摘要：

目的——了解活性炭的性能，掌握其用法和用量，合理地應(yīng)用在制藥生產(chǎn)中以提高制劑質(zhì)量。

方法——對(duì)活性炭的制備原料、制備方法、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及活性炭在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

結(jié)果——活性炭 具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、良好的穩(wěn)定性、很強(qiáng)的吸附能力，用于制藥生產(chǎn)中吸附熱原、雜質(zhì)等。

結(jié)論——建議在制藥生產(chǎn)中，考慮多方面的因素，采用優(yōu)選工藝，活性炭才能發(fā)揮出顯著的性能。

活性炭作為重要的工業(yè)原料得到廣泛的應(yīng)用。由于活性炭具有物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿，耐高溫、高壓，不溶于水和有機(jī)溶劑，可再生利用等諸多優(yōu)點(diǎn)，已應(yīng)用于制藥、化工、食品、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)其物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可選擇吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，達(dá)到脫色精制、消毒除臭、去污提純等目的。在臨床應(yīng)用中，常用活性炭搶救病人。在制藥行業(yè)中，由于活性炭具有吸附熱原、除雜、脫色、助濾等作用而被應(yīng)用于生產(chǎn)。

1 活性炭的制造工藝

活性炭能夠通過各種炭質(zhì)材料經(jīng)過炭化、活化處理制得，由于原料成分結(jié)構(gòu)和活化工藝的不同，制得活性炭的吸附性能也各異。只有選擇合適的原料和工藝條件，才能夠制造出具有適用于各種特殊用途的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和表面特性豐富的活性炭。

1.1 活性炭的制備原料

活性炭的制備原料十分廣泛，常見活性炭生產(chǎn)的原料有木材、木屑、椰子殼、果核、泥煤、褐煤、無煙煤、石油焦、聚氯乙烯、聚丙烯、各種樹脂、舊輪胎等。中國藥典2005版一部收載的藥用炭作為吸附藥物未對(duì)原料做規(guī)定，但GB/T13803.4-1999針劑用活性炭的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其原料以木屑、木炭或其它木質(zhì)材料為原料，采用化學(xué)法或物理法活化工藝制成的粉狀活性炭。由此可見，不同的活性炭制品，運(yùn)用于不同的領(lǐng)域，其制備原料也就不同。由于注射劑需要高度的安全性，所以該領(lǐng)域必須使用優(yōu)很原料。

1.2 活性炭的制備方法

活性炭的制備方法常用的為物理活化法和化學(xué)活化法，針劑用活性炭的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用以上兩種方法來生產(chǎn)。

1.2.1 物理活化法的制備方法

將原料先炭化，再在高溫下利用水蒸氣、二氧化碳等氣體與之發(fā)生活化反應(yīng)，形成眾多微孔結(jié)構(gòu)，故又稱氣體活化法。由于H₂O在顆粒中的擴(kuò)散速度快，所以工業(yè)上多采用水蒸氣活化法。工藝流程如圖1所示。

物理活化法實(shí)質(zhì)是活化氣體與含碳材料內(nèi)部“活性點(diǎn)”上碳原子反應(yīng)，通過開孔、擴(kuò)孔和創(chuàng)造新孔形成豐富的微孔。炭化溫度一般在600℃，活化溫度一般在800~900℃之間。其工藝特點(diǎn)是活化溫度高、時(shí)間長，能耗高，但反應(yīng)條件溫和，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高，對(duì)環(huán)境無污染。

1.2.2 化學(xué)活化法的制備方法

將原料與化學(xué)試劑（活化劑）按一定比例混合浸漬一段時(shí)間后，在惰性氣體保護(hù)下將炭化和活化同時(shí)進(jìn)行的一種制備方法。工藝流程如圖2所示。

化學(xué)活化法實(shí)質(zhì)是化學(xué)試劑鑲嵌入炭顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)中作用而開創(chuàng)出豐富的微孔。按活化劑不同分ZnCl₂法、H₃PO₄法、KOH法。這三種方法中前兩種工藝較成熟，活化作用體現(xiàn)在促進(jìn)熱解反應(yīng)過程，形成基于亂層石墨結(jié)構(gòu)的初始孔隙；填充孔隙，避免焦油形成，清洗除去活化劑后留下發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)。ZnCl₂法污染嚴(yán)重，H₂PO₄法需高溫不易生產(chǎn)，且產(chǎn)品孔徑偏小。KOH法制備的活性炭比表面積較高，微孔分布均勻，吸附性能優(yōu)異，是目前制備高性能活性炭或超級(jí)活性炭的主要方法。

