封的特點，所以可將其用于膠塞的包裝。在我們的研究中，取經過清洗，121°C滅菌30min，105°C熱空氣干燥8小時后的海華膠塞（膠塞的水份含量越小，在同樣條件下吸水性就體現得更明顯）。將其按20個每包密封包裝于聚乙烯塑料薄膜袋（厚度：0.05mm）中。其中樣品一包一層聚乙烯塑料薄膜袋，樣品二包兩層聚乙烯塑料薄膜袋，樣品三直接平鋪于不銹鋼容器中。將上述三種包裝的樣品分別存放于25°C-65%RH的條件下30天，從放樣開始，每隔5天分別取樣進行水分含量的測定，每次取樣均重新打開一包未開封過的樣品進行測定，結果見下圖5：圖5 膠塞采用不同

42、的包裝后在25°C- 65% RH條件下存放時水分含量的測定由上圖可知，1) 在25°C-65%RH的條件下，未包裝的膠塞的水分含量迅速增加；存放5天后的膠塞水分含量為0.33±0.04%；存放20天后，水分增加的趨勢開始變緩；存放30天后的水分含量為0.97±0.05%，大于膠塞處理前（從供應商購得膠塞后）的水分含量0.81±0.03%。2)在25°C-65%RH的條件下，采用一層包裝的膠塞的水分含量略有增長，存放30天后的水分含量為0.20±0.02%，與0天相比增加了0.04%。3)在25°C-65%RH的條

43、件下，30天內，采用兩層包裝的膠塞的水分含量沒有變化。4)綜上所述，存放過程中膠塞的會重新吸水而導致水分含量增加，存放包裝條件的不同，對膠塞水分含量影響的程度也不同。為了避免處理后的膠塞的水分含量增加，應選擇合適的包裝方式和存放時間。采用兩層聚乙烯膜包裝，在25°C-65%RH的條件下存放30天可以保證處理后的海華膠塞的水分不增長。6 冷凍干燥對膠塞水分的影響6.1 冷凍干燥過程簡介冷凍干燥制品的生產過程通常為灌裝，加塞，冷凍干燥，壓塞，賦壓和扎蓋。其中，加塞應是半加塞，即將膠塞頸部的一部分插入管制瓶中，這要便可留有水分升華的通路。冷凍干燥結束后，在壓塞密封前，可以事先充入干燥的氮氣

44、到凍干箱內和瓶內，也可直接在真空狀態下利用可運動的壓板或靠液壓驅動的擱板將膠塞頸部全部壓入瓶內，以完成壓塞。直接在真空狀態下壓塞的方式會導致瓶內外壓力差更大，對于容器密封性的要求更高。壓塞結束后，由于凍干箱內的壓力仍然小于箱外的壓力，所以需要通入干燥的壓縮空氣或其它氣體，以去除真空的狀態，然后方能打開凍干機箱門。這個過程一般被稱為賦壓。取出凍干品后，應進行扎蓋，使膠塞產生形變，并維持由膠塞形變產生的反作用力而保證整個系統密封的完整性。6.2 冷凍干燥過程對膠塞水分影響的實驗結果凍干制品半加塞后，會放入凍干機進行冷凍干燥。因此膠塞也同樣經歷了冷凍干燥的過程，其水分含量有可能會因此降低。所以，在我

45、們的研究中，分別取經過清洗，121°C滅菌30min，105°C熱空氣干燥2小時和4小時后的海華膠塞，將其半加塞到7ml管制瓶，管制瓶中灌裝濃度為5%的乳糖溶液1ml，按照一定的程序進行冷凍干燥，冷凍干燥程序（程序1）如下：1) 預凍：-40ºC 2.5小時2) 一次干燥（升華干燥）：-15ºC 8小時 0.50mbar3) 二次干燥（解析干燥）：30ºC 2小時 0.50mbar冷凍干燥過程中，分別在乳糖溶液中和膠塞上固定一個溫度探頭（鉑電阻），記錄整個過程中乳糖樣品和膠塞的溫度。冷凍干燥完成后，在真空的狀態下直接壓塞，賦壓，出箱并軋蓋密封。

46、取經過上述冷凍干燥后的膠塞，測定其水分含量，并與冷凍干燥前的水分含量進行比較，結果見下表5：表5 海華膠塞冷凍干燥前后水分含量膠塞干燥方式樣品簡述水分含量（%）105°C熱空氣干燥2小時冷凍干燥前0.20±0.03冷凍干燥后0.20±0.04105°C熱空氣干燥4小時冷凍干燥前0.16±0.02冷凍干燥后0.17±0.03由上表的結果可知，膠塞在經過冷凍干燥后，其水分含量與冷凍干燥前膠塞的水分含量無差異。即通過冷凍干燥后，半加塞到管制瓶上的膠塞的水分含量不會減少。下面由溫度探頭記錄的溫度曲線（圖）可以解釋這個問題。圖6凍干過程中乳糖樣

