CN102564541A - 胶囊内装填药粉含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，其通过将胶囊与一标准胶囊进行对比来测得内装药粉重量与标准胶囊的差异，而对比过程则是通过将待测胶囊和标准胶囊放入容器内并向容器中充入N个大气压的高压气体、使高压气体渗入待测胶囊和标准胶囊的内部、再快速排出容器内的高压气体使容器内恢复常压状态、在待测胶囊和标准胶囊分别在内外压差作用下膨胀后测得膨胀后的长度，然后根据公式来测算待测胶囊与标准胶囊中的药粉重量差异；或者不采用标准胶囊，直接通过膨胀待测胶囊，并根据膨胀后的长度变化来测算待测胶囊内装填药粉的含量。该方法可实现仅通过测量胶囊长度及其变化来对胶囊进行粒重分选，简便高效。

Description

胶囊内装填药粉含量的测定方法

技术领域

本发明涉及一种测定胶囊内所装填药粉含量的方法。

背景技术

在制药工业领域，由于胶囊灌装设备自身的稳定性及药粉自身特性等多种因素的影响，使得胶囊的生产过程中其内所装药粉的重量即胶囊粒重存在着波动，而对于治疗疾病的药品而言，单位剂量内所含药物的量，即每粒胶囊的粒重就必须稳定在一个较窄的范围内，所以制药企业会对胶囊的粒重进行严格的管控和测量，检测并剔除粒重不符合要求的残次品。

目前对胶囊进行粒重测量的方法主要是利用各种机械天平、电子天平或利用重量传感器原理的各种称重设备进行直接称重测量，但这些方式都存在这诸多弊端。各种机械天平、电子天平的称量过程均需要人工手动操作，弊端为：检测速度慢，效率低下，操作繁琐；无法实现在线自动称重，只能用于抽检，无法实现对胶囊进行逐粒称重，该方法对胶囊粒重的监测力度及其有限，仍有很多粒重不符合要求的胶囊无法被检测出来。而各种利用重量传感器原理的设备虽然工作效率大幅提高，能够实现对胶囊逐粒称重，但也有其显著弊端：设备精密，造价十分昂贵，不利于在制药企业推广；系统复杂，维护难度大，维护成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种测定方法，其可实现高效、自动地测定胶囊装填药粉含量，且成本很低。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，包括以下步骤：

(a)、以一已知内装药粉重量和胶囊长度的标准胶囊为参照胶囊，将待测胶囊的长度调整到与参照胶囊的长度相等；

(b)、在常压下将待测胶囊和参照胶囊放入容器内，密封容器并向容器中充入高压气体，并使高压气体渗入待测胶囊和参照胶囊的内部，使容器内和待测胶囊以及参照胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、排出容器内的高压气体，使容器内恢复常压状态，待测胶囊和参照胶囊分别在内外压差作用下膨胀；

(d)、分别测出膨胀后的待测胶囊的长度h1和膨胀后的参照胶囊的长度h2，根据算式(h1-h2)/(N-1)计算出待测胶囊与参照胶囊中装填药粉所占体积与胶囊横截面面积之比的差值。在容器内的高压气体排出后，N值已知的高压气体会使胶囊膨胀至内外压再次平衡为止，根据胶囊的膨胀程度可以很容易地将待测胶囊和参照胶囊进行对比计算

进一步地，在步骤(d)之后，还可以根据函数m2-m1＝ρ*S*(h1-h2)/(N-1)计算出待测胶囊内装药粉重量，其中m1代表待测胶囊内装药粉的重量，m2代表已知的参照胶囊内装药粉的重量，ρ代表待测胶囊和参照胶囊内装药粉的密度，S代表待测胶囊和参照胶囊的横截面面积。由待测胶囊与参照胶囊内装药粉的重量之差，可以得出待测胶囊内装填药粉的重量。

本发明第二方面提供一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，包括以下步骤：

(a)、根据待测胶囊的型号选取长度与其相等的标准胶囊为参照胶囊，标准胶囊的长度和其内装药粉重量为已知的；

(b)、在常压下将待测胶囊和参照胶囊放入容器内，密封容器并向容器中充入高压气体，并使高压气体渗入待测胶囊和参照胶囊的内部，使容器内和待测胶囊以及参照胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、排出容器内的高压气体，使容器内恢复常压状态，待测胶囊和参照胶囊分别在内外压差作用下膨胀；

