1. Einführung

Die Dispersionstrübungsmethode und die Transmittionstrübungsmethode sind Analysetechniken, die auf dem Prinzip der Lichtstreuung basieren. Lichtstreuung ist ein physikalisches Phänomen, bei dem ein Lichtstrahl seine Ausbreitungsrichtung verändert, indem er mit ausreichend kleinen Materiepartikel interagiert (als Ablenkung bezeichnet). Nach der elektromagnetischen Theorie von Maxwell ist eine Voraussetzung für das Auftreten der Streuung, dass der Brechungsgrad der suspendierten Partikel sich von dem Brechungsgrad der suspendierten Flüssigkeit unterscheiden muss. Je größer der Unterschied, desto stärker die Streuung. Es gibt zwei Arten von Lichtstreuung:1Elastische Streuung, bei der die Wellenlänge des gestreuten Lichts und des einfallenden Lichts gleich ist;2Nicht-elastische Lichtstreuung, bei der die Wellenlänge von gestreutem und einfallendem Licht unterschiedlich ist. Nur die erste Art von Lichtstreuung (Elastizität) ist mit der Methode der Streulichttrübung und der Methode des Transmittionslichtverhältnisses verbunden.

In der Lichtverhältnisturbiditätsmethode wird die Intensität des durchlässigen Lichts gemessen und in Richtung des einfallenden Lichts (d.h.0°) Die durch die Streuung verursachte Dämpfung der Eingangslichtintensität wird gemessen und mit der Eingangslichtintensität verglichen (Leermessung). Die gemessene Eigenschaft ist eine indirekte Messung des Effekts der Dispersion von suspendierten Partikeln, bekannt als Trübung. Jede Absorption von Licht durch die suspendierte Probe führt zu einer zusätzlichen Verringerung der Lichtintensität (vgl.<857> Ultraviolett-sichtbare Spektroskopieund<1857> Ultraviolett-sichtbare Spektroskopie - Theorie und Praxis). Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass das gemessene Material das Licht in der Messwellenlänge nicht absorbiert. Tatsächlich sind die Gleichungen zur Kontrolle der Absorption und der Trübungsmessung die gleichen (obwohl die Werte der Dämpfungskonstanten unterschiedlich sind). Bei der Streulichtturbiditätsmethode wird die Messung und die Verteilungsrichtung des eingehenden Lichts90Streuungsintensität des Winkels. Daher ist die Diffusionstrübungsmessung eine direkte Messung der Diffusionswirkung von Suspensionen.

2. Begriffe und Definitionen

Häufig verwendete Begriffe zur Beschreibung von Turbiditätsmethoden und Turbiditätsmethoden umfassen:

•Trübheit (Symbol)S): Ein Maß für eine verminderte Intensität des durchlässigen einfallenden Lichtstrahls aufgrund des Lichtstreueffekts von suspendierten Partikeln. Die Menge der Suspension kann durch die Beobachtung von durchlässigem Licht (Trübungsmethode) oder Streulicht (Trübungsmethode) gemessen werden.

Protokoll I₀/ Ich_t= kbc = T

Ich₀=Eingangslichtintensität

Ich_t=Lichtintensität

und k=Moorer Trübungskoeffizient

und b=Probepoolweglänge

und c=Konzentration

T =Trübheit

•Trübung (Symbol,τ): Bei der Messung der Trübung ist die Trübung die Eingangsstrahlenintensität einer gegebenen Suspension./Maß der Einheit Länge reduziert. Die Internationale Organisation für Normung definiert Trübheit als „eine verminderte Transparenz einer Flüssigkeit aufgrund des Vorhandenseins ungelöster Substanzen“.»

•Trübungsmesseinheit: Die Trübungseinheit wird durch einen Deskriptor angegeben, der die Messmethode anzeigt.

•Dispersionstrübungsmesser Trübungseinheit (NTU): Bei der Messung der Trübung mit der Methode der Streulichttrübung wird die Trübung mit der Verteilungsrichtung des eingehenden Lichts gemessen.90°Die Winkelmessung des Streulichts, die Trübungseinheit wird als Trübungseinheit der Streulichtsmethode bezeichnet (NTU).NTUDie Größe wird auf der Grundlage der Trübung definiert, die durch das primäre Formal-Hydrazin-Standard erzeugt wird (eine Suspension, die aus einer Mischung von Hydrazinsulfat und einer hexamethyltetraminlösung in Wasser hergestellt wird). Sicherere Polymer-Mikroperlen-Suspensionen sind jetzt verfügbar und sind * als akzeptable Alternativen. Allerdings können alle diese Kriterien auf Formazid zurückgeführt werden. Die Trübung der primären Formazid-Standardlösung beträgt4000 NTU.

Andere* Trübungseinheiten umfassen die Einheit der Trübungsmethode (FTU(und Formal-Hydrazid-Turbiditätseinheit)FNU). Diese Einheiten entsprechen0-40 NTUIm RahmenNTU.

