水分活度—制藥微生物控制的新利器

在藥品行業(yè)中，我們常常會產(chǎn)生一個誤區(qū)，認(rèn)為水分含量對微生物生長和藥品穩(wěn)定性的影響較大，且大家對水分活度的概念比較陌生。

在科學(xué)家多次實(shí)驗(yàn)后，得出結(jié)論：水分含量是基于干物質(zhì)或濕物質(zhì)的水的定量數(shù)據(jù)，并且物質(zhì)的容量性質(zhì)基于樣品量。1953年早由澳大利亞科學(xué)家Scott提出水分活度這個概念，并認(rèn)為微生物致使某食品敗壞的主要參數(shù)是該食品所具有的水分活度，而不單是其水分含量所能說明問題。水分含量與水分活度是*不同的兩個概念。

水分活度（Water Activity，簡稱Aw），是指產(chǎn)品中(食品、藥品、飼料等)自由水的量，是酶和微生物生長的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要用于反應(yīng)食品平衡狀態(tài)下的微生物能利用的或者能參與化學(xué)反應(yīng)的有效水分、產(chǎn)品穩(wěn)定性和微生物繁殖能力。

G. N. Lewis 從平衡熱力學(xué)定律嚴(yán)密地推導(dǎo)出物質(zhì)活度的概念， 而Scott首先將它應(yīng)用于食品。水分活度的嚴(yán)格定義是：在一定溫度下，溶液狀的水分或食品中水分的蒸氣壓p與相同溫度下純水的蒸氣壓po的比值，即Aw=p/po

《中國藥典》2015版的指導(dǎo)原則9202認(rèn)為，當(dāng)水分活度遠(yuǎn)低于0.75（例如：片劑，膠囊，非水液體藥品，軟膏和栓劑等劑型）的藥品將是減少微生物限度檢查和穩(wěn)定性評價佳的研究對象。原料藥的微生物限度檢查與此類似。經(jīng)過風(fēng)險評估后，無需逐批檢驗(yàn)。

而在2018年的藥物分析雜志中，繩金房等人細(xì)化說明了各種細(xì)菌、霉菌和酵母菌的生長所需的低水分活度。

對于藥企，水分活度這個指標(biāo)可以應(yīng)用于：評估微生物風(fēng)險，并控制微生物生長；降低原料藥的水解反應(yīng)，提高藥品的穩(wěn)定性；研究水分遷移的方向等。

水分的遷移也是企業(yè)需要監(jiān)控的點(diǎn)。如果MCC微晶纖維素水分活度為0.73，添加到水分活度為0.43 的到膠囊中。會有什么現(xiàn)象發(fā)生？答案則是膠囊會變軟，水分發(fā)生遷移。反過來說如果內(nèi)容物水分活度比膠囊水分活度小，膠囊就會變得脆碎，并且內(nèi)容物的水分活度變大，活性成分析出。

在我們的國標(biāo)中，測量水分活度的方法有兩種，一種是傳統(tǒng)的用于實(shí)驗(yàn)室中的康衛(wèi)氏皿擴(kuò)散法，另一種是水分活度儀擴(kuò)散法。康衛(wèi)氏皿擴(kuò)散法屬于實(shí)驗(yàn)室測定法，雖然測定的結(jié)果非常準(zhǔn)確，但是步驟繁多，耗時長，且需專業(yè)人員操作，并不適合于企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用推廣。因此，水分活度儀擴(kuò)散法就成了生產(chǎn)企業(yè)一選。

現(xiàn)在市面上的水分活度儀擴(kuò)散法一般是三種：鏡面冷凝露點(diǎn)法、電容傳感器法以及電阻傳感器法。其中鏡面冷凝露點(diǎn)法的測量精度高和測量時間最短（小于5分鐘），其方法可以追溯到NIST以及國家標(biāo)準(zhǔn)方法，為廣大食品科學(xué)研究人員和檢驗(yàn)人員廣泛應(yīng)用。

意大利Steroglass斯特洛WaterLab 高精度露點(diǎn)水分活度儀，采用鏡面冷卻露點(diǎn)傳感器和創(chuàng)新的智能控制模式，分辨率高達(dá)0.0001aw，準(zhǔn)確性0.003aw，，5min之內(nèi)即可完成測試，可以準(zhǔn)確、快速測出樣品的水活度值（aw）。

并且，該設(shè)備運(yùn)用新的校準(zhǔn)和精確的溫度控制系統(tǒng)，可以使樣品倉內(nèi)溫度迅速達(dá)到一定溫度（如25℃）。另外，該設(shè)備可控制樣品室內(nèi)溫度：15-50℃，并帶有TEST LIFE模擬程序，可以幫助用戶測定不同溫度條件下樣品的水分活度，為產(chǎn)品的儲存溫度和包裝條件提供有效的判斷依據(jù)，對于判斷產(chǎn)品真實(shí)貨架壽命具體實(shí)際的參考意義。