想研究生物相关溶出？看看美国药典如何测量生物相关溶解度吧？

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结晶固体溶质的溶解可以通过将晶体熔化成纯液体溶质然后将液体溶质混合到溶剂中的两步过程来建模。混合的吉布斯自由能决定了两种化合物是否混合形成均相，以及混合到何种程度。

ΔGmix = ΔHmix − TΔSmix

ΔGmix =  混合自由能

ΔHmix = 混合焓；指示混合是吸热过程还是放热过程

T = 温度（开尔文）

ΔSmix = 混合引起的熵（无序）变化

如果吉布斯自由能的变化是负的，那么在热力学上混合将是有利的。当达到平衡时，ΔG将等于零。混合的焓是由于内聚相互作用（溶质-溶质、溶剂-溶剂）的破坏和粘合剂相互作用（溶剂-溶液）的产生。换句话说：

ΔHmix = Huu+ Hvv – Huv

ΔHmix = enthalpy of mixing

U = 溶质

V = 溶剂

这种焓变也相当于去除一定体积的纯溶剂和一定体积的纯净溶质并将其交换所做的功。焓变等于新产生的界面表面能，根据：

Yuv = 溶质-溶剂界面表面张力

Au =  界面表面积

Yiv = 组 i溶剂界面表面张力

Ai = 组i的表面积
该方程还显示了总表面能如何被分解为i个较小的基团，每个基团都有自己的表面积Ai和相应的基团-水界面张力Yiv。

对于理想体系，ΔHmix为零，因为理想溶质和理想溶剂之间的相互作用是相同的。理想溶液的混合熵总是随着混合而增加，由下式给出：

其在稀释条件下可以简化为：

对于稀释条件下的理想体系，当结晶固体与相同溶质的饱和溶液平衡时：

R =  气体常数

Xu =  以摩尔分数表示的溶质浓度

ΔGm =熔化结晶固体产生的自由能变化

这说明了物质的溶解度如何与熔点相关。对于真正的溶液，溶质还可以通过诱导溶剂的结构来影响（减少）溶剂中的无序。因此，对于真正的溶解，这会产生：

hi =面积为Ai的i组溶剂的熵效应

该模型允许将总溶质表面积（AU）分解成更小的部分（∑Ai），并且可以估计这些基团对焓和熵对自由能的贡献。

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Yalkowsky证明（2，3）可以使用相对简单的通用溶解度方程（GSE）来凭经验估计化合物在水中的固有溶解度。

S0 =  （未结合分子的）固有溶解度

MP =结晶固体的熔点（摄氏度）

KOW = 辛醇-水分配系数；水温是25°

GSE表明，对于具有较高熔点的化合物和具有较高分配成油相（辛醇）趋势的化合物，水溶性将降低。GSE中辛醇-水分配的对数说明了理想溶液和水溶液之间由于混合焓而产生的差异（3）。如果pKa已知，GSE还可以通过将其与Henderson–Hasselbalch方程相结合来预测可离子化化合物的溶解度（参见pH的影响）。

GSE的使用需要测量熔点和分配系数（以及可电离化合物的pKa）。有几个计算机程序将支持基于结构（4）的化合物的分配系数和pKa的估计，但熔点的情况并非如此。开发预测水溶解度的计算方法的努力依赖于分子的训练集来搜索与可以更容易地从结构中预测的性质（例如，分子量、溶剂可及表面积、可旋转键的数量等）的相关性（5）。这些计算方法的成功往往局限于与训练集相似的分子。这些计算方法足以帮助预先筛选合成候选物，但不够准确，无法替代实验溶解度。

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饱和抖振法

摇瓶法基于40年前开发的相溶解度技术，至今仍被大多数人认为是最可靠、最广泛使用的溶解度测量方法（11-18）。当需要测定平衡溶解度时，应使用摇瓶法。其他方法可用于评估表观溶解度，但不适用于评估真实平衡溶解度。

选择用于溶解度测量的溶解度介质应与应用相关，并努力控制表面活性剂的类型和浓度、缓冲液的离子强度以及缓冲液中存在的反离子的类型。当结果用于预测吸收或生物利用度时，建议使用一种生物相关介质溶液（见生物相关介质中的溶解度测量）。当结果旨在支持溶解试验的发展时，建议使用溶解介质。出于研究目的，当评估化合物的pH依赖性时，建议使用一种能够在宽pH范围内控制离子强度和反离子类型的缓冲液（例如，Britton–Robinson或Sörensen缓冲液）。对于将用于BCS分类的溶解度测量，应使用USP推荐的缓冲液（19）。

样品制备：试验物质通常是通过向塞瓶或小瓶中的溶解介质中添加过量固体来制备的。烧瓶或小瓶中的介质量不需要精确测量。建议将固体以超过估计溶解度约1–2 mg/mL的量添加到溶解度介质中。（对于低溶解度化合物，1–2 mg/mL的浓度可能就足够了。）固体的表面积可以通过在加入培养基之前研磨（例如，在研钵和研杵中）样品或在加入溶媒后对样品进行超声处理来增加。[注意：当使用高能方法增加表面积时，建议谨慎使用，因为这可能会改变溶质的固体形式。]建议一式三份进行样品制备，以在每个测试条件下提供至少3个溶解度结果。