(d)、分别测出膨胀后的待测胶囊的长度h1和膨胀后的参照胶囊的长度h2，根据算式(h1-h2)/(N-1)计算出待测胶囊与参照胶囊中装填药粉所占体积与胶囊横截面面积之比的差值。

本技术方案与第一技术方案不同的是：在选取参照胶囊时会按照待测胶囊的规格进行，而对待测胶囊不再作长度处理，同样，也是根据胶囊的膨胀程度计算待测胶囊与标准胶囊装填药粉含量之差，从而得出待测胶囊中装填药粉的含量。

本发明第三方面提供一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，包括以下步骤：

(a)、以一已知内装药粉重量和胶囊长度的标准胶囊为参照胶囊，测出待测胶囊的长度，并按照Δ＝待测胶囊长度-参照胶囊长度，计算出差值Δ；

(b)、在常压下将待测胶囊和参照胶囊放入容器内，密封容器并向容器中充入N个大气压的高压气体，并使高压气体渗入待测胶囊和参照胶囊的内部，使容器内和待测胶囊以及参照胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、排出容器内的高压气体，使容器内恢复常压状态，待测胶囊和参照胶囊分别在内外压差作用下膨胀；

(d)、分别测出膨胀后的待测胶囊的长度h1和膨胀后的参照胶囊的长度h2，根据算式(h1-h2-Δ)/(N-1)-Δ计算出待测胶囊与参照胶囊中装填药粉所占体积与胶囊横截面面积之比的差值。

在待测胶囊和标准胶囊作膨胀处理之前，先测出两胶囊之间的长度差，根据胶囊的膨胀程度同样也能测出待测胶囊内装填药粉的重量。

本发明第四方面提供一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，包括以下步骤：

(a)、测量胶囊的长度H1，根据胶囊自身型号计算其容积V；

(b)、在常压下将胶囊放入一容器内，密封容器并向容器中充入高压气体，并使高压气体渗入胶囊的内部，使容器内和胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、将高压气体排出，使容器内恢复常压状态，胶囊在内外压差作用下膨胀；

(d)、测量膨胀后的胶囊的长度H2，根据算式V-(H2-H1)*S/(N-1)计算出胶囊内装填药粉的体积，其中，S代表胶囊的横截面面积。

与前面三个方案所不同的，本技术方案不采用参照胶囊，直接根据胶囊自身在膨胀前后的长度变化来确定药粉体积。

作为第四技术方案的优化，在步骤(d)之后，还可以根据算式ρ*[V-(H2-H1)*S/(N-1)]计算出胶囊内装填药粉的重量，其中，ρ代表胶囊内所装填药粉的密度。

本发明的优点是：通过输入预设气压的高压气体使两种胶囊膨胀或仅使待测胶囊膨胀，并根据胶囊的膨胀程度利用公式来计算待测胶囊与标准胶囊内装药粉的含量之差或直接计算待测胶囊内的药粉体积，可实现仅通过测量胶囊长度及其变化来对胶囊进行粒重分选，该方法简便可行。与重量传感器类称重分选设备相比，该方法对设备的精密程度、信号的采集及处理难度、以及抗干扰性等方面的要求都很低，用于执行该方法的设备成本也会比较低，且便于维护，利于在制药企业推广使用。另外，该方法能够实现很高的分选效率，还可实现对胶囊粒重进行在线逐粒分选。

具体实施方式

本发明通过在胶囊内外形成气压差而使胶囊膨胀，并根据胶囊膨胀前后的长度变化来测定待测胶囊中的药粉重量，分为对比测定和单独测定两种方式，主要思想是：将胶囊内部的药粉体积差异转换成其内部与药粉体积直接相关的空气体积的差异，并通过在胶囊中通入高压气体使胶囊膨胀的方法将空气体积的差异放大数倍，然后根据膨胀后的胶囊的长度差异，并结合利用固定的函数关系公式来测算出待测胶囊中药粉的含量。下面结合几个实施例对本发明内容进行详细描述。