與物理活化法相比，化學(xué)活化法對(duì)溫度要求低，活化產(chǎn)率高，通過選擇合適的活化劑控制反應(yīng)條件可制得高比表面積活性炭，但對(duì)設(shè)備腐蝕性大，污染環(huán)境，其制得的活性炭中殘留化學(xué)藥品活化劑，應(yīng)用受到限制。

在活性炭制備過程中，不同的原料中存在的獨(dú).特結(jié)構(gòu)形式會(huì)影響活化效果。對(duì)原料進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)那疤幚砗秃筇幚頃?huì)對(duì)活性炭的成品質(zhì)量有較大的提高，如原料本身帶有堿性或者在活化處理時(shí)添加的活化劑使活性炭帶有堿性，多用磷酸、鹽酸等進(jìn)行酸化處理。酸處理后須清洗干凈，一方面去除酸堿性，另一方面去除活化劑殘留的有害離子。

2 活性炭的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

活性炭的質(zhì)量隨生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝和后處理等的不同而異，質(zhì)量要求也隨應(yīng)用的不同而異。一般按活性炭的用途制訂相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，包括產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法。

目前國際上主要的活性炭標(biāo)準(zhǔn)化組織及標(biāo)準(zhǔn)有：美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)及其標(biāo)準(zhǔn)，美國自來水工程協(xié)會(huì)及其標(biāo)準(zhǔn)，美國食品醫(yī)藥管理局及其醫(yī)藥和食品級(jí)活性炭標(biāo)準(zhǔn)等。美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)是目前較為活躍的活性炭標(biāo)準(zhǔn)，每五年修訂一次，且根據(jù)實(shí)際發(fā)展需要，不斷提出新的活性炭標(biāo)準(zhǔn)。

中國的活性炭品種經(jīng)過約半個(gè)世紀(jì)左右，已從原來的幾個(gè)發(fā)展到現(xiàn)在的近百個(gè)，但進(jìn)入全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的為數(shù)不多，絕大部分仍然是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)，有一部分是生產(chǎn)和使用企業(yè)相互約定的標(biāo)準(zhǔn)。我國的活性炭標(biāo)準(zhǔn)分為木質(zhì)活性炭標(biāo)準(zhǔn)和煤質(zhì)活性炭標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)照兩類活性炭國家標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)項(xiàng)目，這兩類活性炭各有22個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，其中方法基本相同的有7項(xiàng)，項(xiàng)目相同而方法差異較大的有4項(xiàng)，完全不同的有11項(xiàng)。造成試驗(yàn)項(xiàng)目不同的原因主要是由于活性炭用途不同：如木質(zhì)活性炭中的味精精制用活性炭，除常規(guī)項(xiàng)目外，有鐵含量的試驗(yàn)項(xiàng)目；糖液脫色用活性炭有焦糖脫色率，氯化物、鐵含量、酸溶物等的試驗(yàn)項(xiàng)目；針用活性炭則有硫酸奎寧吸附值、未炭化物、氰化物、硫化物、氯化物、硫酸鹽、酸溶物、鐵含量、重金屬含量等試驗(yàn)項(xiàng)目。而煤質(zhì)顆�；钚蕴款愔械姆雷o(hù)用活性炭除常規(guī)項(xiàng)目外，另有苯蒸氣防護(hù)時(shí)間、氯乙烷蒸氣防護(hù)時(shí)間、水容量等試驗(yàn)項(xiàng)目。這兩類活性炭的試驗(yàn)項(xiàng)目各有針對(duì)性，在對(duì)活性炭的性能試驗(yàn)中可互相補(bǔ)充。

3 活性炭在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

由于活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、良好的穩(wěn)定性、很強(qiáng)的吸附能力，因此在制藥行業(yè)常用來吸附熱原、除雜、脫色、助濾等，是制劑生產(chǎn)中常用的輔料。

