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活性炭知識

發(fā)布日期：2012-12-27

活性炭產(chǎn)品的性能指標可分為物理性能指標、化學(xué)性能指標、吸附性能指標。
主要物理性能指標有：形狀、外觀、比表面積、孔容積、比重、目數(shù)、粒度、耐磨強度、漂浮率等。

主要化學(xué)性能指標有：PH值、灰分、水分、著火點、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸鹽、酸溶物、醇溶物、鐵含量、鋅含量、鉛含量、砷含量、鈣鎂含量、重金屬含量、磷酸鹽等。
主要吸附性能指標有：亞甲藍吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值、飽和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防護時間、ABS值等。
活性炭的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。

物理吸附主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質(zhì)的過程中?；钚蕴康亩嗫捉Y(jié)構(gòu)提供了大量的表面積，從而使其非常容易達到吸收收集雜質(zhì)的目的。就象磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強大的引力，從而達到將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。必須指出的是，這些被吸附的雜質(zhì)的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑，這樣才可可能保證雜質(zhì)被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創(chuàng)造具有不同的孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭，從而適用于各種雜質(zhì)吸收的應(yīng)用。
　　除了物理吸附之外，化學(xué)反應(yīng)也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的表面。活性炭不僅含碳，而且在其表面含有少量的化學(xué)結(jié)合、功能團形式的氧和氫，例如羧基、羥基、酚類、內(nèi)脂類、醌類、醚類等。這些表面上含有地氧化物或絡(luò)合物可以與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而與被吸附物質(zhì)結(jié)合聚集到活性炭的表面。
活性炭的吸附正是上述二種吸附綜合作用的結(jié)果。當活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時,即單位時間內(nèi)活性炭吸附的數(shù)量等于解吸的數(shù)量時,此時被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度和在活性炭表面的濃度均不再變化,而達到了平衡,則此時的動平衡稱為活性炭吸附平衡,此時被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度稱為平衡濃度。
影響活性炭吸附性能的因素
1.選擇的活性炭質(zhì)量達不到要求標準
1.1 活性炭中的酸堿度、氯化物、硫酸鹽不合格或炭粒過細使溶液染色不易濾清，影響制劑的質(zhì)量。
1.2 活性炭中鋅鹽、鐵鹽不合格，如鐵鹽含量較高，可使輸液中某些藥物如維生素c、對氨基水楊酸鈉等變色。
1.3 脫色力差或不合格，導(dǎo)致制劑雜質(zhì)含量增加?；钚蕴抠|(zhì)量差，本身所含雜質(zhì)較多能污染藥液，往往導(dǎo)致制劑澄明度和微粒不合格，而且還影響制劑的穩(wěn)定性，所以在配制大輸液時，一定要選用一級針用活性炭。
1.4 舉例。醫(yī)藥網(wǎng)絡(luò)論壇丁香園的“紫薇花開”戰(zhàn)友曾經(jīng)提到，他們以前有一個品種，用的一直是上?；钚蕴紡S的，生產(chǎn)沒有問題。偶爾有一次換成另外一個廠家的，結(jié)果，溶液顏色變深。“H笨笨”戰(zhàn)友頗有同感，他同樣有類似的經(jīng)歷。有一次，他所生產(chǎn)的原料藥對熱穩(wěn)定，但是脫炭后卻顯有顏色了。最后查出結(jié)果是活性炭內(nèi)有金屬離子。“sherry007”也認為，活性炭里可能含有礦物質(zhì)，礦物質(zhì)含金屬成分，因此活性炭對用于金屬離子敏感的藥品時，如VC 等，藥液容易變黃。
2.活性炭在使用之前未進行適當?shù)幕罨幚?/span>
活性炭由于生產(chǎn)環(huán)境、包裝、運輸、儲存條件的影響，會吸收水分和空氣使其吸附力下降，若使用前未經(jīng)過活化處理，會影響活性炭吸附熱源和雜質(zhì)的能力，影響制劑質(zhì)量。所以使用前應(yīng)根據(jù)具體情況，進行必要的預(yù)處理，可大大提高活性炭的除熱原能力，實驗表明，活化后的活性炭除熱原作用明顯優(yōu)于未活化活性炭。