实施例一：

按照准备好的已知粒重(胶囊内装填药粉重量)的标准参照胶囊的型号，对同型号的待测胶囊进行等容处理，也即：将待测胶囊的长度调整到与标准参照胶囊相同。胶囊在常压情况下灌装后，其内部除了药粉之外，或多或少的会存在一部分常压空气(1个大气压)，由于同型号的胶囊直径相同、截面积相同、囊体囊帽端部的球冠部分形状、容积也完全相同，所以对于压合长度相等的同型号胶囊而言，其总容积是相同的，也就是说，药粉所占的内部空间体积与空气体积的总和相等；为方便起见，以下在计算时不考虑囊体囊帽端部的球冠部分的体积，只考虑圆柱体部分的空气体积。由于截面积相同，胶囊内部气体体积与气柱的长度成正比。然后将标准胶囊与待测胶囊放入密闭容器内，向容器内充入N个大气压的压缩气体，使得高压气体沿囊体囊帽间的缝隙渗入胶囊内部，那么胶囊内部原有的常压空气柱的压力就会逐渐上升，待胶囊内外气压平衡后，以合理的速度排出容器内的高压气体，使容器内的气压迅速变为1个大气压，那么与此同时，胶囊内部的高压气体会因形成的内外气压差而膨胀，将压合的囊体囊帽向两端撑，使胶囊压合长度增加。测出待测胶囊膨胀后的长度h1和标准胶囊膨胀后的长度h2，由于药粉的体积不会发生改变，因此h1和h2的差值正是膨胀后的待测胶囊和标准胶囊中的气柱的长度之差。根据波义耳定律可知：在密闭容器中的定量气体，在恒温下，气体的压力和体积成反比关系。因此，理论上膨胀后的胶囊内部的气柱长度应为膨胀前的N倍，由此可知，膨胀前待测胶囊和标准胶囊中的气柱长度差应为(h1-h2)/(N-1)，反过来讲，膨胀前的标准胶囊和待测胶囊中的药粉的体积差也即为S*(h1-h2)/(N-1)，进一步地，可以得出以下公式1：

m2-m1＝ρ*S*(h1-h2)/(N-1)    公式1

式中，m2代表标准胶囊中装填药粉的重量，m1代表待测胶囊中装填药粉的重量，ρ代表药粉的密度，S代表胶囊的截面积。ρ和S以及m2都是根据胶囊内所装填药粉或胶囊自身的规格直接获知的，实际上，只要根据公式1演变一下就可以计算出m1的值，也就是待测胶囊中装填药粉的重量。

在通过胶囊内外气压差来使胶囊膨胀的方式中应注意的是，要尽量减少胶囊内部气体的外泄，或者尽量保持不外泄，这个目标可以通过以合理的速度开启容器或必要的密封措施来实现。此处以及本文其他各处提及的“合理的速度”应根据实际情况来控制，在尽量减少胶囊内部气体外泄的同时，还要防止胶囊因惯性而拉伸过长或因急速膨胀而炸开或噪声过大等问题。

当然，该实施例还可稍作一下改变，比如：按照待测胶囊的规格对同型号的标准胶囊进行等容处理，即：将标准胶囊的长度调整到与待测胶囊相等。这种方式为本实施例不改变实质内容的另一种应用，在此不再赘述。

实施例二：

根据待测胶囊的规格选取长度与其相等的同型号标准胶囊作为参照胶囊，将待测胶囊与标准胶囊放入密闭容器内并充入N个大气压的压缩气体，后续的步骤与实施例一完全相同。同样依据膨胀后的胶囊的长度差、压缩气体压力与常压的比值N、药粉的密度、胶囊内腔的截面积，以及标准胶囊的粒重来计算出待测胶囊的粒重。

该实施例与实施例一的区别在于第一步，在选取参照胶囊时不再是任意标准胶囊，而是将待测胶囊的长度作为一个选取要求，这样就无需再对待测胶囊作等容处理。

实施例三：

选取已知粒重的标准胶囊，测量出其长度h2’，并测量出待测胶囊的长度h1’，将h1’和h2’的差值Δ记录下来，然后将待测胶囊和标准胶囊放入容器内，密封容器并向容器中充入N个大气压的高压气体，后续的步骤与实施例一和实施例二中一致，最后测出待测胶囊膨胀后的长度h1和标准胶囊膨胀后的长度h2，根据下面的公式2来计算标准胶囊和待测胶囊中装填药粉重量的差值。