3. Anwendungen

Die Anwendungen der Transmittionslichtverhältnis- und Dispersionsturbiditätstechnik umfassen1Lösungen und/oder die Konzentrationsbestimmung der Suspension (Bestimmung mehrerer Cationionen und Anionen durch Fällung und Suspension der entstehenden Niederlage unter gut kontrollierten Reaktionsparametern);2Messung der Trübung der Trübung oder der Suspension;3Die Messung des Molekulargewichts in1000Gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht und Größe von Multidispersionssystemen zwischen Hunderten von Millionen;4die Messung der Reaktionsdynamik oder der Immunosedimentationsdynamik der Immunanalyse (Verhältnismäßige Dispersionsturbiditätsmethode);5Überwachung des Wachstums von Zellen und Bakterien;6Partikelgrößenverteilung, Partikelzählung usw.

Verhältnismäßige Dispersionsturbiditätsmethoden werden weit verbreitet in der Analyse der Impfstoffzusammensetzung und/oder die Menge der Serumstoffe. Es wird auch zur Identifizierung von Wirtszellproteinen in der rekombinanten Biopharmazeutik verwendet. Bei der Verwendung dieser Technik wird durch die Messung von Antigenen-Veränderungen in der Lichtstreuungsreaktion des Antiserum- oder Antigenreinigungsantikörper-Komplexes, um zu berechnen, was zu Immunantikörpern führt-Antigen der Fällungsreaktion oder der Kogulationsreaktion (Ag(oder Antikörper)Ab(Menge). Antigen-Kovalenzverbindungen oder Adsorptionen auf Polymer-Mikrosphären werden in der Regel in Betracht gezogen, um die Effizienz der Streuung zu verbessern; Die daraus entstehende Technologie wird als“Partikelverstärkte Immunanalyse”Obwohl diese Technik als Streulichtturbiditätsmethode bekannt ist, werden in der Regel sowohl Streulicht als auch durchlässiges Licht mit Verhältnisinstrumenten gemessen.

Die diffusionsoptische Trübungsmessung ist in einem niedrigen Trübungsbereich (relativ niedrige Konzentrationen des Streusmediums) zuverlässiger. In diesem Bereich wird die Probenkonzentration und die Signalstärke des Detektors beobachtet (mitNTUEs besteht eine lineare Beziehung zwischen. Mit zunehmender Konzentration erhöht sich auch der Eintrittswinkel der mehrfachen Streuung, wodurch die offlineare Reaktion abweicht. Maximale Unterstützung für zuverlässige lineare BeziehungenNTUWert in1750–2000 NTUim Rahmen. Die Lichtdurchlässigkeitsmethode ist für einen höheren Trübungsbereich (Konzentration des Streusmediums) geeignet. Um konsistente Ergebnisse zu erzielen, müssen alle Messvariablen sorgfältig kontrolliert werden. Wenn möglich können sehr seltene Suspensionen gemessen werden.

4. Instrumente

Die Instrumente für die Messung des Transmittionsverhältnisses und der Dispersionsturbidität werden Transmittionsturbiditätsmesser bzw. Dispersionsturbiditätsmesser genannt. In der Regel umfassen diese Geräte eine Quecksilberlampe mit Filtern (für starke grüne oder blaue Linien), einen Verschluss, einen Satz neutraler Filter mit bekannter Durchlässigkeit und ein empfindliches photoelektrisches Multiplikatorrohr, das in Richtung der Verbreitung des einfallenden Lichts montiert werden kann.0°oder90°Die Position des Winkels, oder auf einem Arm, kann es um die Lösungseinheit drehen und durch das Zifferblatt außerhalb des nicht durchlässigen Gehäuses eingestellt werden−135°zu0°zu+135°Jeder Blickwinkel. Die unterschiedlichsten Formen der Lösungsbacken, z.B. für die Messung90°Streuung von Quadraten;45°、90°und135°Streuung als halb achteckig; Die zylindrische Form ist für alle Streuungswinkel geeignet (siehe Abbildung)1).

Bild1.Repräsentative Turbidität. Achtung, Detektor.2Installierbar auf beweglichen Armen.

