學習重點 掌握 Arrhenius 方程式:log k 對 1/T 呈負斜率直線,可由高溫下的降解速率常數推估較低溫度的架儲期。 理解架儲期與 t₉₀:本單元計算以有效成分剩餘 90%、分解 10%為判定點;一級反應 t₉₀=0.10536/k。 熟練兩溫度求活化能,以及 Q₁₀ 換算:升溫使架儲期縮短,降溫使架儲期延長。 記熟一般儲存製劑的典型試驗條件:長期 25℃/60% RH 或 30℃/65% RH,加速 40℃/75% RH;加速試驗資料期間為 6 個月。 架儲期須配合標示儲存條件;複方以最先不符合規格者限制期限,過期不代表已證實效價不足。 核心觀念 一、架儲期、有效期限與品質保證 在本單元的效價計算中,架儲期(shelf-life)以 t₉₀ 表示,即有效成分含量或效價降至起始值 90% 所需的時間。題目以標示效價為基準時,則判讀為剩餘標示效價的 90%,不是剩餘 10%。 實際產品的架儲期,是藥品在標示的儲存條件及包裝下,預期仍符合品質規格的期間。除了含量,也須考量降解產物、物理性質與微生物品質,因此不能把所有產品的合格標準一律簡化為含量達 90%。 架儲期由安定性試驗資料推定,可作為品質管制及訂定有效期限的依據。 儲存條件改變,原有期限未必適用;例如應冷藏的藥品長時間置於室溫,不能直接沿用冷藏架儲期。 超過有效期限,表示品質不再由既有資料保證,不能據此斷言效價一定已低於規格。 複方各成分若適用相同判定標準,產品 t₉₀ 取最短者。例如各成分分別為 2.1、1.3、2.6 年,則取 1.3 年,不能取平均。 二、Arrhenius 方程式與作圖 k=A × exp[−Ea/RT]取常用對數:log k=log A-Ea/(2.303RT) k 為降解速率常數,A 為頻率因子,Ea 為活化能,T 為絕對溫度。計算時用 T(K)=溫度(℃)+273.15;考試近似計算常用加 273。R 若採 1.987 cal/(mol·K),所得 Ea 單位即為 cal/mol。 以 log k 為縱軸、1/T 為橫軸,斜率為 −Ea/(2.303R)。若改用 ln k,斜率則為 −Ea/R。題幹所稱兩者「呈正比」實際是在辨認線性關係;嚴格而言,這是負斜率直線,並非正比例關係。 在數個較高溫度測得 k 後,可利用直線外推求得室溫下的 k,再依反應級數估算架儲期。此前提是溫度範圍內降解機轉大致不變;若升溫導致相變化或蛋白質變性,便不宜直接外推。 三、活化能比較與兩溫度計算 在頻率因子 A 相同、溫度相同的條件下,Ea 越大,k 越小;若其他條件與判定標準相同,降解越慢、架儲期越長。因此,Ea 分別為 100 與 10 kcal/mol 時,前者的有效期較長。不能省略「頻率因子相同」而任意比較不同藥品。 Ea 越大,也代表 k 對溫度變化越敏感;「同溫下較慢」與「升溫後增加倍數較大」可以同時成立。降解活化能的比較,不能直接用來判斷溶解速率。 兩溫度公式:log(k₂/k₁)=Ea/(2.303R)×(1/T₁-1/T₂) 例如低溫約 300 K、高溫約 350 K,且高溫的 k 為低溫的 10 倍,則 log 10=1,代入可得 Ea 約 9.6 × 10³ cal/mol,即約 9.6 kcal/mol。若使用 R=8.314 J/(mol·K),結果會以 J/mol 表示,須注意單位換算。 四、一級反應的架儲期 一級反應滿足 C/C₀=exp(−kt)。