m2-m1＝ρ*S*[(h1-h2-Δ)/(N-1)-Δ]    公式2

式中，m2代表标准胶囊中装填药粉的重量，m1代表待测胶囊中装填药粉的重量，ρ代表药粉的密度，S代表胶囊的截面积。

公式2的推算过程将在下文中详细陈述。

实际上，Δ包含待测胶囊与标准胶囊内部空气柱的长度差值和药粉柱的长度差值两部分，而膨胀完成后待测胶囊与标准胶囊的长度差h1-h2也包括了空气柱的长度差和药粉柱的长度差两部分，而由于药粉的体积在胶囊膨胀前后是不变的，因此两个膨胀后的两胶囊的长度差与膨胀前的两胶囊的长度差的差值h1-h2-Δ应为待测胶囊与标准胶囊内的空气柱长度变化值的差。同样，根据波义耳定律可知，膨胀后的空气柱长度应为膨胀前的N倍，由此可知以下公式3。

h1-h2-Δ＝(N-1)(H1’-H2’)    公式3

式中，H1’代表膨胀前的待测胶囊中的气柱的长度，H2’代表膨胀前的标准胶囊中的气柱的长度。

从公式3演变可以得出计算膨胀前待测胶囊与标准胶囊中空气柱的长度差的公式4，即：

H1’-H2’＝(h1-h2-Δ)/(N-1)    公式4

根据公式4的结果并结合膨胀前待测胶囊与标准胶囊的总长度差Δ可知：待测胶囊与标准胶囊中药粉的体积之差应为S*[(h1-h2-Δ)/(N-1)-Δ]，从而便可推出公式2，并利用公式2来计算待测胶囊装填药粉的重量m1的值。

实际应用中，本发明所披露的方法主要用于对胶囊内装填药粉重量进行波动范围的监测，而在对胶囊进行粒重分选时，均是已知粒重的标准值，即为上文所述的标准胶囊的粒重，且事先设定好了胶囊粒重的允许波动范围，粒重在允许范围内的即为合格品，粒重在允许范围之外的为残次品。换而言之，即是：待测胶囊膨胀后与标准胶囊膨胀后的长度差值也应在一定范围内波动，当待测胶囊膨胀后的长度与标准胶囊膨胀后的长度之差值超出该允许范围时，该待测胶囊的粒重也就超出了粒重的允许波动范围，即为不合格品；当待测胶囊膨胀后的长度与标准胶囊膨胀后的长度之差值处于该允许范围时，该待测胶囊的粒重也就处于粒重的允许波动范围，即为合格品。所以说在实际应用时通常无需计算待测胶囊中装填药粉的重量m1的值，只需要通过对待测胶囊和标准胶囊膨胀前后的长度分别进行测量，通过膨胀前后胶囊长度的变化情况，即可快速判断待测胶囊的粒重是否处于合格范围内，将长度变化超出允许范围的胶囊剔除，从而实现胶囊的粒重分选。

以上三个实施例都是采用对比法来测量的，其中利用了已知容积、截面积、药粉含量以及药粉密度的标准胶囊作为参照胶囊，待测胶囊和标准胶囊可以放在同一容器中进行膨胀处理，也可以放在两个容器中分别进行膨胀处理。

上面介绍的对比测定法也适用于参照胶囊与待测胶囊为不同型号的情况，即参照胶囊的截面积，也可以采用不同型号的，参照胶囊中的药粉也可以与待测胶囊中所装填的药粉不同，在计算时将参照胶囊和待测胶囊的截面积以及两者内装的药粉密度都考虑进去，即可利用同样的原理相似的方式测得待测胶囊中的药粉含量。

实施例四

与上述三个实施例不同的是，本实施例采用单独测定方法，不利用参照胶囊，直接根据待测胶囊自身在内外压差作用下膨胀的情况来测定药粉含量，具体方式如下：

首先，测量胶囊的长度H1，根据胶囊自身型号计算其容积V，并将H1和V的值分别记录下来；然后，将胶囊放入一容器内，密封该容器并向该容器中充入N倍大气压的高压气体，在一段时间后，高压气体渗入胶囊的内部，容器内和胶囊内的气压都达到N倍大气压；以合理的速度打开容器，将高压气体排出，使得容器内恢复常压状态，胶囊的内部和外侧便形成压差，使胶囊在内外压差作用下膨胀；测量膨胀后的胶囊的长度H2并记录下来，根据公式5计算出胶囊中装填药粉的体积V1。

V＝V1+(H2-H1)*S/(N-1)    公式5

式中，S代表胶囊的横截面面积，V、H2和H1的值都已经得到，S和N都已知，因此简单演算即可得到V1的值。进一步地，根据以下的公式6也即能计算出胶囊内装填药粉的重量M。

M＝ρ*[V-(H2-H1)*S/(N-1)]    公式6

公式6中ρ代表胶囊内所装填药粉的密度，其数值也是已知的。

以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内，进行多种多样的变更。

Claims (8)

