Диссертация (1154377), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Решение интегральногоуравнения f(β) имеет вид:() = ( )∞∫ (()) 35Ядро обращенного интегрального уравнения, зависящее от произведения (βθ),равно H()=−2 J1 ()Y(), где Y(βθ) – функция Неймана. Измерительнаяинформация об индикатрисе рассеяния содержится в функции D(θ):() =[()∞ ] = ( ) ∫ ()(),где ядро K(βθ) имеет вид:36136() =()[() − ]37Функцию распределения частиц по размерам по экспериментальнымизмерениям индикатрисы рассеяния определяют из решения обратной задачи сиспользованием приведенных зависимостей.В работе продемонстрирован пример использования не только готовыхрешений при обработке и интерпретации экспериментальной информации, нои собственная постановка обратной задачи и метод ее решения дляреализации прикладных задач.3.3.2.ИзмерительдисперсностилазерныйИДЛ-1(ИКХХВвмодификации РУДН).
Область применения: ИДЛ‒1 разработан нами дляопределения параметров полидисперсности взвесей/суспензий и аэрозолей вполевых условиях; аналитический диапазон по размеру: 0,5 мкм − 140 мкм, посчетной концентрации: от 1 частицы в 1 см3; измеряется Cn, CV и удельнаяплощадь поверхности частиц. Принцип измерений: аналитическое описаниерассеяния света частицами, более крупными по сравнению с длиной волныизлучения, под малыми углами рассеяния к направлению падающего излучения(малоугловое рассеивание лазерного света (LALLS).
Решением обратной задачирассеяния для моделей частиц сферической формы определяют средний размерчастиц и счетную концентрацию. При sin(φ) ≈ φ индикатриса рассеяния I(β)плоской электромагнитной волны на ансамбле частиц:I ( ) =C«где = I 0 f ( ) 2 J 12 ( )d038 D‒ безразмерный параметр; D ‒ диаметр частиц; λ ‒ длина волныизлучения; β ‒ угол рассеяния; J 1 ( ) ‒ функция Бесселя первого порядка;f ( ) ‒ плотность распределения частиц по размерам; С ‒ аппаратурнаяпостоянная; I0 ‒ интенсивность зондирующего излучения» [285].137«Функция f ( ) определяется по измеренной индикатрисе рассеяния I ( )из следующей формулы» [285]:f ( ) = −C hT ( ) T ( )d039Здесь:hT ( ) = −2 Y1 ( ) 2J 0 ( ) − J1 ( ) − 440( ) → ( )T ( ) = ( ) − () 41.1 ( ) = I ( ) 3 41.2 = lim41.3,«гдеY1 ( ) ‒ функция Неймана первого порядка, J 0 ( ) ‒ функция Бесселянулевого порядка. Счетная концентрация частиц и нормировка функцииf ( )вычисляется и производится с помощью закона Бугера – Ламберта‒Бера» [285]:I С n = Е D l 2 lg 0 I где42Сn ‒ счетная концентрация; l ‒длина оптического пути; I0 ‒интенсивностьзондирующегоизлучения;I ‒ интенсивностьзондирующегоизлучения,прошедшего через исследуемую среду; Е ‒ коэффициент экстинкции.3.3.3.
Лазерный счетчик А−2 (ВНИИФТРИ, модификация РУДН, ГОИН).Дляизмеренияпараметроваэрозольныхпотоковнамиразработанизмерительный прибор для определения количественных характеристикрассеянного или ослабленного излучения на решении обратной задачи в виде:=∙∙∞∙ ∫ ∙ (, , ) ∙ (),43где I0/I – абсорбция; Cn – счетная концентрация; λ– длина волны, нм; Q –фактор эффективности ослабления света для одиночных частиц; l –длинаоптического пути; D – диаметр частиц, мкм; m – показатель преломления.138Принцип измерений: определяется число частиц, прокаченных черезизмерительный объём прибора, путём подсчёта количества импульсов света,рассеянного каждой отдельной частицей при её пролете через световой луч.Область применения: определение счетной, массовой концентрации и значенияфункциираспределения частиц полидисперсной фазыв аэрозолях исуспензиях; аналитический диапазон по размеру: 0,5 мкм − 140 мкм, по счетнойконцентрации: от 1 частицы в 1 см3. Состав прибора: системный блок,мониторипрограммноеобеспечениедляосуществленияуправления.Автономно работающий счетчик аэрозолей осуществляет оправку файлов срезультатми измерений (лента самописца) в центр обработки информации, гдепроисходит анализ гранулометрии аэрозолей [284, 285, 286].3.3.4.Спектрометрдинамическогорассеяниесвета(ДРС)ZetasizerNano ZS (MALVERN Instruments, UK).
Область применения:измерение разбавленных образцов, распределение наночастиц по размеру от 0,3нм до 10 мкм с использованием запатентованной технологии NIBS(неинвазивное обратное рассеяние); анализ молекулярной массы от 980Да икоэффициента диффузии [287]. Определён стандартом ISO 22412 (см. Главу II).Принцип измерений: метод ДРС (спектроскопия корреляции фотонов) основанна анализе броуновского движения частиц дисперсной фазы в дисперсионнойсреде, что приводит к флуктуациям локальной концентрации частиц,локальнымнеоднородностямпоказателяпреломленияифлуктуацияминтенсивности рассеянного света [288].
Характерное время релаксациифлуктуацийинтенсивностейобратнопропорциональныкоэффициентудиффузии. Согласно [113], «размер частиц рассчитывается по формуле СтоксаЭйнштейна»:= ,44где: D‒коэффициент диффузии, kB ‒ постоянная Больцмана, T ‒ абсолютнаятемпература, ‒вязкость жидкости, r ‒ радиус частицы.139Метод ДРС применен нами для определения дисперсного состава частиц вминеральных питьевых водах. Поскольку значительная часть микроэлементов вминеральной воде находится в составе частиц дисперсной фазы, длядостоверной идентификации образцов минеральной воды необходимо знать ихдисперсные характеристики [289].3.3.5.