令剩餘比例為 0.90,即得:t₉₀=−ln(0.90)/k=0.10536/k 比較項目架儲期 t₉₀半衰期 t₁/₂ 剩餘比例90%50% 一級反應公式0.10536/k0.693/k 一級反應的 k 單位是時間的倒數,t₉₀ 與起始濃度無關。例如 k=0.05/月,則 t₉₀=0.10536/0.05≈2.1 個月。只有確認是一級反應,才能直接使用此公式。 五、Q₁₀ 法換算架儲期 Q₁₀=k(T+10)/k(T),表示溫度每升高 10℃,速率常數變為原來的幾倍。在相同降解模式與判定標準下,架儲期與 k 成反比: t₉₀(T₂)=t₉₀(T₁)/Q₁₀ 的[(T₂-T₁)/10]次方 升溫 20℃、Q₁₀=2:架儲期除以 2²。因此 96 小時變為 24 小時。 升溫 30℃、Q₁₀=3:架儲期除以 3³。因此 120 小時變為約 4.4 小時。 降溫 20℃、Q₁₀=2:架儲期乘以 2²。因此 6 小時變為 24 小時。 「速率升高 1 倍」通常表示變為原來的 2 倍,即 Q₁₀=2。在室溫附近,此條件對應的活化能約為 12 kcal/mol;這是近似值,精確換算仍與所取溫度有關。Q₁₀ 法也是假設一定溫度範圍內可使用近似固定的倍數。 六、一般儲存製劑的安定性試驗條件 試驗典型溫濕度條件資料期間重點 長期試驗25±2℃/60±5% RH,或 30±2℃/65±5% RH典型申請資料為至少 12 個月 中間試驗30±2℃/65±5% RH依長期條件及加速結果決定是否需要 加速試驗40±2℃/75±5% RH6 個月 本單元一般儲存條件的辨認重點,是25、30、40℃及60、65、75% RH。37℃不是此組標準試驗溫度;70±5% RH、85% RH 也不是此組建議設定。應比較規定的設定值,不能因容許範圍重疊,就把 70±5% RH 當成建議條件。 上述為一般情境,冷藏、冷凍及特殊包裝產品另有適用條件。具有 6 個月加速資料,亦不等於單憑這項資料即可保證核准上市。 七、各劑型的品質評估 共同評估項目包括外觀、含量或效價、降解產物,並依劑型選擇相關檢查。 劑型評估重點 錠劑、膠囊溶離、適用時的崩散、水分及相關物理性質 溶液劑顏色、澄明度、pH、沉澱 懸浮劑沉降、再分散性、粒徑 乳劑、半固體製劑相分離、均勻性、黏度;乳劑另注意液滴粒徑 無菌製劑無菌性維持、容器密封完整性;依產品及給藥途徑評估微粒、內毒素等 無菌、內毒素與微粒是不同品質面向,不能互相取代,也不能把所有檢查一律套用於每種無菌製劑。 常考陷阱 作圖方向:應選 log k 對 1/T 的直線關係,且斜率為負;不能選 k 對 T 或 log k 對 T。 方程式用途:溫度與降解速率的推估用 Arrhenius;勿與描述蒸氣壓、自由能或真實氣體的方程式混淆。 活化能比較:必須留意頻率因子相同的前提;Ea 大不代表同溫下降解較快。 百分比與公式:t₉₀ 是剩 90%,不是分解 90%;一級公式用 0.10536/k,不是 0.693/k。 Q₁₀ 次方:先數溫差包含幾個 10℃,再取次方;不能把升溫 30℃一律只除一次 Q₁₀。 期限判讀:複方取最短期限;過期不等於已證實效價不足。 藥品類別例外:不能由本單元資料推論抗生素、過敏原萃取物、抗組織胺或利尿劑中,某一類一概不採安定性數據。此類「一律免採」敘述不可當成確定規則背誦。 記憶口訣 「對數 k、倒數 T,負斜直線要記齊。」 「九十剩、一成解;一級零點一零五。」 「升溫除、降溫乘,十度一階算次方。」 「二五六零、三零六五、四零七五;加速半年,複方最短。」