制药用纯化水和注射用水的电导率和pH测定

1.前言

电导率是表征物体导电能力的物理量，其值为物体电阻率的倒数，电导率的单位：以西门子每米(S/m)表示，常用单位： mS/cm、 uS/cm，换算单位： 1mS/cm=1000uS/cm  1S/m=10mS/cm 。对于低电导率测量常用电阻率表示，电阻率单位：Ω·m。而电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小的物理量。电导率仪：是一种常用的仪器设备，是测量溶液传导电流能力的仪器。电导率常用于判断水中离子的总浓度和含盐量。酸度计也称pH计，是一种常用的仪器设备，主要用来精密测量液体介质的酸碱度值。

2.制药用水测定纯水电导率的意义

纯水中的水分子会发生某种程度的电离而产生氢离子与氢氧根离子，所以纯水的导电能力很弱，但也具有可测定的电导率。制药用水的电导率与水的纯度密切相关，水的纯度越高，电导率越小，反之水的纯度越低，电导率越大。所以，电导率是反映水的纯度的一个重要指标。而纯水的电导率随pH值和温度的变化而变化。

3.影响制药用水测定电导率值和pH值的因素

①当空气中的二氧化碳等气体溶于水并与水相互作用后，便可形成相应的离子，从而使水的电导率增高，pH值减小。

②容器污染或重复测量纯水样品，使读数偏高，重现差。

③温度影响：温度变化对纯水电导率测量影响很大，纯水的温度系数是2.3-7.4，按常规方法测量，纯水的电导率测量示值不稳或读数错误，所以，制药用水的电导率值与pH值和温度有关。在不同的pH和温度下，对制药用水的注射用水的电导率限度要求也有所不同。以下表格中的数据为药典2015版第四部通则0681制药用水电导率测定法的规定电导率限度。为了便于比较测量结果，药典0681规定，关闭温度补偿，制药用注射用水的测定温度为25℃±2℃。

4. 电导率值和pH值的测定

4.1 制药用水测定电导率对测定仪器的要求

测定制药用水的电导率和酸度必须使用精密的并经过校正的电导率仪和酸度计，电导率仪的电导池包括两个平行电极，电导电极选用FZ-702，电导常数0.1，根据仪器设计功能和使用程度，应对电导率仪定期进行校正，电导池常数必须在仪器规定数值的±2％范围内。进行仪器校正时，选择电导率仪的量程（0.00-20.00）μS/cm进行单独校正。0861通则规定仪器最小分辨率应达到0.1μS/cm，仪器精度应达到±0.1μS/cm。

温度对样品的电导率测定值有较大影响，电导率仪可根据测定样品的温度，自动补偿测定值并显示补偿后读数。但制药用水的电导率采用温度修正的计算方法所得数值误差较大，因此本法采用非温度补偿模式，温度测量的精确度应在±2℃以内。

4.2 仪器

①高精度纯水电导率DDS-302^＋配电导率电极FZ-702 最小分辨率应达到0.01μS/cm，仪器精度达到±0.1μS/cm。

②智能多功能酸度计PHS-320

（生产厂家：成都世纪方舟科技有限公司）

4.3 制药用水测定的步骤

仪器和电极及标准溶液的选择：

① DDS-302^＋高精度纯水电导率仪，选择纯水电极FZ-702，电导电极常数是0.1cm^-1，电极测量范围（0.2-200.0）μS/cm，电导率标准溶液（校准：84μS/cm，验证：10μS/cm），温度补偿方法选择制药用纯化水模式专用方法和制药用注射用水模式专用方法测量。

② PHS-320智能多功能酸度计，选择pH4.00和pH6.86标准缓冲溶液，读数方式：实时测量。

5.仪器操作流程

① 按“ ”键，开机。

② 按照高精度纯水电导率仪DDS-302^＋仪器操作手册要求，选择制药用水纯化水模式，读数方式选择“实时读数”。

③ 在测量界面，按“F1”（电极）键，进入电极管理界面，按照用户使用手册，添加电极，按“Esc”返回测量界面。

④ 按“Cal”（校准）键启动校准，进入标准溶液选择界面，选择84μS/cm的标准溶液，将用纯化水清洗电极，放入电导率84μS/cm标准溶液中，上下移动，待读数趋于稳定，按“Enter”键启动自动校准程序，待读数稳定，仪器显示屏将显示当前温度下的电导率标准溶液值和校准后的电极常数值。

⑤ 制药用水纯化水电导率仪测定操作规程

将校准好的电导率电极和温度电极用纯化水清洗，放入新鲜测纯化水样品中，上下移动，待读数趋于稳定，把电极固定放置样品杯中间离瓶底25-30mm处，待读数稳定，读出当前温度下的电导率值，本仪器把表1温度和电导率的限度表内置在仪器中，当下温度的测定值自动与表1当下温度的电导率值比较，如测定的电导率值不大于限度值，仪器不报警，则判为符合规定，如果测定的电导率值大于限度值，仪器报警，则判为不符合规定。

表1 温度和电导率的限度表

温度（℃）	电导率（µS/cm）
0	2.4
10	3.6
20	4.3
25	5.1
30	5.4
40	6.5
50	7.1
60	8.1
70	9.1
75	9.7
80	9.7
90	9.7
100	10.2

