有關注射劑的冷凍乾燥( freeze-drying ),下列敘述何者錯誤?
詳細解析
本題觀念:
本題考查注射劑**冷凍乾燥(Lyophilization/Freeze-drying)**的核心原理、製程步驟及針對不同藥物性質(小分子 vs 蛋白質)的操作參數差異。
選項分析
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A 選項正確:冷凍(Freezing)是第一步,必須將產品溫度降至低於其共熔點(Eutectic temperature, Te)(針對結晶性成分)或玻璃轉移溫度(Glass transition temperature, Tg')(針對非結晶性/無定形成分),確保產品完全凍結成固態。若未低於此溫度,在乾燥過程中可能發生「崩塌(Collapse)」或「回融(Melt-back)」,導致產品失敗。
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B 選項正確:初次乾燥(Primary drying)的原理是昇華(Sublimation),即冰直接轉變為水蒸氣。這需要在真空環境下進行,通常壓力需低於冰的飽和蒸氣壓。一般操作壓力範圍常設定在 50~200 mTorr (μmHg) 之間(約 0.05-0.2 Torr)。選項敘述「通常低於 100 μmHg」符合常見的高真空操作條件(100 μmHg = 100 mTorr),有助於推動昇華。
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C 選項錯誤:二次乾燥(Secondary drying)的目的是藉由升高溫度移除結合水(Bound water/Desorption)。
- 觀念謬誤:蛋白質藥物通常具有熱不穩定性(Thermolabile),過高的溫度會導致蛋白質變性(Denaturation)或聚集(Aggregation)。因此,蛋白質產品的二次乾燥溫度通常需嚴格控制,一般建議在 20-40°C 之間,甚至更低,視安定性而定。
- 對比錯誤:小分子藥物通常比蛋白質對熱更穩定,因此其二次乾燥溫度往往可以設定得比蛋白質更高(有時可達 40-60°C 以加速乾燥)。選項中聲稱「小分子最高 40°C,而蛋白質是不超過 50°C」,暗示蛋白質可承受比小分子更高的溫度,這與蛋白質較不耐熱的藥學基本原理相悖。
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D 選項正確:冷凍乾燥在低溫及**真空(低氧)環境下進行,非常適合對熱敏感(Thermolabile)及易氧化(Oxygen sensitive)**的藥物,能有效維持藥效並製成多孔性、易於再溶解且安定的乾燥產品。
答案解析
答案為 (C)。 錯誤原因在於顛倒了小分子與蛋白質藥物的熱穩定性限制,或對蛋白質設定了過高的溫度上限。蛋白質藥物極易因高溫變性,其二次乾燥溫度通常應低於或等於小分子藥物的乾燥溫度,絕不可能設定蛋白質的溫度上限(50°C)高於小分子(40°C)。一般而言,蛋白質製劑的二次乾燥溫度多控制在室溫至 40°C 以下以確保活性。
核心知識點
考生應掌握冷凍乾燥的三大階段及其關鍵參數:
- 冷凍期 (Freezing):溫度需降至 共熔點 (Te) 或 玻璃轉移點 (Tg') 以下。
- 初次乾燥 (Primary Drying):原理為昇華。條件為低壓 (真空) 與適當供熱。壓力通常在 100-200 mTorr 範圍。
- 二次乾燥 (Secondary Drying):原理為脫附 (Desorption) 移除結合水。條件為升溫。
- 關鍵差異:蛋白質製劑因熱不穩定,升溫需謹慎(通常 < 40°C);小分子製劑耐熱性較佳,溫度可較高。
- 適用性:熱敏感、易氧化、需無菌操作的注射劑。