Оптический когерентный микроскоп разработан нами дляконтроля качества жидких лекарственных средств/минеральных вод наосновании визуализация структуры и микрорельефа поверхности объектовтехническогоиматематическойизмерений:биологическогообработкойнизкокогерентноепроисхожденияполученныхирезультатовоптическоеизлучениепоследующей[290].Принципобеспечиваетформирование интерференционного сигнала при малых разностях хода волн винтерферометре. Возможность визуального наблюдения интерференционногоизображения с помощью системы окуляра-микрометра и с использованиемспециализированной цифровой фотокамеры и компьютерного монитора свозможностью записи и компьютерной обработкой цифрового изображенияинтерференционной картины.
Интерференционные картины представленыматрицей дискретных элементов с определённым уровнем интенсивностисигнала. Обработку осуществляли с помощью дескрипторов (критериевразличия), отражающие степень их различия:‒ дескриптор d1 демонстрирует различающиеся элементы вне зависимости отстепени их различия: =∆>∙ %45где it – число элементов; ∆Si – уровень различий по сигналусоответствующих элементов двух интерференционных картин; Sb –пороговыйуровень сигнала.140‒ дескриптор d2 ‒ демонстрирует степень различий для каждого дискретногоэлемента; для расчёта используют начальную интерференционную картинуи суммарную интенсивность сигнала: =∑∆> ∆ ∙∙ %где, ∑∆> ∆ ‒ усредненное значение уровня сигнала всех элементовначальной интерференционной картины.‒ дескриптор d3 демонстрирует величину max возможных различий 2-хинтерференционных картин – гипотетически абсолютно чёрной и абсолютнобелой: =Где,∑∆> ∆ ∙∆∆∙ %‒47сумма max возможных различий по сигналe всехсоответствующих элементов 2-х интерференционных картин.Результат анализа представлен диаграммами зависимости вариабельностиsdi (t) от значения дескриптора di (t) (5).Таким образом, выбор методов лазерного светорассеяния и средствизмеренияпараметровдисперсностиобусловленвысокойточностью,воспроизводимостью и низкой погрешностью результатов измерений, чтоделает возможным их применение для контроля качества водных растворовлекарственных средств гетерогенной природы.1413.4.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ЛАЗЕРНОГО СВЕТОРАССЕЯНИЯ ДЛЯКОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ3.4.1. СуспензииК качеству и безопасности современных лекарственных препаратовпептидно‒белковой природы предъявляются особые требования [291,292].Развитиефизико-химическихвозможностиихметодовстандартизацииианализасущественноконтролякачестварасширяет[293,294].Многочисленные исследования направлены на разработку биосовместимыхмикрокапсулированныхпрепаратовинсулина,обладающихзащитнойфункцией и способных контролируемо высвобождать АФИ [295,296].
Особоевнимание уделяется контролю качества готовых лекарственных форм ─суспензий инсулина для подкожного введения, поскольку от этого зависит ихбиодоступность.Согласнорезультатамнаучныхисследований,запускпредварительно смешанных препаратов инсулина, содержащих различныепропорции коротких и промежуточных составов инсулина, позволяютнаилучшим образом контролировать режимы инсулинотерапии (базальный +прандиальный),одновременноограничиваярискгипогликемии[297,298,299,300,301]. В данной главе представлены результаты контроля качествасуспензийинсулина-аспарта—аналогачеловеческогоинсулина,гипогликемического средства средней продолжительности действия— попоказателю «Размер частиц и их распределение» методами DLS и LALLS,метрологические характеристики которых подробно представлены в Главе 3.1.Согласно требованиям НД подлинность суспензий НовоМиксПенфилл®,ФлексПен® для подкожного введения 100ЕД/мл определяют, оценивая размери форму кристаллов методом микроскопии: длина основной части кристалловдолжна находиться в пределах 1-20 мкм.
При оценке чистоты не допускаетсяналичие невидимых механических включений с максимальным размеромчастиц более 100 мкм, среднее число частиц размером 25 мкм и более недолжно превышать 300 единиц [5]. Анализ образцов ЛП методом оптической142микроскопии с использованием светового бинокуляра «Альтами БИО 2» (см.Главу 2.12.) показал, что в счетном поле микроскопа отсутствовали частицыразмером 25 мкм и более, что указывает на соответствие нормативнымтребованиям по показателю «чистота». Однако, определение подлинности темже методом по показателю «Размер и форма кристаллов» оказалосьнеприемлемым, в связи с ограничениями оптического микроскопа ‒ частицыимеют размер на границе разрешающей способности прибора [302,303].Методом динамического светорассеяния установлено отсутствие частиц вразмерном диапазоне 1 нм до 1 мкм.
Для определения гранулометрическогосостава частиц в микронном диапазоне (1 мкм ‒ 200 мкм) применен методлазерной дифракции с использованием измерителя дисперсности MasterSizer3600. Для этого исследуемые образцы ЛП разводили водой Mili-Q доприемлемого соотношение «сигнал-шум» в детекторе (1:250) и после записифона(водаMili-Q)проводилиизмеренияобразцовприпостоянномперемешивании.Гистограммы дифференциального объемного распределений частиц поразмеру, полученные измерителем дисперсности MasterSizer позволяютхарактеризовать ЛП по исследуемому показателю качества (рис. 30).Дифференциальная кривая в образцах 1‒3 ‒ представлена нормальнымраспределением частиц по размеру; наиболее вероятный в популяции размерчастиц соответствует диаметру около 10 мкм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