⑥ 制药用注射用水电导率仪测定操作规程

在仪器电导率测量界面按F4键，在电导率测量方法设置界面，按F2或F3键选择温度补偿设置，按“Enter”进入温度补偿设置界面，按F2或F3键，选制药用注射用水模式，按“Enter”键进入制药用注射用水安全系数设置界面，按样品安全需求设置安全系数，连按“Esc”键返回电导率测量界面，进行测定操作。

步骤一：取足够量的水样（不少于100ml）至适当的容器里，將电导电极和温度电极用测量注射用水冲洗，然后放入新鲜所测注射用水的容器中，上下移动，待读数趋于稳定，将电极固定放置容器中间离瓶底25-30mm处，待数字稳定后，即可读数，其测量结果为当下温度的电导率值，该值自动与仪器内置表2的当下温度的电导率值比较，若测定的电导率值不大于限度值，仪器不报警，则判为符合规定，若测定的电导率值大于限度值，仪器报警，则继续按步骤二进行下一步测定。温馨提示：若要精确测量建议在流通池中进行。

表2  温度和电导率的限度表（制药用注射用水）

温度（℃）	电导率（µS/cm）	温度（℃）	电导率（µS/cm）
0	0.6	55	2.1
5	0.8	60	2.2
10	0.9	65	2.4
15	1.0	70	2.5
20	1.1	75	2.7
25	1.3	80	2.7
30	1.4	85	2.7
35	1.5	90	2.7
40	1.7	95	2.9
45	1.8	100	3.1
50	1.9

步骤二：取足够量的水样（不少于100ml）至适当的容器里，放入恒温水槽中，搅拌水样，将水样的温度调制25℃时，剧烈搅拌后，每隔5分钟，將电导电极和温度电极用测量注射用水冲洗，然后放入新鲜所测注射用水的容器中，上下移动，待读数趋于稳定，将电极固定放置容器中间离瓶底25-30mm处，待电导率值变化小于0.1µS/cm，记录电导率值，其测量结果为25℃的电导率值，，若测定的电导率值不大于2.1µS/cm，则判为符合规定，若测定的电导率值大于2.1µS/cm，继续按步骤三进行下一步测定。

步骤三：选择PHS-320酸度计，按用户使用手册的要求选择pH4.00和pH6.86标准缓冲溶液，读数方式：实时测量，二点校准，按“Cal”键，依次放入两个pH标准缓冲溶液进行校准。校准完毕查看斜率表，若斜率在95％-105％之间，就可以进行制药用水注射用水的测量，该样品必须在上一步样品测定后 5 分钟内进行，在同一水样中加入饱和氯化钾溶液（每100ml中加入0.3ml），水样温度控制在25℃±1℃，将pH电极和温度电极用注射用水冲洗干净放入待测水样中，搅拌后待数字稳定后，即可读数。步骤二测定的电导率值不超过表3中该pH下的电导率限制或pH值的范围在5.0~7.0，则测定的注射用水符合规定。，步骤二测定的电导率值超过表3中该pH下的电导率限制或pH值的范围不在5.0~7.0，则水样不符合规定。

表3 pH和电导率的限度表

pH	电导率（µS/cm）
5.0	4.7
5.1	4.1
5.2	3.6
5.3	3.3
5.4	3.0
5.5	2.8
5.6	2.6
5.7	2.5
5.8	2.4
5.9	2.4
6.0	2.4
6.1	2.4
6.2	2.5
6.3	2.4
6.4	2.3
6.5	2.2
6.6	2.1
6.7	2.6
6.8	3.1
6.9	3.8
7.0	4.6

⑦ 灭菌注射用水电导率测定

取足够量的水样（10ml以上）至适当的容器里，把水样的温度调制25℃时，將电导电极和温度电极用待测水样冲洗，然后放入新鲜测水样的容器中，上下移动，待读数趋于稳定，将电极固定放置容器中间离瓶底25-30mm处，待数字稳定后，即可读数，测定的电导率值不大于限度值5 μS/cm，则判为符合规定；如电导率值大于该限 度值，则判为不符合规定

6.仪器的维护和保养

① 要确保最精确的电导率和酸度计读数，应定期使用标准溶液验证电导率电极常数，如有必要，再次进行校准。pH电极1天校准一次，若有必要也可进行验证。

② 第一次使用FZ-702电导电极时用乙醇清洗，再用待测样品反复冲洗电极和容器，校准或测量时用校准液或样品冲洗电极，纯化水和注射用水不能反复测量，若再测量，必须重取样品，样品取样后一定要快速测定，防止空气中CO₂进入样品，使测定值偏离真实值。

③ 电极的位置：电极固定放置纯水瓶中间离瓶底25-30mm处，不要放置容器底部或靠近容器边缘，以免产生不必要的误差，这一点非常重要，测定时，电极要上下移动，避免产生气泡，使测定值不稳或偏离真实值。

④ 电极常数校准必须是同一品牌，同一型号的仪器和接近样品浓度的标准液校准确认电导率电极常数。

参考文献

（1）依据2015年版《中国药典》四部0681 制药用水电导率测定法

（2）依据2015年版“中国药典”四部0631pH值测定法

（3）依据JJG376-2007《电导率仪检定规程》

7.制生产药用水的流程图

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