冰点渗透压仪校准方法的探讨

吉普丽儿

2012/09/13
《分析科学学报》

私聊

仪器检定/校准/计量

一、概述

冰点渗透压仪在制药行业普遍用于对药物制剂渗透压的检测，其数值精确与否关乎制剂药物的质量与疗效。目前，国家尚无冰点渗透压仪的计量检定/校准方法可用，而在实际工作中经常会遇到此方面检测需求，这也是《中国药典》中规定必须检测的项目。因此，通常的做法是参照《中国药典》给出的冰点渗透压仪校正方法进行校准。然而，该校正方法给出的方法所配制的溶液实际毫渗透压摩尔浓度值明显偏离理论值，不满足计量检测对标准物质的溯源性原则，且最高仅为700 mOsm/kg(见表1)，而现在使用中的冰点渗透压仪测量范围最高达到3000 mOsm/kg，无法满足全量程范围内任意一点的校准。从计量的角度和根据国食药监械【2012】63号《全国医疗器械检测机构基本仪器装备标准》的要求，应在（0～3000）mOsm/kg量程范围内检定/校准。

表1

每1000g水中氯化钠的含量/g	毫渗透压摩尔浓度实际值（mOsm/kg）	毫渗透压摩尔浓度理论值（mOsm/kg）
3.087	100	106
6.260	200	214
9.463	300	324
12.684	400	434
15.916	500	545
19.147	600	655
22.380	700	766

因此笔者经过试验，使用无水葡萄糖配制参考溶液，可以解决毫渗透压摩尔浓度实际值相对它的理论值明显偏小以及冰点渗透压仪在全量程范围内可校准任意一点的难题。

二、参考溶液的配制

渗透压，通常使用渗透压摩尔浓度表示。渗透压摩尔浓度的单位，通常以每千克溶剂中溶质的毫渗透压摩尔来表示，可按下列（公式1）计算理想毫渗透压摩尔浓度（mOsmol/kg）：
毫渗透压摩尔浓度=

(公式1)

式中：n为溶质分子溶解时形成的粒子数，在理想溶液中，例如葡萄糖n＝1，氯化钠或硫酸镁n＝2，氯化钙n＝3，枸橼酸钠n＝4。为了满足对冰点渗透压仪全量程的校准，我们选择葡萄糖配制参考溶液。

参考溶液根据公式1进行配制，根据定值的需要选取一定量的无水葡萄糖，加入1000g去离子水，待无水葡萄糖完全溶解，摇匀既得。无水葡萄糖使用前需在105℃条件下充分烘干。

三、计量性能要求及使用到的计量仪器

根据国食药监械【2012】63号《全国医疗器械检测机构基本仪器装备标准》的要求

1、测量范围：（0～3000）mOsm/kg

2、示值误差：

≤500mOsm/kg时，不大于±2mOsm/kg

﹥500mOsm/kg时，不大于±0.5%

3、参考溶液配制过程中使用的计量仪器

(1)电子天平: 最大称量不小于1kg，且最小分度不大于1mg；

(2)容量1000mL以上玻璃量器；

(3)无水葡萄糖：分析纯。

四、参考样品计量性能的验证

1、配得参考溶液毫渗透压摩尔浓度的扩展不确定度

(1)代入公式的葡萄糖分子量引入的不确定度分量

葡萄糖分子式：C₆H₁₂O₆(个元素物质的量：C—12.011、H—1.00794、O—15.9994)
葡萄糖分子量=12.011×6+1.00794×12+15.9994×6=72.066+12.0953+95.9964=180.16

葡萄糖分子量引入的不确定度是由于数字修约所引起的不确定度，取修约过程中产生的误差极限值作为该不确定度分量：则

=0.0023

（2）样品称量过程中衡量仪器引入的测量不确定度分量

称量过程中需先后对葡萄糖和所加入的水进行两次称量，故由衡量仪器引入的不确定度分量

由两个分量组成。

称量过程中使用的最小分度值为1mg的电子天平当称量值≤500g时其最大允许误差为±5mg，当500g﹤称量值≤1000g时其最大允许误差为±10mg。由于只有当配制毫渗透压摩尔浓度﹥2775 mOsm/kg时所称量的无水葡萄糖会大于500g，所以大多数情况下，称量无水葡萄糖时电子天平引入的不确定度

=2.89mg。

因为加水量的准确度实际影响的也是每千克水中加入葡萄糖的克数的准确度，且当溶液中加入无水葡萄糖质量一定时，加水量的多少与无水葡萄糖的浓度成比例，所以称量过程中加水量的不确定度

所以

（3）无水葡萄糖纯度引入的测量不确定度分量

分析纯无水葡萄糖经充分干燥后，根据生产厂家提供的技术指标估计，其纯度不小于99.9%，估计其引入的不确定度分量：

（4）灵敏系数

为方便表示以m表示每千克溶剂中加入溶质的克数，以Mr表示分子量。

所以

（5）合成标准不确定度

（6）扩展不确定度U

U=k·

(k=2)

(7)相对扩展不确定度

根据上述公式配得的参考溶液示值及其扩展不确定度见表2：

表2

每1000g水中葡萄糖的含量/g	毫渗透压摩尔浓度（mOsm/kg）	扩展不确定度（mOsm/kg）	相对扩展不确定度（%）
18.016	100	0.12	0.12
54.048	300	0.35	0.12
90.080	500	0.58	0.12
180.160	1000	1.2	0.12
270.240	1500	1.7	0.11
360.320	2000	2.3	0.12
450.400	2500	2.9	0.12

2、参考样品计量性能的验证

由表2可见当溶液毫渗透压摩尔浓度不大于500mOsm/kg时，参考溶液的扩展不确定度最大为0.58 mOsm/kg，而冰点渗透压仪的测量准确度要求为±2mOsm/kg，满足示值误差的测量不确定度小于被评定测量仪器最大允许误差的绝对值的三分之一的要求。当溶液毫渗透压摩尔浓度大于500mOsm/kg时，参考溶液的相对扩展不确定度为0.12%，仪器的测量准确度要求为±0.5%，同样满足示值误差的测量不确定度小于被评定测量仪器最大允许误差的绝对值的三分之一的要求。所以按上述方法配制的参考溶液可以用于冰点渗透压仪的校准。

五、校准方法

1 示值误差

冰点渗透压仪开机，预热30分钟。使用厂家自带标定液进行标定，如没有标定液也可参考使用说明书根据标定溶液配制方法自行调配。标定完成后，使用参考溶液对仪器进行校准，根据实际需要选择校准点，不少于5点，每点6次，取平均值。

示值误差根据公式计算：