透湿率试验仪

究目的本研究的目的是证明使用配置了电导率选项的Sievers® M9总有机碳（TOC）分析仪和使用台式仪表和探头来测量《中国药典》2020版通则与USP 规格样品水第1阶段电导率这两种方法同样有效，并帮助用户从使用台式仪表和探头转换为使用配置电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪。制药用水的电导率是指样品水在已知电势差上传导因离子运动而形成电流的能力值。电导率的计算方法是用电流强度除以电场强度。可以用离线的台式仪表和探头或者在线的电导率传感器来测量电导率1。随着温度和pH值变化，水分子自然离解成离子，从而使样品水具有可计算的电导率。外来离子也会影响样品水的电导率，并对样品水的化学纯度以及样品水在制药应用中的适用性产生较大影响。因此，国际通用的药典都有关于测量制药用水电导率的专论，给出了水的纯度和适用性的接受标准。USP 还对测量电导率的仪器规定了具体要求，并规定了具有不同接受标准的三个测量阶段，以帮助用户进行在线或离线测量。第1阶段测量的接受标准最严格，但此阶段最容易实施。第2和第3阶段测量则要求实验室人员进行离线的、耗时的实验台操作。对于制药商而言，最想进行的测量是离线或在线的第1阶段测量。根据USP ，如果要进行离线测量，测量就必须在合适的容器中进行。离线测量电导率所使用的合适容器的制造材料，不可以在与样品接触时浸出离子。传统的硼硅酸盐玻璃瓶会在样品水中浸出钠离子和其它离子，因此不适用于测量制药用水。Sievers电导率和TOC双用途瓶（DUCT，Dual Use Conductivity and TOC）的瓶体、瓶盖、垫片的测试表明，即使用DUCT瓶保存样品长达5天，也不会对样品的TOC和电导率产生明显的贡献。2,3目前许多制药商在测量制药用水的电导率时使用台式仪表和探头离线进行第1或第2阶段测量。这种测量方法有几个无法避免的缺点，比如数据不安全、样品的安全性不足、样品暴露于空气中、资源的使用效率低等。测量制药用水电导率的先进方法应当是进行自动化的第1阶段电导率测量，而存放和传输数据的电子安全数据库应完全符合21 CFR Part 11法规和最新的数据完整性法规。配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪就为用户提供了这种理想的第1阶段电导率测量方法。以下路线图显示如何从使用台式仪表和探头来离线测量第1阶段电导率，转换为使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来自动测量第1阶段电导率。料配置了电导率选项的Sievers M9便携式TOC分析仪（SN＃0043）配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多SevenCompact 仪（Mettler Toledo SevenCompact Meter）一盒Sievers DUCT电导率和TOC双用途样品瓶（HMI 77500-01）两套Sievers 100 μS/cm KCl电导率校准标样（STD 74470-01）（如果适用）一瓶500毫升Ricca 100 μS/cm KCl标样，25°C（CAT＃5887-16）10毫升和1000微升移液器和吸头析步骤01通过DataPro2（请见下图）中的“样品电导率校准（Sample Conductivity Calibration）”系统任务，或者用M9的触摸屏，用100 μS/cm标样组（STD 74470-01）来校准M9分析仪，确保校准正确。02用100 μS/cm标样组（STD 74470-01）来校准梅特勒-托利多SevenCompact仪和InLab 741 ISM电导率探头，确保校准正确。请务必选用正确的电导率校准值。对于梅特勒-托利多SevenCompact仪，请选择以下校准标样路径：菜 单（Menu）/校准（Calibration），设置（Settings）/校准标样（Calibration Standard）/定制标样（Customized Standard）。输入100 μS/cm KCl标样，25°C。