47、品和膠塞的溫度的記錄備注：圖中除了膠塞溫度曲線和凍干品溫度曲線外，另外的一條溫度曲線記錄了隔板的溫度。由上圖可知，處于預凍和一次干燥（升華干燥）階段時，膠塞的溫度均高于-10°C。這是由于膠塞和凍干機的擱板未直接接觸，不能直接進行熱傳遞。膠塞的溫度較高，其中的水分不會凍結（凍干品在經過過冷后，凍結時由于晶體析出而迅速放熱，會出現上圖中凍干品溫度由-10ºC回升至-1ºC左右的放熱峰，而記錄的膠塞的溫度曲線則沒有這個放熱峰），因此，在一次干燥階段亦不會出現水分的升華。當處于二次干燥（解析干燥）階段時，膠塞的溫度約為25ºC，由于溫度較低，膠塞中的水分不易游

48、離和擴撒。另外，與凍干塊相比，膠塞不具有多孔性的性質，所以膠塞不可能存在凍干塊那樣的干燥過程。綜上所述，在冷凍干燥的一次干燥過程中，由于水分未凍結，膠塞中的水分不會升華。而在二次干燥過程中，由于膠塞溫度較低，其水分也不易釋放出來。所以冷凍干燥的過程并不能減少膠塞中的水分含量。第3章 膠塞中的水分對凍干乳糖水分的影響 1 物料與儀器1.1 物料表6 乳糖水分含量測定所用一般物料名稱規格生產廠家卡爾費休試劑KFR-T04（A液）天津四友精細化學品有限公司甲醇色譜純Burdick&Jackson一水乳糖藥用DMV1.2 包裝材料表7 乳糖水分含量測定所用包裝材料名稱規格聚合物類型生產廠家注射

49、用冷凍干燥無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞20-D2(直徑：20mm)溴化丁基江陰市海華橡塑有限公司注射用冷凍干燥無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞13-D2(直徑：13mm)溴化丁基江陰市海華橡塑有限公司低硼硅管制瓶7ml-重慶正川玻璃有限公司低硼硅管制瓶5ml重慶正川玻璃有限公司鋁塑復合鋁蓋20mm-河北金環包裝鋁塑復合鋁蓋13mm-河北金環包裝備注：為了便于敘述，研究中所用到的包裝材料的名稱均采用其生產廠家的簡稱。（下劃線部分）。1.3 儀器表 8 乳糖水分含量測定所用儀器設備名稱型號生產廠家天平BS224SSartorius（賽多利斯）卡爾費休水分測定儀860 KF Thermoprep 萬通冷凍干燥機

50、EPSILON 2-4LSCMarin Christ2 乳糖水分含量測定方法實驗中，我們使用了萬通的容量法卡氏水分測定儀。該儀器通過了相關的周期性驗證，能夠保證測得數據的重復性和準確性。測定乳糖的水分方法如下：1） 在滴定杯中裝入一定量的甲醇；2） 直接將稱重后的乳糖通過稱樣舟加入到滴定杯中，攪拌；3） 進行滴定并自動判斷終點，每份樣品消耗的碘滴定液應不少于0.5ml；4） 所有的樣品均取3份樣進行測定，報告值為平均值±S.D.(n=3)。3 容器密封完整性為了準確的評估膠塞中水分對乳糖水分含量的影響，其水分增加的原因應是來源于膠塞，而不是來源于不良的密封條件導致水分的滲漏。所以必要

51、保證扎蓋后容器的密封完整性。因此我們對研究所用的膠塞、管制瓶和鋁蓋進行了容器密封性的驗證。方法如下：1） 取實驗用膠塞10個（處理后），進行既定的清洗，滅菌和干燥處理；2） 取管制瓶10個，每個加水2ml，加處理后的膠塞和鋁蓋，用軋蓋機軋蓋密封；3） 將膠塞放進裝有10g/L亞甲基藍溶液的容器中，使其完全浸沒；4） 將容器放入真空箱中，抽真空至真空度為75kPa，維持30min，真空箱恢復至常壓，再維持30min；5） 取出，用水沖洗瓶外，以目力觀察，亞甲基藍溶液不得浸入瓶內。結果表明，實驗所用的包裝系統（1.海華膠塞20mm、正川低硼硅管制瓶7ml、金環鋁塑復合鋁蓋20mm；2.海華膠塞13

52、mm、正川低硼硅管制瓶5ml、金環鋁塑復合鋁蓋13mm；），在既定的制備工藝下，無亞甲基藍溶液浸入，可以保證密封的完整性。4 膠塞的干燥方式對乳糖水分含量的影響試驗已經證明膠塞的處理方式對其水分含量有影響，在良好的包裝的前提下，因為只有干燥處理能夠減少膠塞中的水分，所以起決定作用的步驟為干燥處理。為了研究膠塞的干燥方式對易吸潮的乳糖凍干品的水分含量的影響。我們將5%的乳糖溶液按1ml/瓶的灌裝量灌裝于7ml的低硼硅管制瓶（重慶正川），分別半加塞（海華膠塞20mm，清洗，121ºC滅菌30min，105ºC熱空氣干燥1小時、2小時和8小時）。將樣品置于凍干機（christ）進

