Диссертация (1154377), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Так как площадь проекции сферическойчастицы равна: = √,то средний проектированный диаметр рассчитывается, как: = √,где S– площадь частицы, n – количество пикселей в изображении частицы, π–линейный размер пикселя.Определениезначенийконцентрации.Важнойхарактеристикойдисперсности системы является концентрация. Различают счетную Сn,129массовую Сm и объемную СV концентрацию – число, суммарную массу,суммарный объем частиц в единице объема дисперсной системы: =∙( ) ∙ ∙. , =∙( ) ∙.

, = . ,где I0 – интенсивность падающего излучения, I− интенсивность излучения,прошедшего через рассеивающую среду, l – длина оптического пути см,  −плотность материала частицы, г/см3.Определение значений функции распределения частиц по размеру. Принимаяусловиеоднородностисферычастицы,отсутствиеинтерференцииимногократного рассеяния в монохроматическом лазерном пучке света, задачаопределения значений функции распределения частиц по размеру f(D) сводится кобращению интегрального уравнения первого рода:∞φ(χ)=∫ (, ) (),где f(D)–дифференциальная функция распределения частиц по размеру; F(x, D) –ядро уравнения, известное из теории рассеяния света на отдельной частице; (x) –функция, определяемая в специально поставленном эксперименте.

Если ядроF(x,D) – индикатриса рассеяния J(,D) одиночной частицы, то (x) являетсяполидисперсной индикатрисой рассеяния (),описывающей рассеяние излученияпод углом .В работе рассмотрены ключевые аспекты метрологического обеспеченияметодов лазерного светорассеяния с использованием современных измерителейдисперсности, разработкой методик определения значений измеряемых величиндля повышения уровня проводимых исследований и обеспечения точностиполучаемых результатов.3.1.2. Погрешности результатов измерения величин дисперсных параметровДля характеристики отклонения результата измеряемой величины отистинного рассчитывали неисключенную систематическую погрешность (θ), как130составляющуюпогрешностирезультатаизмерений,обусловленнуюпогрешностями вычислений и введения поправок на влияние систематическихпогрешностей [281].

Границы θ при числе испытаний n≥4проводили по формуле: = ∓√∑= ,27где k − коэффициент зависимости отдельных θ от выбранной доверительнойвероятности Р при их равномерном распределении (при P = 0,99, k = 1,4).При определении значений размера частиц (эквивалентного диаметра, D)составляющими θ являются: погрешность измерения синуса угла дифракциирешетки (1)=0,7%; погрешность, обусловленная длиной волны источника лазера(2)=0,001%; погрешность при измерении размера пикселя величины углаповорота(α=900)дифракционнойрешетки(3)=0,02%.Такимобразом,«неисключенная систематическая погрешность измерения размера частиц»,составляет: θD=1,41=0,98%.При определении значений счетной концентрации Сn составляющие θ:погрешность измерения коэффициента ослабления зондирующего излучения1=0,5 %; погрешность, обусловленная измерения длины рассеивающегосветового пути 2=0,02%; погрешность при измерении размера частиц3=0,7%.

Таким образом, «неисключенная систематическая погрешностьопределения счетной концентрации»:θСn= 1,4[12 + 22 + 432]0,5= 2,1%28При определении значений объемной концентрации погрешность измерениякоэффициента ослабления зондирующего излучения: 1=0,5%; погрешность приизмерении длины пути светового пути l через рассеивающий объем: 2=0,02%,погрешность при измерении размера частиц: 3=0,7%. Таким образом,«неисключеннаясистематическаяпогрешностьопределенияконцентрации»:CV= 1,4[12 + 22 + 32]0,5= 1,2%29объемной131При определении значений массовой концентрации Сm составляющие θ:погрешность измерения CVи неисключенная систематическая погрешностьплотности вещества :Сm=1,4(12 + 22 + 32 + 2)0,5= 2%30Неисключенная систематическая погрешность при определении функциираспределения частиц по размеру определяется аналогично неисключеннойсистематической погрешности при измерения диамера частиц и составляетθ≈1%.Среднеквадрати́ческое отклоне́ние определения размера (эквивалентногодиаметра, D) частиц D=1,1‒0,11% при D=1‒100 мкм; определения объемнойконцентрации V = 0,5 %; определения значений функции распределения частицпо размеру D = 1,2‒0,51 % при D=1‒100 мкм и Cn≥400 частиц.

