制药行业中水活度（USP 922标准）

为什么是水分活度？

水活度并非测量系统中水的总量，而是衡量其中有多少水处于游离状态，能够与其他物质发生反应。

乍看之下，其影响似乎微不足道。但在实际应用中，其影响却不容小觑。水分活度对微生物生长、活性药物成分（API）降解、产品稳定性以及溶出速率具有明确且直接的影响。此外，与其他需要耗费更多时间和专业知识的分析测定方法相比，水分活度通常是理解这些因素的一种更便捷、更直接的方法。

新规认可了水分活度的多功能性

More than a decade ago, the USP introduced General Chapter <1112>, the pharmaceutical industry’s first significant approval of water activity. The chapter describes water activity as an aid to:

• 提供一种工具，用于论证减少微生物限值检测及有害微生物筛查频率的合理性
• 优化产品配方以提升防腐体系的抗菌效果
• 减少易受化学水解影响的产品配方中活性药物成分的降解
• 降低制剂（尤其是液体、软膏、乳液和乳霜）易受微生物污染的风险

本章还引用了AOAC国际《官方分析方法》中几种测定水分活度的方法。

为支持《美国药典》（USP）对水分活度的认可，ICH在Q1A、Q6A及其相关决策树中列出了支持使用水分活度的补充信息。

随着时间的推移，人们对这一技术的接受度日益提高，同时也逐渐认识到：虽然水分活度法在微生物检测中能显著节省时间，但在质量检测、研发及其他领域的潜在应用价值同样不容小觑。

More recently, USP has introduced two more water activity-related chapters – USP <795> and a draft of <922>. The former focuses on microbial growth and preservative efficacy, while the latter “is intended to provide guidance for performing measurements of water activity,” and will “specify methods for qualification of instruments, calibration of instruments, methods for performing water activity measurements, and reporting of results.”

新技术被广泛采用，新应用不断涌现

Technological innovation hasn’t slowed its pace since the introduction of USP <1112>, and water activity instruments have seen the benefits. Significant advances have been made – both adding new methods for measurement and improving existing ones.

其中一项重要进展是可调谐二极管激光器（TDL）的应用。TDL 能够从分子层面分离出水的特征谱，使材料科学家能够对以往无法测定、且极易挥发的物质进行快速、直接的测量。这使得研究人员能够利用更广泛的物质来测试水合物形成和活性药物成分（API）的稳定性，同时避免了使用理论数据所带来的风险。

其他新型仪器融合了机器学习和人工智能技术，能够以更短的时间完成读数——老式仪器需要20分钟以上，而新型仪器仅需一分钟多一点就能得出精确测量结果。在需要反复测量的应用场景中，这种节省的时间非常可观。

除了降低微生物风险和加速活性药物成分（API）稳定性研究外，水分活度如今还被用于最大化辅料功效、开发和评估包装、实现理想的片剂硬度、影响溶出速率等。

取代卡尔·费歇尔法及其他方法

随着水活度应用领域的不断拓展，部分应用开始与传统测量方法产生重叠。通常情况下，教育培训和验证工作所需的投入会阻碍水活度在新的应用场景中的推广，但从长远来看，水活度在速度、准确性和实用性方面的优势将带来显著的回报。

取代卡尔·费歇尔滴定法是最显而易见的例子，但或许也是最容易被误解的。科学研究表明，水活度比卡尔·费歇尔测定的水分含量更能准确预测产品的安全性和稳定性。尽管如此，误解依然存在——这可能是因为水分含量与水活度之间的关系往往有悖于直觉。

一种总体含水量较高的产品，其水活度可能非常低，反之亦然——这是影响化学和生物反应速率的关键因素。

水活度虽无法提供与卡尔·费歇尔法相同的信息，但能提供更有价值的信息。虽然测得的结果看起来有所不同，但一旦理解其原理，就能更好地反映微生物安全性、化学稳定性和物理性质。不仅如此，水活度仪通常无需经过大量培训即可操作，且在测试过程中出错的可能性相对较小。

尽管水活度与高效液相色谱（HPLC）或气相色谱（GC）等其他检测方法的关联性有所不同，但它同样具备许多优势——培训需求更少、结果更快捷、测量更直接、仪器误用的风险更低，且无需使用危险化学品。

新应用的潜力

水活度不仅仅是一种用于满足监管标准的工具。在过去的几年里，它已助力全球众多大型制药公司推动创新、提高科研效率并缩短药物研发周期——而且还有更多应用领域有待发掘。

相关参考文献

Enigl, Davin C. 与 Kent M. Sorrells. “水分活度与自保配方。”《化妆品科学与技术丛书》（1997）：45-74。

Friedel, R. R. “水分活度测定在非无菌药品生产用原料微生物学特性检测中的应用。”载于《药典论坛》（Pharmacopeial forum），第25卷，第5期，第8974-8981页。美国药典委员会，1999年。文章链接。

Heidemann, D. R. 与 P. J. Jarosz. “涉及固体制剂吸收的预配方研究。”《药学研究》第8卷第3期（1991年）：292-297页。文章链接。

帕德，莫顿。《口腔卫生产品与实践》。德克尔出版社，1988年。图书链接。

Pader, M. “口腔护理产品中的甘油。”《化妆品科学与技术》第11卷（1991年）：381-393页。文章链接。

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