03为了最大程度上减少样品在传送过程中或转移到二级容器过程中被空气中的二氧化碳所污染，所有标样都应直接制备在DUCT样品瓶中² 。请采用正确的样品制备技术，用100μS/cm KCl储备溶液分别制备30毫升DUCT瓶装的100、75、50、25、12.5、10、5、2.5、1.25、1 μS/cm浓度的标样² 。最佳做法是按从高浓度到低浓度的顺序来制备标样，这样就可以在制备和分析各种敏感的低浓度标样之间花费最短的时间。所需要的稀释体积，请参考表1。04低浓度电导率标样非常敏感，因此必须先运行最低电导率标样，最后运行最高电导率标样，方法条件如图1所示。M9分析仪报告原始电导率、温度、温度补偿电导率。USP 指出，对未知水样的所有阶段1的电导率测试是非温度补偿的。在进行校准、确认、比较研究时，应使用已知化合物的纯标样。例如，上述校准标样在25°C时为100 μS/cm KCl。为了正确地将测量值与此标准值进行比较，必须将电导率测量值补偿回参考温度25°C时的标准值。同样，由于是在两个电导率测量平台上测量这些纯净的已知标样，因此必须进行温度补偿以确保进行正确的比较。05采用正确的取样技术，用100 μS/cm KCl储备溶液分别制备DUCT瓶装的100、75、50、25、12.5、10、5、2.5、1.25、1.00 μS/cm浓度的标样，用于台式仪表和探头测量。低浓度标样非常敏感，因此必须最先在仪表和探头上运行最低电导率标样，最后运行最高电导率标样，方法条件如图1所示。确保将探头完全浸入DUCT瓶中。样品水在转移时可能会洒出来，因此建议将样品瓶放在二次容器（即防洒容器）中，以便在操作过程中用二次容器接住洒出来的水。06对于梅特勒-托利多SevenCompact仪表，确保选择25°C作为参考温度，并对测量值进行温度补偿。在仪表和M9上选择准确的补偿曲线和参考温度，这一点非常重要。KCl在低浓度时有非线性温度校正曲线，因此建议在仪表上选择非线性补偿曲线。测量时请将探头放入样品中，然后按“读取（Read）”键。待测量稳定后，表会提示“保存（Save）”或“退出（Exit）”。所有样品的测量数据都会记录在仪表上，然后导出用于分析。结果和讨论图2是配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪测量的电导率数据，包括实测响应和预期响应的数据对比。响应值连成直线，可以看到R² 值和斜率，便于进行方法比较。图2中的数据显示，配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪的电导率线性非常适用于测量制药用水的第1阶段电导率。图3是Sievers M9 TOC分析仪测量的电导率数据，包括实测响应和预期响应的数据对比。响应值也连成直线，可以看到R² 值和斜率，便于进行方法比较。图3中的数据显示，Sievers M9 TOC分析仪的电导率线性也适用于测量制药用水的第1阶段电导率。表2是配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪和配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪的线性方法对比数据。这两种不同设备的实测响应数据显示，Sievers M9的R² 和斜率响应均略优于配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪的R² 和斜率响应。本研究中的数据不仅确认了这两种设备方法都可以有效地测量电导率，更进一步证明了配置电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪更具优势。用这两种设备方法的结果差异，部分归因于样品与周围空气能否有效隔离。当使用Sievers M9 TOC分析仪时，电导率和TOC标样都装在DUCT样品瓶里进行分析，从而有效地隔离了空气。而当使用梅特勒-托利多仪和探头时，需在测量过程中打开样品瓶的盖子以便插入探头。打开瓶盖后，空气中的二氧化碳就会污染样品。在测量电导率时，Sievers M9分析仪比传统的台式仪表和探头有更好的线性、斜率响应、样品处理。