在藥物制備過程中去除熱原是當(dāng)今生物技術(shù)領(lǐng)域中的一大難題，生產(chǎn)中避免熱原污染制品及清除熱原的工作，顯得尤為重要，提純的中間品或成品如果發(fā)現(xiàn)被熱原污染，應(yīng)采取相應(yīng)的措施去除，但又不能影響制品的生物活性和收率。采用活性炭吸附去除破傷風(fēng)抗毒素制品中的熱原，試驗(yàn)結(jié)果表明該方法操作快速、簡便，對(duì)制品中熱原吸附效果明顯且重復(fù)性較好，吸附后進(jìn)一步改善了制品的外觀。通過活性炭在紫杉醇注射液中的應(yīng)用研究得出在配制紫杉醇注射液的過程中，加入一定量的活性炭是提高注射液的澄明度、吸附熱原等的行之有效的方法。加入0.25%的活性炭，在35℃下進(jìn)行吸附，既可以保證紫杉醇的含量，又能使注射液中有關(guān)物質(zhì)、澄明度、細(xì)菌內(nèi)毒素達(dá)到要求。研究了活性炭對(duì)生脈注射液人參皂苷Re的吸附作用，實(shí)驗(yàn)證明活性炭對(duì)人參皂苷Re有較強(qiáng)的吸附作用，隨著炭量增加，吸附量明顯增多，在不同pH下對(duì)人參皂苷Re的吸附作用無明顯改變，溫度對(duì)活性炭的吸附有一定影響，吸附作用隨溫度升高而增強(qiáng)。波濤活性炭廠家測定不同溫度下紅參提取液中加人不同量的活性炭吸附前后的HPLC指紋圖譜，對(duì)其中的14個(gè)人參皂苷進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明活性炭對(duì)人參皂苷的吸附作用隨加入量增加、溫度升高而增強(qiáng)，但對(duì)不同皂苷的作用差異很大。并且報(bào)道了活性炭在人參總皂苷注射液制備工藝中的作用，該工藝中二次用到活性炭，通過對(duì)使用方法、用量以及作用時(shí)間進(jìn)行考察，從而確定活性炭在脫色除雜和除熱原中的較佳工藝條件。得出在提取精制工藝中，活性炭加入人參莖葉提取液中，使其含量為1%，加熱回流30min，對(duì)提取液有很好的脫色除雜效果；在成型工藝中，加入0.2%的活性炭，加熱回流20min，對(duì)注射液起到良好的除熱原效果。

在多糖的加熱浸提過程中，蔗糖等會(huì)發(fā)生焦糖化作用，形成色素，使提取液顏色加深，影響到多糖質(zhì)量。脫去多糖顏色的方法比較多，工業(yè)上常用的還是活性炭。在黃精多糖提取液的活性炭脫色研究中采用顆粒活性炭作脫色劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用2%的活性炭在50℃的條件下脫色40min時(shí)，提取液的脫色效果佳。

結(jié)束語

由于活性炭有著獨(dú)特而優(yōu)良的性能，在制劑生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，但在使用中要掌握好用法和用量，否則不但會(huì)降低吸附力，而且會(huì)污染藥液、影響制劑質(zhì)量。

首先，要選擇符合相應(yīng)工藝要求的活性炭。在配制大、小容量注射液時(shí)注意一定要選用一級(jí)針劑用活性炭（767型針用炭）�；钚蕴吭谑褂们皯�(yīng)根據(jù)具體情況，進(jìn)行必要的預(yù)處理，可大大提高活性炭的除熱原能力�；钚蕴康挠昧繘]有嚴(yán)格的規(guī)定，每個(gè)產(chǎn)品應(yīng)視原料質(zhì)量、藥液澄明度等而定。一般使用量是藥液總量的0.02%~1%，分2~3次加人效果佳，能使制劑質(zhì)量明顯提高�；钚蕴康呐R界吸附溫度為45~50℃，當(dāng)溫度低于臨界吸附溫度時(shí)活性炭的吸附力較差。使用時(shí)除需冷藏或不便加熱的藥液外，一般采用加熱煮沸后吸附20~30min，冷至45~50℃時(shí)濾過脫炭。脫炭最好在短時(shí)間內(nèi)完成，以后溫度下降或在放置過程中發(fā)生可脫吸附作用�；钚蕴康奈�附力還與溶媒的性質(zhì)、藥物的結(jié)構(gòu)有關(guān)�；钚蕴吭谒�中比在有機(jī)溶媒中的吸附力強(qiáng)，對(duì)極性基團(tuán)多的化合物的吸附力大于對(duì)極性基團(tuán)少的化合物，對(duì)芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物，對(duì)分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物。因此使用活性炭時(shí)要注意其對(duì)藥物的吸附作用，特別是對(duì)小劑量藥物如生物堿鹽等的吸附，要通過加炭前后藥物含量的變化，確定能否使用。例如，活性炭對(duì)人參皂苷Re有較強(qiáng)的吸附作用，因此在生產(chǎn)含有人參皂苷Re的制劑時(shí)，要嚴(yán)格控制用量，在保證澄明度的前提下，應(yīng)盡量少加。此外，在主藥含量低的藥液用活性炭處理時(shí)，可先用活性炭處理溶劑后，再加主藥；在配制主藥量較大的藥液時(shí)，常采用濃配法。利用活性炭吸附在高濃度時(shí)不溶解的雜質(zhì)。

綜上所述，在制劑生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中，綜合考慮多方面的因素，摸索出較佳工藝條件，活性炭才能發(fā)揮出很大的吸附性能，從而提高制劑質(zhì)量。