2.9.37. Оптическая микроскопия

Оптическая микроскопия используется для характеристики частиц размером от 1 мкм и бо­лее. Нижний предел определяется разрешаю­щей способностью микроскопа. Верхний предел не определяется, что обусловлено возрастаю­щей сложностью, связанной с характеристикой частиц больших размеров. Для характеристики частиц вне диапазона оптической микроскопии используются альтернативные методы. Оптиче­ская микроскопия особенно подходит для харак­теристики несферических частиц. Этот метод может также служить основой для калибровки разрабатываемых ускоренных и более рутинных методов.

Оборудование. Используют устойчиво уста­новленный микроскоп, защищенный от вибра­ции. Увеличение микроскопа (увеличение объ­ектива и окуляра, дополнительные компоненты увеличения) должно быть достаточным для идентификации наименьших частиц в испытуе­мом образце. Выбирают самую большую число­вую апертуру объектива для каждого диапазона увеличения. Могут использоваться поляризую-

щие фильтры с подходящими анализаторами и замедляющими пластинками. Светофильтры с узкополосной спектральной пропускаемостью используются с ахроматическими или, что более предпочтительно, с апохроматическими объек­тивами; они необходимы для соответствующей цветопередачи в микрофотографии. Конденсо­ры, откорректированные с учетом сферической аберрации, находятся под предметным столи­ком и имеют встроенный осветитель. В рабочих условиях числовая апертура конденсора соот­ветствует апертуре объектива; это достигается с помощью апертурной диафрагмы конденсора и использования иммерсионных масел.

Регулирование. Очень важна точная юсти­ровка всех элементов оптической системы и соответствующей фокусировки. Фокусировка элементов осуществляется в соответствии с рекомендациями изготовителя микроскопа. Ре­комендуется проводить критическое осевое вы­равнивание.

Освещение. Требованием к освещению яв­ляется однородная и регулируемая интенсив­ность света во всем поле обозрения; предпоч­тительно использовать настройку освещения по Келеру. При наличии окрашенных объектов вы­бирают цвет светофильтра таким образом, чтобы следить за контрастом и деталями изображения.

Визуальная характеристика. Увеличение и числовая апертура должны быть достаточно вы­сокими для обеспечения необходимого разреше­ния деталей исследуемых объектов. Фактическое увеличение устанавливают с использованием микрометра для проверки окулярного микроме­тра. Для уменьшения погрешности выбирают та­кое увеличение, чтобы размер частицы занимал не менее 10 делений окуляра. Каждый объектив должен градуироваться отдельно. Чтобы отгра­дуировать шкалу окуляра, необходимо совме­стить шкалу микрометра и шкалу окуляра. Таким способом можно точно определить расстояние между делениями окуляра. Для характеристики объектов, имеющих широкое распределение ча­стиц по размерам, может понадобиться исполь­зование нескольких различных увеличений.

Фотографическая характеристика. Если размер частицы должен определяться фотогра­фическими методами, то следует принять меры для того, чтобы объект был хорошо сфокусиро­ван на плоскости фотографической эмульсии. Определяют фактическое увеличение, фотогра­фируя микрометр с откалиброванной шкалой, ис­пользуя фотопленку с достаточной разрешающей способностью и контрастностью. Экспозиция и обработка фотографии испытуемого образца и фотографии, полученной при определении уве­личения, должны быть идентичными. Средний размер фотографического изображения зависит от экспозиции, проявки и печати фотографии, а также от разрешающей способности микроскопа.

Приготовление образца для микроскопии. Среду, в которую погружается или которой по­крывается образец, выбирают в зависимости от физических свойств испытуемого образца. Для обеспечения резкого изображения краев образца необходимо наличие достаточного, но не чрез­мерного контраста между образцом и средой. Об­разец должен располагаться в одной плоскости и быть распределен соответствующим образом для возможности выделения отдельных интере­сующих фрагментов. Кроме того, частицы долж­ны реально отражать гранулометрический состав образца и не изменяться во время его приготов­ления. При выборе среды для приготовления об­разца необходимо учитывать его растворимость.

Характеристика кристаллического со­стояния. Кристалличность испытуемого образ­ца определяют для установления соответствия с требованиями по кристалличности, указанны­ми в частной статье для данной фармацевтиче­ской субстанции. Если нет указаний в частных статьях, несколько частиц образца в минераль­ном масле помещают на чистое предметное стекло. Смесь исследуют с использованием по­ляризационного микроскопа: частицы проявляют двойное лучепреломление (интерференционная окраска) и зоны поглощения при вращении пред­метного столика микроскопа.