除此之外，Sievers M9分析仪还有其它优势。台式仪表和探头测量的数据通常以txt或csv格式存放在仪表上。这都不是安全的数据格式，容易被审计机构审查。而Sievers M9分析仪采用安全的数据文件格式，数据不会受到机构审查。此外，在使用台式仪表和探头时，通常需要用USB设备来从仪表向电脑传送数据，而使用USB来传送数据时，容易被审计机构审查数据完整性。M9分析仪的数据可以通过以太网自动导出到LIMS系统、SCADA系统、或其它数据管理平台。最后，台式仪表和探头需要专门的操作人员来制备和运行样品，费时费力。由于对温度、搅拌、测量稳定性的要求，每份样品的第2阶段电导率测量时间需长达30分钟。而将自动进样器和配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪一起使用时，就可以实现自动化的样品分析和数据采集。考虑到Sievers M9 TOC分析仪的上述诸多优点，及其卓越的分析结果，那么制药商放弃使用传统的台式仪表和探头，转而使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来自动测量电导率，就成为非常明智的选择。两种设备方法的优缺点比较，请见表3。结论改变现行的分析方法通常是复杂的过程，而从传统的台式分析转换为自动分析可能更加复杂。本研究旨在说明如何从使用台式仪表和探头转换为使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来测量电导率。本研究证明了台式设备和自动设备在测量USP 第1阶段电导率时具有同等分析性能，从而证明了从台式分析转换为自动分析的可行性。本研究还显示，用户可以相对容易地完成这一转换。最后如表3所示，当使用Sievers M9分析仪代替台式仪表和探头来测量电导率时，可以有诸多优点，例如数据可靠性、样品完整性、自动化运行等，这就使得从台式分析到自动分析的转换对寻求精益工艺流程的制药商极具吸引力。参考文献Sievers Lean Lab: Simultaneous Stage 1 Conductivity and TOC Lab Testing of Pharmaceutical Water (300 40030).DUCT Vial Performance and Stability (300 00297).Reserve Sample Bottles for Conductivity and TOC (300 00299).Low Level Linearity Conductivity Study on the Sievers M9 TOC Analyzer (300 00339).◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

食品本身的可食用性以及保存方式。根据数据统计,食品品质较大程度上取决于食品在经过加工后的保存方式。由于食品在储存的过程中容易受到环境因素, 如光照、氧气、湿度等的影响, 食品的包装材料在食品的后期保存中起到至关重要的作用。好的食品包装材料不仅能够延长食品的保质期, 还能够更大程度地保存食物的原有风味。 食品包装件在储存与流通过程中均易遭受空气中氧气、光照、水蒸气的影响，以致内装食品品质降低，甚至失去食用价值。因此, 针对食品包装材料的氧气及水蒸气的阻隔性进行研究, 进而选择合适的包装材料尤为重要。对食品包装材料的阻隔性进行研究通常是对其进行透过率测试, 从而得到各项阻隔性能参数。 济南普创工业科技有限公司就近年来透过率检测技术在食品包装材料的氧气透过率与水蒸气透过率检测中的应用进行综述。 等压法氧气透过率测定仪OTR-D3一、食品包装材料的阻隔性能检测1、氧气透过率检测方法的比较导致食品变质的因素主要有微生物生长、酶反应、油脂、色素和维生素等的氧化、香味散失及异味吸附等。为了延长食品货架期, 要求包装材料具有一定的阻隔性能, 装材料的气体透过量越大, 其阻隔性越差。