粒度及分布检测：核心检测项目与技术解析

一、粒度检测的关键指标

1. 物理特性指标

• 平均粒径（D50）：颗粒群体的中位粒径，反映样本的中间值。
• 粒度分布宽度：
  • 跨度（Span）：表征分布范围宽窄，公式为 (D90-D10)/D50。
  • 均匀性指数：量化分布的离散程度。
• 特征粒径：
  • D10（10%颗粒小于该值）、D90（90%颗粒小于该值）等百分位数点。
  • 众数粒径（峰值粒径）：分布曲线最高点对应的粒径。

2. 分布特性指标

• 分布形态：
  • 单峰/多峰分布：是否存在多个粒径集中区域。
  • 对称性（正态分布、偏态分布）。
• 峰型分析：
  • 主峰位置及占比（如双峰材料的主次峰比例）。
  • 拖尾现象：是否存在超细或超大颗粒的异常拖尾。

3. 动态行为指标

• 比表面积：通过BET法或激光法反演计算，表征颗粒活性。
• Zeta电位：间接反映颗粒的团聚倾向（需结合粒度分析）。

4. 特定应用指标

• 纳米材料专属参数：
  • 纳米级分散度（DLS法）。
  • 团聚体尺寸与原生颗粒的比例。
• 制药行业关键参数：
  • 吸入制剂空气动力学粒径（如MMAD, FPF）。
  • 注射剂的不溶性微粒检测（符合药典标准）。

二、检测方法与项目对应关系

三、行业应用与检测重点

1. • 吸入粉雾剂：空气动力学粒径分布（APSD）直接影响肺部沉积率。
   • 注射剂：亚可见微粒（2-25 μm）的计数与分类（USP<788>）。
   • 固体制剂：原料药粒度与溶出度的相关性分析。
2. • 正极材料（如LiFePO₄）的D50控制（影响充放电性能）。
   • 石墨负极的粒度分布与振实密度的关联性。
3. • 最大粒径（D100）检测：防止涂膜表面缺陷。
   • 细颗粒含量（<10 μm）与遮盖力的关系。

四、检测标准与规范

• 国际标准：
  • ISO 13320: 激光衍射法的通用准则。
  • ISO 22412: 动态光散射纳米颗粒测量。
• 行业特定标准：
  • 药典标准（USP<429>、ChP 0982）。
  • ASTM B822: 金属粉末粒度测试。

五、技术挑战与解决方案

• 多峰分布解析：需结合多种仪器（如激光衍射+图像分析）交叉验证。
• 超细颗粒检测：采用超声分散+背散射光强修正技术减少误差。
• 实时在线监测：应用聚焦光束反射测量（FBRM）技术追踪动态过程。

结语