摘要：

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

方法——對活性炭的制備原料、制備方法、質(zhì)量標準，以及活性炭在制藥生產(chǎn)中的應用進行了綜述。

結(jié)果——活性炭 具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、良好的穩(wěn)定性、很強的吸附能力，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)原料得到廣泛的應用。由于活性炭具有物理、化學性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿，耐高溫、高壓，不溶于水和有機溶劑，可再生利用等諸多優(yōu)點，已應用于制藥、化工、食品、環(huán)保等各個領域。根據(jù)其物理吸附和化學吸附的雙重特性，可選擇吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，達到脫色精制、消毒除臭、去污提純等目的。在臨床應用中，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原料做規(guī)定，但GB/T13803.4-1999針劑用活性炭的國家標準規(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，運用于不同的領域，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活化法，針劑用活性炭的國家標準中規(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，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。

物理活化法實質(zhì)是活化氣體與含碳材料內(nèi)部“活性點”上碳原子反應，通過開孔、擴孔和創(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。其工藝特點是活化溫度高、時間長，能耗高，但反應條件溫和，對設備材質(zhì)要求不高，對環(huán)境無污染。

1.2.2 化學活化法的制備方法

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

化學活化法實質(zhì)是化學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)在促進熱解反應過程，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)達的孔結(jié)構(gòu)。ZnCl₂法污染嚴重，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活性炭的主要方法。

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

在活性炭制備過程中，不同的原料中存在的獨.特結(jié)構(gòu)形式會影響活化效果。對原料進行一些適當?shù)那疤幚砗秃筇幚頃�對活性炭的成品質(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添加的活化劑使活性炭帶有堿性，多用磷酸、鹽酸等進行酸化處理。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)量標準

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)量要求也隨應用的不同而異。一般按活性炭的用途制訂相應的產(chǎn)品標準，包括產(chǎn)品質(zhì)量標準和檢驗方法。

目前國際上主要的活性炭標準化組織及標準有：美國材料試驗協(xié)會及其標準，美國自來水工程協(xié)會及其標準，美國食品醫(yī)藥管理局及其醫(yī)藥和食品級活性炭標準等。美國材料試驗協(xié)會標準是目前較為活躍的活性炭標準，每五年修訂一次，且根據(jù)實際發(fā)展需要，不斷提出新的活性炭標準。

中國的活性炭品種經(jīng)過約半個世紀左右，已從原來的幾個發(fā)展到現(xiàn)在的近百個，但進入全國統(tǒng)一標準的為數(shù)不多，絕大部分仍然是行業(yè)標準、地方標準，有一部分是生產(chǎn)和使用企業(yè)相互約定的標準。我國的活性炭標準分為木質(zhì)活性炭標準和煤質(zhì)活性炭標準。對照兩類活性炭國家標準的試驗項目，這兩類活性炭各有22個試驗項目，其中方法基本相同的有7項，項目相同而方法差異較大的有4項，完全不同的有11項。造成試驗項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)項目外，有鐵含量的試驗項目；糖液脫色用活性炭有焦糖脫色率，氯化物、鐵含量、酸溶物等的試驗項目；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、重金屬含量等試驗項目。而煤質(zhì)顆粒活性炭類中的防護用活性炭除常規(guī)項目外，另有苯蒸氣防護時間、氯乙烷蒸氣防護時間、水容量等試驗項目。這兩類活性炭的試驗項目各有針對性，在對活性炭的性能試驗中可互相補充。

3 活性炭在制藥生產(chǎn)中的應用

由于活性炭具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、良好的穩(wěn)定性、很強的吸附能力，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今生物技術領域中的一大難題，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，應采取相應的措施去除，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抗毒素制品中的熱原，試驗結(jié)果表明該方法操作快速、簡便，對制品中熱原吸附效果明顯且重復性較好，吸附后進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℃下進行吸附，既可以保證紫杉醇的含量，又能使注射液中有關物質(zhì)、澄明度、細菌內(nèi)毒素達到要求。研究了活性炭對生脈注射液人參皂苷Re的吸附作用，實驗證明活性炭對人參皂苷Re有較強的吸附作用，隨著炭量增加，吸附量明顯增多，在不同pH下對人參皂苷Re的吸附作用無明顯改變，溫度對活性炭的吸附有一定影響，吸附作用隨溫度升高而增強。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，對其中的14個人參皂苷進行比較分析，結(jié)果表明活性炭對人參皂苷的吸附作用隨加入量增加、溫度升高而增強，但對不同皂苷的作用差異很大。并且報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，通過對使用方法、用量以及作用時間進行考察，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，實驗結(jié)果表明，用2%的活性炭在50℃的條件下脫色40min時，提取液的脫色效果佳。

結(jié)束語

由于活性炭有著獨特而優(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，否則不但會降低吸附力，而且會污染藥液、影響制劑質(zhì)量。

首先，要選擇符合相應工藝要求的活性炭。在配制大、小容量注射液時注意一定要選用一級針劑用活性炭（767型針用炭）。活性炭在使用前應根據(jù)具體情況，進行必要的預處理，可大大提高活性炭的除熱原能力。活性炭的用量沒有嚴格的規(guī)定，每個產(chǎn)品應視原料質(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。活性炭的臨界吸附溫度為45~50℃，當溫度低于臨界吸附溫度時活性炭的吸附力較差。使用時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℃時濾過脫炭。脫炭最好在短時間內(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。活性炭的吸附力還與溶媒的性質(zhì)、藥物的結(jié)構(gòu)有關。活性炭在水中比在有機溶媒中的吸附力強，對極性基團多的化合物的吸附力大于對極性基團少的化合物，對芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物，對分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物。因此使用活性炭時要注意其對藥物的吸附作用，特別是對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，活性炭對人參皂苷Re有較強的吸附作用，因此在生產(chǎn)含有人參皂苷Re的制劑時，要嚴格控制用量，在保證澄明度的前提下，應盡量少加。此外，在主藥含量低的藥液用活性炭處理時，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，常采用濃配法。利用活性炭吸附在高濃度時不溶解的雜質(zhì)。

綜上所述，在制劑生產(chǎn)實際應用中，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。