На рисунке 28представлены результаты определения распределения частиц дисперсной фазыпо размеру в суспензии инсулина с расчетом среднеквадрати́ческого отклонения[282].108%642010размер частиц, мкм100Рисунок 28.Распределениечастицразмерув суспензииинсулинадляРаспределениечастицдисперсной фазыпо поразмерамв суспензииНовоМикс30 ФлексПен2132подкожного введения (n≥7, ̅±SD).Суммарная стандартная неопределенность (uс ) вычисляют по формуле: = √∫=( ) ().31При определении размера (эквивалентного диаметра, D) частиц uс =1,2‒0,12%; счетной концентрации u с=2,2%; объемной концентрации uс=1,1%;массовой концентрации uс=1,2%; значений функции распределения частиц поразмерам uс=1,2‒0,12%.Расширенная неопределенность (U) рассчитывают по формуле:U = k·uC32При определении размера частиц U=3,3%; счетной концентрации UCn=6%;объемной концентрации UCV=3%; массовой концентрации UCm=3,5%; значенийфункции распределения частиц по размерам Uf(D)=3,3%.3.2.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ЛАЗЕРНОГОСВЕТОРАССЕЯНИЯ В ДИСПЕРСИОННОМ АНАЛИЗЕ РАСВОРОВ СШИРОКИМ ДИАПАЗОНОМ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ ИКОНЦЕНТРАЦИЙВзависимостифармацевтическогоотдисперсностианализаобразцовприменяютилазерныепоставленныхметодызадачизмерениядисперсности частиц в растворах лекарственных средств и гранулометрическогосостава порошков субстанций, основанные на явлениях рассеяния оптическогоизлучения и броуновского движения частиц дисперсной фазы в дисперсионнойсреде (рис.29).Лазерная дифракция или метод малоуглового светорассеяния являетсяприоритетным для проведения гранулометрического анализа в фармацевтическоманализе.

Это определяется следующими преимуществами перед другимиметодами: фундаментальные принципы − угловая зависимость рассеянного133лазерного света от размера и оптических свойств частиц; широкий динамическийдиапазон; универсальность применения; анализ всего образца, а не выборки;неразрушающий и неинвазивный метод, а также возможность определениягранулометрического состава мутных растворов, механических включении приусловии, что счетная концентрация примесных веществ мала С→0.Рисунок 29. Области и методы определения дисперсного состава образцовдля фармацевтических целей.В соответствие со стандартом ISO13320:1996(Е) диапазон измерения размерачастиц методом малоуглового светорассеяния при использовании теории Ми вкачестве оптической модели – от 0,1 до 3000 мкм; при использовании моделиприближения Фраунгофера – от 1 до 1000 мкм. Метод лазерной дифракции светаприменяется в фармации для контроля качества жидких гомогенных игетерогенных растворов по показателям «Подлинность» и «Чистота».

Наиболееэффективным методом для экспрессных измерений размерных параметров частицв дисперсиях является метод динамического светорассеяния (ДРС). Однако134существуют различия между теоретическими основами лазерных методов ирезультатами практической реализации их применения [283] (табл. 31).Таблица 31. Методы измерения параметров дисперсности в растворахлекарственных средств.МетодАналитический диапазонРазмеры частицd, мкмМалоугловоерассеяния лазерногосвета (ISO 13320)Динамическоерассеяния света(ISO/CD22412‒2008)1·10-2− 30001·10-3‒5Счётная концентрация ПрактическоеCV в единице объемаприменениедисперсной системы,см-310частицв 0,1 − 3000 мкм57·10 единицах объемаНе нормируется1нм − 100 нмМетод ДРС распространен для определения среднего гидродинамическогодиаметра наночастиц в диапазоне диаметров от 1 нм до 5 мкм в разбавленныхжидких дисперсиях.

Для обеспечения точности измерений размеров наночастицметодом ДРС требуются стандартные образцы (СО) диаметра наночастиц изматериалов (см. 1.1). Стандартом ISO 22412-2008 допускается проведениеизмерений размеров наночастиц в дисперсиях с массовой концентрацией частицот 0,01 до 40 масс. %.3.3. СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ РАЗМЕРА (ДИАМЕТРА),КОНЦЕНТРАЦИЙ И ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦДля контроля концентрации и размера частиц дисперсной фазы вгетерогенных и гомогенных растворах лекарственных веществ используютлазерные определители параметров частиц − фотоэлектрические приборы,определяющие параметры частиц в измерительном объёме прибора, путём135подсчёта количества импульсов света, рассеянного каждой отдельной частицейпри её прохождении через световой луч.3.3.1.

Лазерный измеритель дисперсности MasterSizer (MALVERNInstruments, UK). Область применения: гранулометрия суспензий, эмульсий исухих порошкообразных материалов [124]. Принцип измерений: аналитическоеописание рассеяния света частицами, более крупными по сравнению с длинойволны излучения, под малыми углами рассеяния к направлению падающегоизлучения. При значении параметра дифракции β>30 частицу можно считатькрупной. Интенсивность излучения I(θ), рассеянного крупной частицей подмалыми углами рассеяния (θ‹‹1), может быть представлена в виде:() = ∙()33где I0 – интенсивность падающего на частицу излучения; D – диаметр частицы; J1– функция Бесселя первого рода первого порядка; =D/ – параметрдифракции;  – угол рассеяния (в радианах).При выполнении условий рассеяния света независимыми частицамиинтенсивность излучения, рассеянного полидисперсной системой частиц,определяется из уравнения теории дифракции:() = ( ) ∞ ∫ () (), 34где f(β) – дифференциальная функция счетного распределения частиц поразмерам (выраженная через параметр дифракции).

Характеристики

Список файлов диссертации