目前, 对食品包装材料气体阻隔性的检测依据是国家标准 GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》和 GB/T19789-2005《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 库仑计检测法》。 1.1原理比较压差法的原理是试样将气室分为高压和低压 2部分, 试样密封后用真空泵将低压室内的空气抽到接近零值。用测压计测量低压室内的压力增量△p, 可确定氧气由高压室透过膜到低压室的以时间为函数的气体量, 氧气透过量和氧气透过系数可由仪器计算得到。而库仑计检测法虽然也是用试样将透气室分成2 部分, 但是在试样的一侧通氧气, 另一侧通氮气作为载气。透过试样的氧气随氮气一起进入库仑计中进行化学反应并产生电压, 该电压与单位时间内通过库仑计的氧气数成正比, 从而计算得出氧气透过率和氧气透过系数。1.2优缺点及适用性比较压差法和库仑计法的测试原理和测试条件不同,结果的单位也不相同(压差法的单位是 cm3/(m224 h0.1 MPa), 而库仑计法的单位是 cm3/(m2d)), 而且压差法的测定数值并非一定大于库仑计法[7]。压差法设备自动化程度高, 操作比较简单, 出现故障也容易排查和解决。库仑计法的操作则较为复杂, 多处需要人工干预, 试验中的注意事项更多, 特别是库仑计是消耗型传感器, 其前后端的阀门打开的顺序和时间有严格要求, 若操作不当, 极易造成传感器的消耗和损坏。此外, 库仑计法设备需定期更换高纯氮气、氧气和传感器, 维护保养难度更大。由于压差法需要控制温湿度和压力, 因此需要定期校准温湿度控制器和测压计。而库仑计法需要对温湿度、上下腔气流量和库仑计进行控制, 因此要定期对温湿度控制器、上下腔气体流量计和库仑计进行校准[7]。在成本上, 压差法需要较少的氧气, 并且传感器无损耗, 正常情况下无需更换。而库仑计法需要大量的高纯氮气和氧气, 并且传感器有损耗, 需要定期更换。因此, 库仑计法的成本远高于压差法。在精准性上, 虽然库仑计法的传感器损耗大, 需要定期校正甚至更换, 但其精准性要高于压差法。由于库仑计法中使用的是高纯氮气和氧气, 并需要经常校正传感器, 因而该法中的每个步骤的误差相对较低, 因此该法的精准性更高。目前, 国内使用较多的是基于压差法的国家标准, 但由于库仑计法的精准性高于压差法, 因此美国等一些其他国家普遍采用的是基于库仑计法的标准。 红外法水蒸汽透过率测定仪WVTR-E32、水蒸气透过率检测方法的比较食品包装材料的水蒸气阻隔性也是衡量该包装材料阻隔性的重要依据。例如, 大米中适量的水分是维持其正常生命活动和保持固有色、香、味等食用品质所必需的, 过量的水分会促进大米内微生物的生长和繁殖, 失水则会导致大米爆裂。因此在贮运过程中因环境因素的影响而造成的大米失水或吸水会严重影响大米的品质和货架寿命。通常情况下, 采用水蒸气透过系数和水蒸气透过量来评价包装材料的水蒸气阻隔性。水蒸气透过系数是指在恒定的温湿度、单位时间及水蒸气压差下, 透过单位厚度和面积试样的水蒸气量 而水蒸气透过量是指在恒定的温湿度下, 且水蒸气压差和试样厚度一定, 每平米试样在 24 h 内透过的水蒸气量。目前, 国内检测包装材料的水蒸气阻隔性的主要方法有 GB/T 26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 红外检测器法》和GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 电解传感器法》。2.1原理比较红外检测器法是让样品将测试腔隔为 2 腔。一边为低湿腔, 另一边为高湿腔, 里面充满水蒸气且温度已知。由于存在一定的湿度差, 水蒸气从高湿腔通过样品渗透到低湿腔, 由载气传送到红外检测器产生一定量的电信号, 当试验达到稳定状态后, 通过输出的电信号计算出样品的水蒸气透过率。电解传感器法是把试样装夹到渗透腔内后, 将渗透腔分成干腔和湿腔(湿度可调)。在干腔中有干燥的载气流通过,从湿腔透过试样的水蒸气由载气携带到电解池内 。电解池内有 2 个螺旋形金属电极, 电极表面涂有五氧化二磷。载气携带的水蒸气被五氧化二磷定量地吸收, 并通过给电极施加一定的直流电压, 将水蒸气电解成氢气和氧气。