53、行冷凍干燥，按如下的冷凍干燥程序（程序2）進行冷凍干燥。1) 預凍：-40ºC 2小時2) 一次干燥：-25ºC 20小時 0.20mbar3) 二次干燥：30ºC 10小時 0.10mbar冷凍干燥完成后，在真空的狀態下直接壓塞，賦壓，出箱并軋蓋密封。將制得的樣品分別存放于40±2°C-75±5%RH的條件下。分別于第0個月，第1個月，第2個月，第3個月和第6個月取樣檢測樣品的水分含量，每個時間點的樣品均取3個進行檢測，以其平均值作為報告值，結果見下圖7：圖7使用經過不同干燥時間的膠塞，乳糖凍干品水分含量測定由上圖可知：1) 留樣過

54、程中，乳糖凍干品的水分含量均明顯增加，使用105ºC熱空氣干燥1小時的膠塞制備的樣品在40±2°C-75±5%RH的條件下存放2個月后，乳糖的水分含量超過3.0%，乳糖凍干塊的顏色由初始的白色變成了淡黃色。因此，對于凍干的乳糖而言，為了保證其質量不發生改變，其水分至少應不超過3.0%；2) 留樣1個月后，使用3種膠塞的乳糖凍干品的水分含量均迅速上升，隨后增長趨勢開始放緩，最終到達一個平臺。這樣的結果表明了在較短的時間里，膠塞和乳糖凍干品之間的水分即可達到平衡；3) 使用3種膠塞的乳糖凍干品的水分含量增長趨勢一致。但隨著所使用的膠塞的干燥時間的延長，乳糖凍

55、干品的水分含量增長速率變慢，最終達到平臺的水分含量也更小。乳糖凍干品最終的平衡水分值與膠塞的干燥方式密切相關，為了保證其質量（水分含量應不超過3.0%），所使用的膠塞在經過清洗和滅菌處理后，至少應在105ºC熱空氣干燥2小時。膠塞的干燥時間越短，膠塞中殘留的水分越多，進而會釋放更多的水分到乳糖凍干品中，導致凍干品水分含量增加越多。為了評估膠塞中到底有多少水分被乳糖吸收，我們進行了相關的計算，結果如下表9：表9 乳糖水分增加的重量占膠塞中水分的重量的比例膠塞干燥時間加速6月時乳糖水分增加重量（mg）膠塞中水分重量（mg）增加重量占膠塞水分重量的比例（%）1h1.655.8728.12h

56、1.144.3526.28h0.853.4824.5由以上結果可知，經過不同時間干燥后的膠塞，其所含水分的量不同，遷移至乳糖凍干品的水分的量亦不同。但是從膠塞中遷移到凍干品的水的重量占膠塞中水分總重量的比例則類似。因此可以據此比例來評估海華膠塞中的水分可能對乳糖凍干制品的水分含量的影響，為制定膠塞水分含量限度和合適的膠塞的處理方式提供依據。5 對不同裝量的乳糖凍干品水分的影響進行同一種類不同規格產品的冷凍干燥時，通常會將同樣濃度的溶液按照不同體積灌裝于一定大小的管制瓶中。因此，膠塞中的水分可能對不同規格樣品的水分的影響不同。為了考察上述影響，我們將5%的乳糖溶液分別按1ml/瓶和2ml/瓶灌裝

57、于7ml管制瓶（正川）中，半加塞（海華膠塞20mm，清洗，121ºC滅菌30min，105ºC熱空氣干燥2小時）。規格為1ml/瓶的樣品按冷凍干燥程序2進行冷凍干燥，規格為2ml/瓶的樣品按如下的冷凍干燥程序（程序3）進行冷凍干燥。1) 預凍：-40ºC 3小時2) 一次干燥：-25ºC 30小時 0.20mbar3) 二次干燥：30ºC 15小時 0.10mbar冷凍干燥結束后，在真空的狀態下直接壓塞，賦壓，出箱并軋蓋密封。將制得的樣品分別存放于40±2°C-75±5%RH的條件下。分別于第0個月，第1個月，第2

58、個月，第3個月，第6個月取樣檢測樣品的水分含量，每個時間點的樣品均取3個進行檢測，以其平均值作為報告值，結果見下圖8：圖8 兩個規格乳糖凍干品在40±2°C-75±5%RH的條件下存放水分含量測定由上圖可知：1) 留樣過程中，兩種灌裝規格的乳糖凍干品的水分含量均明顯增加；2) 留樣1個月后，2ml/瓶的樣品的水分含量迅速由0.43±0.04%增長至1.04±0.04%。隨后增長趨勢開始放緩。最終到達一個平臺，其水分含量為1.44±0.04%。2ml/瓶的樣品的水分的含量增長趨勢與1ml/瓶的樣品的趨勢一致，但水分含量要明顯小于后者。 為了更加明顯的看到兩個不同灌裝規格樣品的水分增加情況，我們計算了留樣過程中，樣品中水分的重量，結果見下表10：表10兩個規格乳糖凍干品在留樣期間水分的重量灌裝規格凍干塊重（mg）水分的