AquaLab是美國(guó)專業(yè)的水分活度解決方案，采用可溯源的鏡面冷凝露點(diǎn)方法，是美國(guó)FDA、USP、AOAC和ISO等標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的方法，能夠在5分鐘內(nèi)快速測(cè)量樣品的水分活度，是世界上*無(wú)需進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)的水分活度儀，并且讀數(shù)能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。目前大部分企業(yè)都在使用Aqualab水分活度儀。

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  水分被認(rèn)為是決定產(chǎn)品安全和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)?？栙M(fèi)休滴定法在藥物水分分析中是一種非常廣泛使用的分析方法?？梢苑浅Ｈ菀椎睦斫猓每栙M(fèi)休法測(cè)量的水分總量并不是評(píng)價(jià)水分對(duì)藥物安全和穩(wěn)定的有效的方法。水分活度是一個(gè)替代的水分測(cè)量指標(biāo)，可以提供藥物中能量或可利用程度的基本信息。很多科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)水分活度是比水分含量更好的一個(gè)用于藥物安全和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的指標(biāo)。水分活度已經(jīng)在食品工業(yè)中廣泛使用很長(zhǎng)時(shí)間，在USP<1112>方法也認(rèn)為水分活度在藥品工業(yè)中是一個(gè)切實(shí)可行的選項(xiàng)。

不是所有的水都是一樣的

  系統(tǒng)中的水被認(rèn)為有三種形態(tài)：自由的、吸附的以及結(jié)合的。自由的水具有相同的能量和性質(zhì)，被認(rèn)為是純水。吸附水有輕微的束縛，但是仍然有能量減少，并且具有和純水不一樣的性質(zhì)。結(jié)合水的能量更低，這是由于水和基質(zhì)之間氫鍵的直接物理結(jié)合或者離子鍵合的緣故。實(shí)際情況是，水分子會(huì)在不同的形態(tài)之間進(jìn)行移動(dòng)，所以不可能對(duì)任何一種形態(tài)的水進(jìn)行定量，也就是說(shuō)，不同形態(tài)之間的水分是會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。相反，水的整體能量狀態(tài)被這些每種水的形態(tài)的相對(duì)貢獻(xiàn)決定。水的能量的降低，比如水分活度降低，結(jié)果是可利用的水減少影響生物和化學(xué)反應(yīng)。水分含量的分析是提供了水的總量信息，但是不能區(qū)分水的類型。

  卡爾費(fèi)休滴定對(duì)即使是結(jié)合水的定量也是非常有效的，被認(rèn)為比烘干失重法更好。實(shí)際上，卡爾費(fèi)休法對(duì)這些多余的水分的測(cè)量通常被認(rèn)為是結(jié)合水。盡管卡爾費(fèi)休法能夠提供一個(gè)更全面的總水分含量的測(cè)量，但是它仍然只能提供水的總量，而不是水的能量狀態(tài)。水分活度是水的能量或者可利用程度，和水的總量沒(méi)有關(guān)系，但是和每種類型的水的相對(duì)貢獻(xiàn)有關(guān)系。結(jié)果是，水分活度比卡爾費(fèi)休法水分提供了一個(gè)更好的與生物和化學(xué)反應(yīng)的相關(guān)性。

  水分活度描述了系統(tǒng)中水的熱力學(xué)能量狀態(tài)。雖然不一定是正確的科學(xué)性，但可能有助于描繪水分活度作為系統(tǒng)中可利用水的程度。這不是由產(chǎn)品中多少水來(lái)決定的，而是比較產(chǎn)品中多少水是和純水類似的。水分活度的數(shù)值是從0到1的范圍。隨著水分活度的降低，產(chǎn)品中水的能量下降，對(duì)于微生物生長(zhǎng)、化學(xué)反應(yīng)或者水分遷移來(lái)說(shuō)，減少了作為可利用的溶劑。例如，一種產(chǎn)品中的水分活度為0.80 aw，這個(gè)水分活度具有足夠的能量來(lái)支持霉菌的生長(zhǎng)，但是水分活度小于0.60 aw就不能支持任何微生物的增長(zhǎng)。隨著水分活度升高，水分子的流動(dòng)性也更好，這影響了分子的流動(dòng)性以及化學(xué)和酶反應(yīng)速率。

  更加科學(xué)地是，水分活度被定義為在給定的溫度下，樣品上方水蒸氣的壓力（p）除以純水的蒸汽壓（p₀）。在相同溫度下，通過(guò)測(cè)量樣品樣品水分相對(duì)于純水的蒸汽壓，這有可能來(lái)確定樣品中水的能量。因?yàn)闃悠分信c化學(xué)和物理相關(guān)的水能量較低，不會(huì)容易的進(jìn)入到氣相中，因此，降低了樣品上方的蒸汽壓。