根据电解电流的数值, 计算单位时间内透过单位面积试样的水蒸气量。可见, 2种方法都是利用试样将湿腔分为 2部分, 一高一低或一湿一干, 使得水蒸气从较湿的一侧透过到较干的一侧, 并记录相应数值以计算终数值。不同之处在于 2 种方法所使用的检测器不同, 红外检测器法是用红外检测器直接检测水蒸气携带的电信号计算数值, 而电解传感器法则是检测通过五氧化二磷定量吸收的水分所产生的电信号计算数值。2.2优缺点及适用性比较红外检测器法的试验步骤相对简单, 只需要使用参考膜进行仪器校正, 并通载气测零点漂移值就可进行正常检测。而电解传感器法的测试过程相对复杂, 需要将盛有合适浓度的硫酸溶液或蒸馏水或饱和盐溶液等介质的多孔盘放到渗透腔的湿腔中, 用来形成恒定的湿度环境, 而且试验过程中需要使用大量载气, 还需要向电解池施加直流电压, 使其一直保持通电状态。从成本上说, 2 种方法都需要使用干燥的载气。红外检测器法只需要对参考膜进行校正, 而电解传感器法则需要合适浓度的溶液提供合适的湿度环境, 并且需要电解池通电, 检测成本明显高于红外检测法。从精确性角度上说, 红外检测法的步骤比电解传感器法少, 降低了产生误差的可能性, 因此红外检测法的精准性更高。目前, 通常使用基于红外检测器法的国家标准对试样的水蒸气透过率进行检测。二、阻隔性检测在食品包装材料中的应用阻隔性能检测仪器在食品包装材料检测中的应用主要是针对不同食品包装材料对同种食品的氧气及水蒸气的阻隔性进行检测。利用氧气及水蒸气阻隔性检测方法研究了在相对湿度为 50%的条件下, 不同温度对 2 种不同结构乳粉包装膜的氧气透过率的影响和 33 ℃时不同湿度对 2 个样品的氧气透过率的影响。结果表明, 在湿度一定的条件下, 随着温度的升高,样品的氧气透过率呈升高趋势 在温度一定的条件下, 随着湿度的上升, 样品的氧气透过率呈上升趋势。在包装材料阻隔性对德州扒鸡的品质影响分析中,使用透氧检测技术对 PET.SiO2 涂层/尼龙 15/改性 CPP、Kurarister涂层/OPET/CPP 和 PET/尼龙 3 种不同阻隔性材料进行阻隔性检测, 并对用 3 种食品包装包裹的德州扒鸡的色泽和挥发性风味进行评价, 结果表明, 前 2 种高阻隔性材料对德州扒鸡的保存更为有利。经过阅览大量相关文献, 现阶段的阻隔性研究主要针对不同种类包装材料对某一种食品的阻隔性进行研究, 进一步可以针对某一种包装材料(可以是单一材料, 也可以是复合材料)对不同食品的阻隔性能进行研究。更多咨询请关注山东普创工业科技有限公司。

济南兰光机电技术有限公司作为主要起草单位，与国家包装产品质量监督检验中心（济南）、山东质量检验协会共同编制的《包装材料 塑料薄膜、片材和容器的有机气体透过率试验方法》（GB/T 28765-2012）国家推荐性标准近日由国家质量监督检验检疫总局发布，并于2013年5月1日正式实施。 常见有机气体如苯、酯、醇、酮、醛、醚等在渗透过程中会与多数薄膜材料发生反应，出现溶胀现象，导致材料的结构特性发生改变，进而影响其阻隔性，这也是当 前全球尚无有机气体透过率检测的方法标准的缘由之一。在该领域的研究中，一种定量测试方法&mdash &mdash 均衡法应用最广，对此，负责本标准起草的研究团队对该种方法 的仪器化可行性进行为期两年的全面分析及数据验证工作，肯定了该方法在实现检测及量化该测试指标上均可满足要求，同时提出了同样具有科学性和应用性的全新 测试方法&mdash &mdash 真空法。这在一方面有助于对当前实验室已在使用的均衡法测试给予使用指导，另一方面通过两种试验方法可进一步验证测试数据有效性。 当前包装容器的整体检测技术发展很快，由于容器测试与薄膜测试仅在测试腔的结构存在差异，其他测方面并无改动，因此容器有机气体透过率测试技术也被引入此标准中，进而拓宽了本标准的检测对象种类。 《包装材料 塑料薄膜、片材和容器的有机气体透过率试验方法》涵盖了均衡法和真空法两种试验方法，是国际上首项有机气体透过率测试方法标准，为科学的评价食品、药品、 化妆品包装材料的有机气体透过率（即保香性能）提供了一种可量化的检测手段，同样也标志着济南兰光机电技术有限公司在包装材料有机气体渗透研究领域的学术 水平处于全国领先地位。