1.一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)、以一已知内装药粉重量和胶囊长度的标准胶囊为参照胶囊，将待测胶囊的长度调整到与参照胶囊的长度相等；

(b)、在常压下将待测胶囊和参照胶囊放入容器内，密封容器并向容器中充入高压气体，并使高压气体渗入待测胶囊和参照胶囊的内部，使容器内和待测胶囊以及参照胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、排出容器内的高压气体，使容器内恢复常压状态，待测胶囊和参照胶囊分别在内外压差作用下膨胀；

(d)、分别测出膨胀后的待测胶囊的长度h1和膨胀后的参照胶囊的长度h2，根据算式(h1-h2)/(N-1)计算出待测胶囊与参照胶囊中装填药粉所占体积与胶囊横截面面积之比的差值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(d)之后，根据函数m2-m1＝ρ*S*(h1-h2)/(N-1)计算出待测胶囊内装药粉重量，其中m1代表待测胶囊内装药粉的重量，m2代表已知的参照胶囊内装药粉的重量，ρ代表待测胶囊和参照胶囊内装药粉的密度，S代表待测胶囊和参照胶囊的横截面面积。

3.一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)、根据待测胶囊的型号选取长度与其相等的标准胶囊为参照胶囊，标准胶囊的长度和其内装药粉重量为已知的；

(b)、在常压下将待测胶囊和参照胶囊放入容器内，密封容器并向容器中充入高压气体，并使高压气体渗入待测胶囊和参照胶囊的内部，使容器内和待测胶囊以及参照胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、排出容器内的高压气体，使容器内恢复常压状态，待测胶囊和参照胶囊分别在内外压差作用下膨胀；

(d)、分别测出膨胀后的待测胶囊的长度h1和膨胀后的参照胶囊的长度h2，根据算式(h1-h2)/(N-1)计算出待测胶囊与参照胶囊中装填药粉所占体积与胶囊横截面面积之比的差值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在步骤(d)之后，根据函数m2-m1＝ρ*S*(h1-h2)/(N-1)计算出待测胶囊内装药粉重量，其中m1代表待测胶囊内装药粉的重量，m2代表已知的参照胶囊内装药粉的重量，ρ代表待测胶囊内装药粉的密度，S代表待测胶囊的横截面面积。

5.一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)、以一已知内装药粉重量和胶囊长度的标准胶囊为参照胶囊，测出待测胶囊的长度，并按照Δ＝待测胶囊长度-参照胶囊长度，计算出差值Δ；

(b)、在常压下将待测胶囊和参照胶囊放入容器内，密封容器并向容器中充入N个大气压的高压气体，并使高压气体渗入待测胶囊和参照胶囊的内部，使容器内和待测胶囊以及参照胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、排出容器内的高压气体，使容器内恢复常压状态，待测胶囊和参照胶囊分别在内外压差作用下膨胀；

(d)、分别测出膨胀后的待测胶囊的长度h1和膨胀后的参照胶囊的长度h2，根据算式(h1-h2-Δ)/(N-1)-Δ计算出待测胶囊与参照胶囊中装填药粉所占体积与胶囊横截面面积之比的差值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在步骤(d)之后，根据函数m2-m1＝ρ*S*[(h1-h2-Δ)/(N-1)-Δ]计算出待测胶囊内装药粉重量，其中m1代表待测胶囊内装药粉的重量，m2代表已知的参照胶囊内装药粉的重量，ρ代表待测胶囊内装药粉的密度，S代表待测胶囊的横截面面积。

7.一种胶囊内装填药粉含量的测定方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)、测量胶囊的长度H1，根据胶囊自身型号计算其容积V；

(b)、在常压下将胶囊放入一容器内，密封容器并向容器中充入高压气体，并使高压气体渗入胶囊的内部，使容器内和胶囊内的气压达到N个大气压；

(c)、将高压气体排出，使容器内恢复常压状态，胶囊在内外压差作用下膨胀；

(d)、测量膨胀后的胶囊的长度H2，根据算式V-(H2-H1)*S/(N-1)计算出胶囊内装填药粉的体积，其中，S代表胶囊的横截面面积。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在步骤(d)之后，根据算式ρ*[V-(H2-H1)*S/(N-1)]计算出胶囊内装填药粉的重量，其中，ρ代表胶囊内所装填药粉的密度。