Определение величины частиц посред­ством микроскопии. Отвешивают необходимое количество испытуемого порошка (например, 10—100 мг), суспендируют в 10 мл подходящей среды, в которой он не растворяется; при необ­ходимости прибавляют смачивающее вещество. Гомогенное состояние частиц в суспензии под­держивают путем суспендирования частиц в среде с подобной или схожей плотностью и пу­тем обеспечения необходимого перемешивания. Часть гомогенной суспензии помещают в под­ходящую счетную камеру и изучают под микро­скопом на площади, которую занимает не менее 10 мкг испытуемого порошка. Подсчитывают все частицы, у которых размер больше, чем норми­рованный в частной статье. Предельный размер и допустимое количество частиц, превышающих этот размер, определяют для каждого вещества.

Характеристика величины частиц. Из­мерение размеров частицы отличается разной степенью сложности в зависимости от их фор­мы. Количество исследуемых частиц должно быть достаточным, для обеспечения прием­лемого уровня неопределенности измеренных параметров. Дополнительную информацию об измерении размеров частиц, размере образца и анализе данных можно получить, например, в ISO 9276. Для сферических частиц размер опре­деляется их диаметром. Для частиц неопреде­ленной формы существуют различные способы определения размера. Для таких частиц харак­теристика размеров должна включать не только информацию о форме частицы, но и о типе из­меренного диаметра (рисунок 2.9.37.-1):

-диаметр по Ферету. расстояние между воображаемыми параллельными касательными

2.9.38. Определение размера частиц методом аналитического просеивания

39

к произвольно ориентированной частице, пер­пендикулярными шкале окуляра;

• диаметр по Мартину: диаметр частицы, проведенный через точку, которая делит произ­вольно ориентированную частицу на 2 равно­значные проекции;

-диаметр проекции: диаметр круга, кото­рый имеет такую же площадь проекции, что и частица;

-длина: наибольшее расстояние между краями частицы, ориентированной параллельно шкале окуляра;

• ширина: наибольшее расстояние между краями частицы, ориентированной перпендику­лярно шкале окуляра, проведенное под прямым углом относительно длины.

диаметр по Ферету

диаметр по Мартину

диаметр проекции

наибольший горизонтальный отрезок

Рисунок 2.9.37.-2. Наиболее используемые описания формы частиц.

- игловидная: узкая, иглоподобная частица со схожими шириной и толщиной;

-палочковидная: длинная тонкая частица, ширина и толщина которой больше аналогичных у иглообразной частицы;

• хлопьевидная: тонкая плоская частица со схожими длиной и шириной;

-пластинчатая: плоская частица со схо­жими длиной и шириной, но толще, чем хлопье­видная частица;

• в форме прямоугольной пластинки: длин­ная тонкая частица, схожая с формой лезвия;

• кубовидная: частица со схожими по разме­ру длиной, шириной, и толщиной; сюда включа­ются кубические и сферические частицы.

Общие требования. Считается, что части­ца является наименьшей дискретной единицей. Частица может быть жидкой или полутвердой капелькой; отдельным кристаллом или поликри­сталлом; в аморфном виде или в виде агломе­рата. Частицы могут образовывать ассоциаты. Степень их ассоциации может быть описана следующим образом:

• многослойный ассоциат: расположенные друг над другом пластины;

• агрегат: масса из слипшихся частиц; -агломерат: сплавившиеся или сцеплен­ные между собой частицы;

• конгломерат: ассоциат из 2-х или более типов частиц;

• ссреролит: радиальное скопление;

• друза: частица, покрытая другими крошеч­ными частицами.

Состояние частицы может описываться по следующим параметрам:

• по характеру края: угловатые, округлые, гладкие, острые, изломленные;

• оптические параметры: цвет (используют соответствующие компенсирующие светофиль­тры), а также прозрачность, просвечиваемость и непрозрачность;

• деаЪекты: окклюзия, инклюзия. Характеристика поверхности может состо­ять из следующих описаний:

• растрескавшаяся: наличие расщелин, расколов или трещин;

-гладкая: без неровностей, шероховато­стей или проецирования;

• пористая: наличие отверстий или пор; -неровная: бугристая, неоднородная, не­ровная;

• изрытая: наличие маленьких вмятин.