使用可溯源標準物質檢測氣體吸附儀

由于材料的表面積決定了材料本身與周圍環境的相互作用，因此，材料表面積目前已經成為一項必不可少的測試項目。比如藥物口服片劑的表面積直接決定了藥物的有效成分進入血液的速度，極大的影響著藥物的安全性和有效性。目前，測量表面積最理想的方法就是氣體吸附法，主要通過測量系統中的溫度、壓力和體積等基礎數據，來計算材料的表面積。

為了確保氣體吸附分析儀的正常運行，獲取具備高度一致性和重復性的結果，廠家需要對其產品進行定期檢測。如若儀器狀態異常，可能會造成測試結果不符合規范（OOS），從而導致調研進度延緩，甚至影響到注冊申報。如果涉及到已經商業化的產品，還可能導致產品召回。由此可見，OOS數據的產生，不僅可能造成成本提升，還會影響到公司聲譽，因此，保證分析數據的準確性至關重要。

測試儀器性能需要使用具有良好特性的已知比表面積的標準物質。像國家標準與技術研究所（NIST）和德國聯邦材料研究與試驗研究所（也稱為BAM）這類的政府機構可生產、認證和銷售標準物質。廠商通過采購這些標準物質，對比自測結果與NIST/BAM測試結果的差異，來驗證儀器性能。如果自測結果在標稱結果的偏差范圍之內，那么說明儀器性能符合預期。然而，這類標準物質通常價格昂貴，且限量供應。為了克服這些困難，標準物質不僅需要采用易于獲取且價格相對低廉的材料，而且還需要適用于高度管制類行業的分析，例如藥物制造業。

獲取更多可溯源的標準物質

交付最高質量且適合預期用途的產品在任何行業都是重中之重。但是，由于產品質量直接關系到臨床表現和患者安全，制藥行業對此的要求會更高。隨著制藥行業在過去幾十年中不斷發展壯大，FDA鼓勵采用質量源于設計（QbD）這種系統的方法來進行藥物開發。QbD強調的是對產品和工藝的理解，以及工藝控制，例如通過使用關鍵質量屬性（CQA）等參數來設計達到預定質量水平的配方和制造工藝。 

原料藥（API）及輔料的表面積就是一個必須理解和控制的關鍵質量參數（CQA），以確保藥物產品能夠達到預期功能。這也就是為何監管機構（如美國藥典）要求測量表面積，并鼓勵使用可溯源的標準物質來檢測分析設備。但是，NIST和BAM所出售的標準物質數量有限且價格昂貴，因此藥物制造商通常無法獲取大量的標準物質以供長期使用。

美國麥克儀器公司意識到市場對標準物質需求的增加，注入大量投資到自身材料的開發和供應，來試圖解決這一問題。目前，美國麥克儀器公司已經從大量生產的商用材料中開發出來一些新材料，作為標準物質的替代品。同時，美國麥克儀器公司已經證實氣體吸附系統和方法可用于表征這些新材料，并將這些材料應用于NIST或BAM的相關認證標準物質，確保其結果可追溯至NIST和BAM標準。美國麥克儀器公司所出售的標準物質有效期為10年，開封后，一年有效。

使用分析儀器測試標準物質

美國麥克儀器公司可提供4種可溯源的標準物質，適用于美國麥克儀器公司以及市場上的所有氣體吸附產品。其中一種目前已經可供購買，其中兩種還在研發測試中，預計2020年年初面市，還有一種即將上市。

標準物質的表面積在1-175m2/g范圍內，這是氣體吸附分析器測出的樣品管內樣品的總表面積。使用總吸附量除以樣品質量即可得到材料的比表面積。有一種觀點認為，必須需要一種標準物質，具備與待測樣品完全一致或相近的比表面積（m2/g）。

標準物質                                                                     氣體吸附分析儀

氧化鋁標準物質表面積為5.2m2/g

kr分析總表面積：0.25m2/g

炭黑，24.1 m2/g

硅鋁，表面積為198m2/g，10g

然而，嚴格來說，應當使用可溯源的標準物質的質量來獲取樣品管中待測材料的總表面積。但表面積儀器的軟件基本都是使用用戶輸入的樣品質量來計算所謂的比表面積。這一點是極為重要的，因為如果我們使用不同量的相同樣品來進行相同的測試，或者藥物制備時的量與病人服用時的量不一致，那么進入病人身體的物質的表面積就發生了變化，可能就會出現問題。還有，例如我們使用1g某種比表面為10m2/g的樣品檢測儀器，樣品管中總表面積為10m2，而取2g另一種比表面為5m2/g的樣品進行測試時，樣品管中總表面積也是10m2，兩種材料驗證到的儀器操作范圍完全一致。因此，若我們選擇不同量的同一種標準物質去檢測儀器，則可以在不同總表面積范圍來驗證儀器性能。所以，可以準備一系列的標準物質，以便檢測儀器的材料的總表面積能夠接近需分析材料的總表面積。當然，還要準備一個分析天平來獲取材料質量。

還需要注意的一點是，并沒有必要一定要使用與產品相似的標準物質來檢測儀器。分析儀器所提供的數據與材料的化學性質毫無關系，只需要材料在分析條件下能保持穩定即可。將一種材料與另一種材料區分開來的最重要的因素是如何去除從環境中吸附的各類雜質，如水、氧或二氧化碳，他們的存在還可能會損壞儀器。所以，通常會預先通過脫氣的方法來去除雜質。

綜上所述，使用可溯源的標準物質來驗證儀器的可靠性是非常有必要的，美國麥克儀器公司的全新標準物質，由氣體吸附分析技術行業領軍者研發檢測，適用于所有氣體吸附設備，并可提供長期供應。這類性價比高，易于獲得的標準物質替代品，未來將有助于推進表面積測試結果的一致性和重復性，確保氣體吸附測試具備最高的測試精度。

關于麥克儀器公司

麥克儀器公司（總部位于美國佐治亞州）是提供材料表征解決方案的全球領先廠商，在密度、比表面積及孔隙度、粒度及粒形、粉體表征、催化劑表征及工藝開發等五個核心領域擁有一流的儀器和應用技術。公司設有Particle Testing Authority（PTA）實驗室,可提供商業測試服務。