Die Trübung kann auch mit einem Standard-optoelektrophotometer oder Spektrophotometer gemessen werden, vorzugsweise im blauen Teil des Spektrums beleuchtet. Die Messung der Streulichtturbidität erfordert ein Gerät, das mit einer Photoröhre ausgestattet ist, um Streulicht zu empfangen und nicht durchlässiges Licht. Da dies die gleiche Geometrie ist, die in Fluoreszenzmetern verwendet wird, kann es durch die richtige Auswahl eines Filters als Trübungsmesser verwendet werden. Verhältnisturbiditätsmesser kombiniert90°Dispersionstrübungsmethode und Transmittionstrübungsmethode. Es enthält Photoröhre, Empfang und Messung mit Proben in90°Die Streuung des Lichts in den Winkeln sowie die Streuung des Lichts vor der Empfangs- und Messprobe. Es misst auch das Licht, das direkt durch die Probe geht. durch90°Die Messwerte für Winkelstreuungslicht, die Summe der Messwerte für vorwärts streuungslicht und der Messwerte für durchlässiges Licht, berechnen das Verhältnis zwischen beiden, um eine Linearität zu erhalten. Der Vorteil der Verwendung eines Verhältnistrübungsmesssystems besteht darin, dass die Messung von strahlendem Licht vernachlässigbar wird. Darüber hinaus wird die Trübungsmessung der Farbsuspension ausschließlich mit einem Transmittionslichtverhältnistrübungsmesser oder einem Trübungsmesser (mit Verhältnismodus) durchgeführt, da dieses Verfahren den durch die Farbe der Suspension verursachten Lichtverlust kompensiert. In der Regel ist die Lichtquelle in diesen Instrumenten Wolfram Lampen, in2700 KDie Lampe arbeitet bei einer Temperatur, die größte Lichtintensität ist550 nmAuch andere geeignete Lichtquellen können verwendet werden. Der Detektor ist in der Regel▲Siliziumdioden▲und Photomultiplikator. Eine andere Möglichkeit, den Farbeeffekt zu beseitigen, ist die Verwendung einer Infrarot-Leuchtdiode als Lichtquelle, deren größtes Emissionszentrum etwa860 nmDie Spektralbandbreite ist60 nm.Wenn Laserlichtquellen auch verwendet werden, insbesondere in Trübungsmessgeräten, wird diese Technik häufig als“Laserturbiditätsmessung”. Der Vorteil der Verwendung von Laser-Streulichtturbiditätsmessern besteht darin, dass das Signal-Rausch-Verhältnis bei sehr niedrigen Erkennungsniveaus erheblich verbessert wird. Normalerweise ist die Lichtquelle eine Arbeitswellenlänge von660 nmLaserdioden. Die hohe Leistungsdichte des Laserstrahls ermöglicht es kleineren Partikeln, eine höhere Streuungstärke zu erzeugen. In Kombination mit einer Lichtfalle, die nicht gestreutes Licht absorbiert, reduziert das System die Diffusion erheblich. Wenn ein Programm in der Monografie die Verwendung von Dispersionsturbiditätsmessern oder Transmittionsturbiditätsmessern anweist, können Instrumente verwendet werden, die im Verhältnismodus arbeiten.

5. Formal Hydrazid Trübtheitsstandard

Formazid ist derzeitBekannte Haupttrübungsnormen. Alle anderen Kriterien sind sekundär und müssen auf Formazid zurückgeführt werden.Die wichtigsten Kriterien in ▲IUPAC Kompendium der chemischen Terminologie▲（ERR 1. Mai 2019）第 2 Die Edition (Gold Book) ist definiert als Standard für die Vorbereitung von nachverfolgbaren Materialien durch den Benutzer mit eindeutig definierten Methoden und Bedingungen.

Die Formal-Hydrazin-Suspension hat viele Eigenschaften, um sicherzustellen, dass sie als primärer Kriterium geeignet ist. Es kann konsistent und präzise aus dem Ausgangsmaterial auf Reagenzgrade hergestellt werden. Die Suspension besteht aus Polymeren unterschiedlicher Länge und Körperform, deren Form und Größe von kleiner als0,1 μmgrößer als10 μmNicht warten. Obwohl sich die Verteilung der Polymerkettenlänge von Herstellung zu Herstellung unterscheidet, können die Gesamttrübungsergebnisse gut reproduziert werden.

5.1 Vorbereitung der FormazinstandardsVorbereitung von Formal Hydrazin Standardflüssigkeit

•硫酸肼溶液：geben1.000 g ACSHydrosulfat (N₂H₄von H₂So₄(aufgelöst in100 mlderEinIn der Klasse-Kapazität-Flasche, und verdünnen Sie mit partikelfreiem Wasser auf die Skala. Lassen Sie die Lösung stehen4-6Stunden.

•Primäre Formal Hydrazid Standardflüssigkeit:geben2,50 gAnalytisches Hexamethyltetramid[(CH)₂)₆N₄]gelöst in25,0 mlPartikelfreies Wasser, geladen100 mlFlasche. verwendenEinKlassen25 mlPipette hinzugefügt25,0 mlHydrosulfat-Lösung und vollständig vermischen. Lassen Sie die Präparate vor der Verwendung25±1bei Temperatur von °.48Stunden. Die resultierende Suspension läuft stabil2Monat.

•Formal Hydrazid Reserve Standardsuspension1：verwenden15 ml APipette, wird15 mlPrimäre Standardflüssigkeit von Formal Hydrazin übertragen1 LiterVolumen in Flasche und verdünnen Sie auf die Skala mit partikelfreiem Wasser und mischen. Die Trübung der erhaltenen Suspension beträgt60 NTU.

•Formal Hydrazid Reserve Standardsuspension2：verwenden50 ml APipette, wird50 mlPrimäre Standardflüssigkeit von Formal Hydrazin übertragen200 mlVolumen in Flasche und verdünnen Sie auf die Skala mit partikelfreiem Wasser und mischen. Die Trübung der erhaltenen Suspension beträgt1000 NTU.

•Referenzsuspension von Formazid:Nach Tabelle1In100 mlMischen Sie die Standardsuspension und das partikelfreie Wasser in der Kapazitätsflasche, um die Referenzsuspension von Formazid vorzubereiten.