常用的預(yù)處理方法有：
2.1因包裝密封不好，吸收水分和空氣會使活性炭吸附能力下降，可于120℃烘熾。比如，根據(jù)丁香園的“xiedekun”戰(zhàn)友的介紹，他們一般是采用125℃在恒溫干燥箱內(nèi)烘2小時以上。“icesword1981”戰(zhàn)友則是在105度下活化0.5～1.0小時。當然，也有人是通過用前煮沸以脫氣的。
2.2對氯化物、硫酸鹽有限量要求的注射劑，所用活性炭最好在適量的新鮮注射用水中煮沸15分鐘，放冷、濾干后烘干再用。
2.3偏堿性或?qū)﹁F鹽不穩(wěn)定的注射劑，在使用活性炭時，最好用酸、堿處理。具體的方法是：取活性炭1份，加5%氫氧化鈉4份，煮沸30分鐘，濾干，用注射用水抽洗至中性，再依次用5%鹽酸4份及注射用水4份煮沸30分鐘，濾干并用注射用水反復(fù)沖洗至無氯離子，烘干即可。
3.活性炭的用法對制劑質(zhì)量的影響
活性炭分次加入比一次加入吸附效果好，這是因為活性炭吸附雜質(zhì)到一定程度后吸附與脫吸附處于平衡狀態(tài)時，吸附效力已減弱所致。所以，大輸液生產(chǎn)時分2～ 3次加入活性炭效果最佳，能使制劑質(zhì)量明顯提高。
配制容易起泡的料液時，應(yīng)該采取一些消泡的手段，或其他措施，確保活性炭的吸附效果。如果先加活性炭，則泡沫中的氣體被炭粒吸附，使炭粒表面形成一層氣體薄膜，不容易被溶液潤濕，影響活性炭的吸附作用。
4.PH值不同時，活性炭對制劑質(zhì)量的影響
活性炭在酸性溶液中(PH：3～5)吸附作用較強，在堿性溶液中有時出現(xiàn)“溶膠”或脫吸附作用，反使溶液中的雜質(zhì)增加，影響制劑質(zhì)量，故活性炭最好用酸處理并活化后使用。
醫(yī)藥網(wǎng)絡(luò)論壇丁香園的“烽火”戰(zhàn)友曾反映，在堿性條件下加熱煮沸活性炭（用于吸附熱原），然后用0.22um濾膜過濾，所得濾液不僅顏色暗淡，而且靜止后再搖蕩有煙霧狀活性炭出現(xiàn)濾液里，不澄清。倘若換成中性條件下加熱吸附，其過濾效果則顯得比較澄清。他就此問題與“888wym”戰(zhàn)友商榷，結(jié)果最終兩人都一致認為，可能是堿性條件下活性炭產(chǎn)生溶膠狀態(tài)所致，并且形成以下三點共識：第一，盡量避免趁熱過濾。最好料液放冷后再濾，這個時候膠溶狀態(tài)會有所改變，濾過效果會好一些。第二，活性炭不太適合堿性條件下使用，如果在堿性條件下使用。需要對活性炭預(yù)先處理，比如，在堿性、酸性水中煮沸，并烘干。第三，活性炭的膠溶原理則比較復(fù)雜，“888wym”戰(zhàn)友認為不單純有化學(xué)反應(yīng)（堿性條件下的水解），可能還有物理變化，比如高溫下的分子結(jié)構(gòu)改變等，所以溫度的變化會影響膠溶。
5.不同溫度時．活性炭對制劑質(zhì)量的影響
活性炭使用溫度一般根據(jù)藥液性質(zhì)，有選用室溫攪拌、煮沸攪拌、熱（50℃左右）攪拌的。具體可根據(jù)試驗篩選可行的具體活性炭使用溫度及攪拌時間。在保證不影響藥液質(zhì)量的前提下，達到有效吸附去藥液中的熱原及一些雜質(zhì)或脫色的目的即可。沒有固定的使用溫度及攪拌時間?；钚蕴康奈礁鷾囟纫灿幸欢P(guān)系，溫度低時活性炭的吸附效力要差一些。
6.活性炭的用量對制劑質(zhì)量的影晌
活性炭的用量應(yīng)視原料質(zhì)量、品種而定，常用量為0.1％～0.5％(W/V)。若用量不足，對雜質(zhì)、熱原等不能完全吸附，用量過大，其所含的水溶性雜質(zhì)可對藥液造成污染，影響制劑質(zhì)量,也可能會使藥液含量下降，活性炭的用量與活性炭的吸附力、活性炭對藥物的吸附力，溶媒的性質(zhì)、藥物的結(jié)構(gòu)等因素都有關(guān)系?；钚蕴吭谒斜仍谟袡C溶媒中的吸附力強；對極性基團多的化合物的吸附力大于對極性基團少的化合物；對芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物；對分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物。因此對主藥含量低或主藥易被活性炭吸附的制劑，活性炭的用量最好控制在0.05％(W/V)，（用量盡可能要少）并通過計算適當增加主藥投料量，如注藥價格昂貴，可對空白溶液先進行加炭除熱原處理，并控制原料熱原雜質(zhì)含量的方法，以保證制劑熱原合格。
7.操作不當時，活性炭對制劑質(zhì)量的影響
在配制主藥量較大的藥液時，常采用濃配法，利用活性炭吸附在高濃度時不溶解的雜質(zhì)?？墒菨馀湟好撎拷Y(jié)束時，為減少主藥的損失，往往又用新鮮注射用水將脫炭容器內(nèi)剩余的藥液沖凈，這使得濃配時在高濃度下未溶解的雜質(zhì)得以溶解，重新混入已經(jīng)濾過的藥液中去，污染藥液，影響制劑的質(zhì)量。實踐證明，濃配液脫炭時，沖洗活性炭生產(chǎn)的輸液，成品的澄明度不合格率大于不沖洗活性炭生產(chǎn)的輸液成品。