為什么測(cè)量水分活度？

  水分活度是微生物生長(zhǎng)的*指標(biāo)。一個(gè)產(chǎn)品可能含有相對(duì)高的水分含量，但是如果水是化學(xué)結(jié)合到干燥劑或溶質(zhì)，比如鹽、糖或者多元醇，水在生物學(xué)上對(duì)微生物生長(zhǎng)是沒(méi)有任何作用的。水分活度的概念已經(jīng)被微生物學(xué)家和食品技術(shù)人員廣泛使用幾十年，并且是作為食品安全和品質(zhì)的zui常用的標(biāo)準(zhǔn)。每種微生物都有一個(gè)水分活度限值，在這個(gè)限值以下，微生物無(wú)法生長(zhǎng)。沒(méi)有證據(jù)表明水分含量和微生物生長(zhǎng)有直接的關(guān)系。

  水分活度和產(chǎn)品的物理穩(wěn)定性也有很好的相關(guān)性。不同成分之間或者環(huán)境濕度和成分之間的水分活度的差異是水分遷移的驅(qū)動(dòng)力。對(duì)于特定成分，水分是吸水還是失水的了解是防止產(chǎn)品敗壞的基礎(chǔ)，特別是如果有任何一種物質(zhì)是水分敏感的。例如，如果兩種成分的質(zhì)量相同，而成分1的水分含量為2%，成分2的水分含量為10%，如果這兩種成分混合在一起，是否會(huì)在這兩種成分間進(jìn)行水分交換呢？混合后zui終的水分含量為6%，在成分1和成分2中是否有水分交換呢？答案是取決于這兩種成分的水分活度。如果這兩個(gè)成分的水分活度是一樣的，那么水分就不會(huì)有交換發(fā)生。

  同樣，如果兩個(gè)成分具有相同的水分含量也可能會(huì)在混合的時(shí)候不兼容。如果兩個(gè)材料具有相同的水分含量，但是不同的水分活度，混合后水分就會(huì)在這兩個(gè)材料之間進(jìn)行調(diào)整，直到水分活度達(dá)到平衡。因此，對(duì)于多組分的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，為了防止水分的遷移，組分之間的水分活度需要匹配。水分會(huì)從高水分活度的組分遷移到低水分活度組分。這種水分的遷移現(xiàn)象有可能導(dǎo)致不可想象的品質(zhì)變化。因此，水分活度在產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)條件以及包裝需求等方面提供了有用的信息。

水分活度替代卡爾費(fèi)休

  在控制的條件下，卡爾費(fèi)休能夠得到可靠的結(jié)果，但是也有許多偏差的來(lái)源。同時(shí)也可能使用不合適的化學(xué)試劑以及需要進(jìn)行培訓(xùn)等。結(jié)果是，有理由找一個(gè)可靠的替代方法。水分活度可以替代卡爾費(fèi)休，不是因?yàn)樗梢蕴峁┩瑯拥男畔ⅲ菓?yīng)為它可以提供更多有用的信息。水分活度的測(cè)量并不和卡爾費(fèi)休水分含量一樣，但是它和微生物安全、化學(xué)穩(wěn)定和物理性質(zhì)更加相關(guān)。這個(gè)在產(chǎn)品水分變化很小，很難測(cè)量的情況下對(duì)穩(wěn)定性變化具有非常重要的意義。

卡爾費(fèi)休水分和水分活度相關(guān)性

  卡爾費(fèi)休水分含量和水分活度具有相關(guān)性，但是對(duì)于每個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是非常復(fù)雜并且是*的。水分活度的升高伴隨著水分含量的增加，但是這并不是線性的。在特定溫度下，水分含量和水分活度的相關(guān)曲線為水分吸附等溫線。對(duì)于大多數(shù)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，等溫線是具有S形，具有大量晶體分子的材料的水分吸附等溫線是J形?？梢杂迷S多不同的模型來(lái)描述產(chǎn)品的水分吸附等溫線。在一個(gè)小的水分活度范圍，線性回歸能夠描述等溫線，但是很少有做全范圍的吸附等溫線。更加復(fù)雜的模型用于模擬全水分活度范圍的吸附等溫線。zui常見(jiàn)的模型為GAB、BET模型。和線性回歸一樣，這些模型也是進(jìn)行擬合找到合適的系數(shù)來(lái)解釋等溫線的關(guān)系。數(shù)據(jù)處理軟件用來(lái)擬合曲線，這樣可以等溫線來(lái)預(yù)測(cè)任意的水分含量。

一臺(tái)儀器全水分分析

  水分活度是一個(gè)可靠的替代卡爾費(fèi)休水分含量的方法，可以用于確定和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的安全性和品質(zhì)，當(dāng)然在純度分析的時(shí)候還需要用到水分含量。水分活度仍然能用來(lái)替代卡爾費(fèi)休水分，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)水分吸附等溫線得到水分含量。這個(gè)可以允許一臺(tái)水分活度儀通過(guò)提供水分含量和水分活度測(cè)量來(lái)代替卡爾費(fèi)休水分。如果需要了解更多有關(guān)此方面的信息，可以。

      Aqualab水分活度儀被證明在藥品水分活度測(cè)量中是非常有效的儀器，是美國(guó)FDA和USP等方法推薦技術(shù)，其采用的鏡面冷凝露點(diǎn)法具有測(cè)量速度快（小于5分鐘），并且準(zhǔn)確性高的儀器。目前市面上超過(guò)80%的用戶都選用Aqualab水分活度儀。