溶液的平衡：为了促进固体的溶解，应积极混合或搅拌悬浮液。作为良好的初始孵育时间，建议24小时；然而，必须验证所选平衡时间的适用性。在溶解阶段（±0.5°），应很好地控制悬浮液的温度。在溶解阶段之后，建议允许过量固体完全沉淀。建议将沉淀和倾析作为从饱和溶液中分离固体的最安全方法。对于非澄清胶体溶液，可以使用离心法。上清液的取样应避免加入任何未溶解的固体，因为这将显著影响溶解度结果。转移移液管在使用前需要用样品溶液进行预处理，这样表面吸附不会改变转移的溶液。如果无法避免过滤，则必须选择合适的过滤器类型。对于极性电离物质，建议使用疏水型过滤器（尼龙）；而对于未结合的物种，建议使用亲水型过滤器[例如聚偏二氟乙烯（PVDF）或聚醚砜（PES）]。过滤应在沉淀后进行，而不是直接在搅拌后进行。过滤器的预饱和是必要的（即，应丢弃滤液的初始部分）。在沉淀和离心步骤期间，悬浮液的温度也必须得到很好的控制（±0.5°），并且与发生溶解的温度相等。

当在不同的平衡时间段后对多个样品进行分析，得出相同的结果（例如，在24小时内变化小于5%，或小于0.2%/h）时，即达到饱和（平衡）。为了确认表观溶解度为平衡溶解度，建议通过相同的程序对同一悬浮液进行重新平衡（例如，再混合24小时）。

溶液分析：用于定量溶质浓度的分析方法的要求和所需的分析验证水平应与溶解度数据的预期用途相称。一般来说，该方法应该是线性的和具体的。在分析之前可能需要稀释上清液，以使其在分析方法的线性范围内，并避免可能的沉淀。溶液可通过紫外-可见光谱法或液相色谱法进行分析，以确定可溶性浓度。高效液相色谱的优点是，它可以通过分解与药物有关的杂质来检测不稳定性（13，20）。

建议在溶解度测量结束时分析悬浮液中过量的固体，以验证固体形式没有改变。在固体形式已经改变的情况下，新的固体形式可能具有比初始固体形式更低的溶解度，并且观察到的溶解度是由于新的更低的溶解度形式；然而，这应该根据具体情况进行评估。粉末X射线衍射（PXRD）、拉曼或近红外（NIR）光谱法或通过差示扫描量热法（DSC）评估熔点是可用于评估固体形式的技术的实例。在平衡时间内不稳定（化学或物理）的溶质不适合通过摇瓶法进行平衡溶解度测量。例如，将转化为低溶解度盐或多晶型物的无定形药物应使用表观溶解度方法之一进行分析。

溶解度结果的报告：如果在溶解度测定中使用了介质的非标准成分，则应报告成分的详细信息。溶解度测定中使用的介质的离子强度应与溶解度结果一起计算和报告。当提取样品进行分析时，应记录上清液的pH值（在溶解度测量的温度下）。当使用定义明确的标准介质时，建议不要调整介质的pH值以补偿溶解物质对pH值的改变；相反，应在平衡步骤结束时观察到的pH值和温度下报告溶解度值（12，18）。如果介质的pH值受到溶解物质的显著影响，并且需要在特定pH下的溶解度，则建议在更高缓冲容量的介质中进行额外的溶解度测量。报告平衡过程中的平均温度和温度控制精度

报告的平衡溶解度的精度应反映测量值之间的一致性水平，而不是溶解度分析的精度。应包括测量溶解度的标准偏差（基于3个或更多独立样品的平均值）。

固有溶出测定（转盘法）

固有溶出的测量在▲旋转圆盘和固定圆盘的固有溶出试验程序＜1087＞▲ （CN 2020年12月1日）。这种测量技术也可用于评估溶解度。

为了将该方法应用于溶出度的测量，必须继续进行溶解实验，直到溶解速率无关紧要（例如，小于5%/24小时或小于0.2%/小时）

溶液分析和溶解度结果报告中讨论的摇瓶法的所有要求也适用于使用固有溶解装置的测量。

NCE DP

电位滴定法

用于溶解度测量的电位酸碱滴定基于滴定曲线中间因沉淀而引起的特征位移（21）。对于滴定，将准确体积的标准化酸或碱加入到含有可电离物质和盐（例如0.15M氯化钾（KCl））的溶液中，以提高测量的准确性。用氩气鼓泡（一种将化学惰性气体如氮气、氩气或氦气鼓泡通过液体的技术）可以防止大气中的二氧化碳（CO2）影响pH值。玻璃电极用于连续监测pH值。电位滴定曲线是通过绘制pH值与消耗的酸/碱体积（21）的关系而获得的。