(27)-7.1制药用水的制备-讲稿

7.1制药用水的制备同学们好，我们开始学习制药用水的制备。本部分内容要求掌握制药用水的制备与保存，熟悉制药用水的概念、分级与应用范围。水，在制药过程中是不可或缺的。制药用水的制备对于液体制剂尤其是注射剂的制备有着重要意义。制药用水的制备要求非常严格，在生产中，需要采用一些特殊的技术，对工艺过程进行严格的控制，防止微生物污染，保证灭菌和无菌制剂的质量。目前制药用水制备技术主要有生产用水的处理技术、液体过滤技术、微生物和热原的去除技术、生产环境的洁净度控制技术以及产品渗透压调节技术等。在2015版的《中国药典》中，制药用水共分为4个等级，分别为：饮用水、纯化水、注射用水和灭菌注射用水。原水，也就是未经处理的来自于自来水公司供应的自来水，或者是深井水，不属于制药用水的范畴。饮用水，是原水经过净化处理之后的水。纯化水是饮用水经蒸馏、离子交换、反渗透等方法制备的不含有任何添加剂的水。注射用水，是纯化水经过蒸馏所得的水，应符合细菌内毒素的实验要求。必须在防止细菌内毒素产生的设计条件下生长、储存和分装。要求最高的水是灭菌注射用水，也就是直接进入人体中的水，要求无菌无热原。不同等级的水各有各的用途，原水不能直接用作制药用水，饮用水可以进行药材的漂洗和制药用具的粗洗。纯化水可以用作配制普通药剂的溶剂、或者是试验用水、提取容器、器具清洗等，但是不得用于注射剂的配制和稀释。注射用水，才能用于注射剂的配制与稀释，还可以用作注射用容器的最后清洗。注射用水溶解药物之后，经过灭菌就可以得到我们的注射剂。注射用水经过灭菌之后，可以直接得到灭菌注射用水，用于灭菌粉针的容器、或者是注射剂的稀释剂，有时候也可以用于冲洗伤口。在实际生产过程中，我们要根据实际情况来选用哪一个等级的制药用水。比如：我们要进行器具清洗，特别是器具的粗洗，要选用饮用水或纯化水，用注射用水得话就会造成浪费。制药用水的制备过程和方法。制药用水的制备应该符合药品生产质量管理规范，也就是GMP的要求，目前国内典型的是采用二级反渗透法，有时候会联合蒸馏法。该图是二级反渗透法制备制药用水的流程，首先，饮用水经过多介质过滤器、活性炭过滤器、软水器等处理得到一级反渗透水。然后进入中间水泵储存，进行pH调节，得到二级反渗透水储存在纯化水罐中，再经过多效蒸馏水机、纯蒸汽发生器等设备制备注射用水。注射用水需在特定的环境下储存，而且储存的过程中要循环起来，以免微生物滋生。首先制备纯化水。原水经过初步的处理之后，得到饮用水，饮用水经过预处理，再经过一级反渗透、二级反渗透，或者是离子交换等方法进行处理之后得到纯化水，纯化水需要循环保存。纯化水的制备方法包括：电渗析法、反渗透法、离子交换法和超滤法。先来看电渗析法。电渗析法常用于原水处理，主要是除去原水中带电荷的某些离子或杂质，对于不带电荷的物质除去能力比较差。所以原水在用电渗析法净化处理之前，必须通过恰当的方式除去水中不带电荷的物质。电渗析法是一种制备初级纯化水的技术，供离子交换水处理用，以减轻离子交换树脂的负担。电渗析法不用酸碱处理，因此比离子交换法更经济、便宜。特别是含盐量较高的时候，离子交换法就不再适用，但是电渗析法仍然有效。电渗析法的原理是离子定向的迁移和交换膜的选择性透过。该图是电渗析法设备的示意图，两边是电极，中间有阳离子膜和阴离子膜。阳离子膜与阴离子膜之间是淡水通道。阳离子膜和阴离子膜之外是盐水通道。在制备水的过程中，阳离子膜能吸附阳离子，阴离子膜会吸附阴离子。通电之后离子会定向迁移，定向迁移过程中会被阳离子膜或者阴离子膜吸附，最终得到淡水。这个过程成本比较低，对不带电的物质除去率比较差，化学纯度不如离子交换法，但是当含盐量较高的时候，该方法还可以使用。再来看反渗透法。顾名思义，反渗透法就是反着渗透压制备水的方法。反渗透又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离的操作。因此呢，反渗透法需要一个渗透膜。因为和自然渗透的方向相反而称为反渗透。反渗透常用的半透膜材料有醋酸纤维素膜、聚酰胺膜等。压力差来自于盐溶液和纯水之间的浓度差。外压力一定要大于渗透压才能达到盐水分离的效果。反渗透的特点是可以去除细菌、内毒素、胶体和有机大分子，但很难去除溶解在水中的极小分子量的有机物。如果装置搭配得当的话，能够达到注射用水的标准，因此，反渗透法制备的纯化水质量会相对高一些。我们来看一下反渗透法的原理示意图，这是一套反渗透装置，中间由半透膜隔开，左侧是纯水，右侧是盐水，由于半透膜只允许水通过而不允许溶质通过，当外界不加压时，左侧的纯水和右侧的盐水之间会存在一个浓度差。浓度差会使纯水向盐水一侧渗透，而盐水无法进入纯水中。当纯水与盐水存在一个液面差的时候达到渗透平衡，这个平衡之间的压力，我们称为渗透压。接下来我们对盐水管道进行施压，施加压力要大于渗透压，右侧的盐水管道中的纯水就会往左侧管道进行渗透，按照这个原理的就可以制得纯化水。再来看离子交换法。离子交换法往往采用交换树脂，交换树脂有阳离子树脂，阴离子树脂和混合型树脂。阳离子交换树脂有氢型和钠型，氢型有亚硫酸氢根离子。阴离子交换树脂有氢氧型和氯型。也就是说，阳离子交换树脂所带的电荷是阳离子，阴离子交换树脂所带的电荷是阴离子。在处理水的过程中，如果原水中含有阳离子，我们要用阴离子交换树脂进行交换，如果处理的盐水中含有阴离子，应该用阳离子交换树脂进行交换。因为盐水中往往是正、负离子同时存在，因此，离子交换过程，要先经过阳床，经过脱气塔，在经过阴床，再经过混合床，这样处理的得到的水纯度是相对较高的。但树脂有一个老化的过程，再生处理时要用强酸或强碱，有时会造成树脂中毒，因此会浪费大量树脂。这个方法制备的纯化水虽然纯度较高，但成本也相对较高。我们总结一下纯化水的制备方法，有电渗析法、反渗透法、离子交换法和超滤法。目前，最常用的方法是反渗透法，成本低，而且制备的纯化水质量也很高。我们再来看注射用水的制备。注射用水的制备主要采用蒸馏法，也是最经典、最可靠的一种方法。反渗透法如果设备得当的话，可以直接制得注射用水。有时候也可用蒸馏和反渗透法的综合法。注射用水的收集和保存：一般注射用水制备过程中，初滤液是不要的。初滤液可用来清洗罐体和管道。初滤液之后的水，要进行保存。九八版的GMP规定，注射用水应在80摄氏度以上保温、65摄氏度以上保温循环或4摄氏度以下贮存。零九版GMP要求70度以上保温循环，保温循环过程中可以避免一些微生物的滋生。而且要用无菌过滤装置在密闭系统下收集，并进行臭氧或紫外灭