本文总结了药典、法规和文献中有关提取溶剂pH选择的建议，探讨了提取溶剂pH值对可提取物结果的影响。文章汇总了选择提取溶剂pH值时需要考虑的多种因素，以确保提取试验结果的可靠性和合规性。”
提取研究的一个重要目的是表征可提取物以模拟潜在的可浸出物，为监管申报和风险评估提供数据支持。各种文献资料和实践表明，溶剂和药品化学性质对可提取物和浸出物结果有显著影响，USP<1663>提取研究专论、NMPA发布的化学药品与包装相容性研究技术指导原则均指出，选择溶剂的关键因素之一是pH值。不难看出，水性溶剂或药品的关键特性之一是pH值，特别是对于水性肠胃外药品尤其如此，该类产品pH分布范围可以从酸性（pH 3 或更低）到碱性（pH 达 10或更高）。
因此，选择合适的提取溶剂的pH值非常重要。
可提取物的 pH 依赖性
- 可提取物受溶剂pH影响
溶剂pH值对酸性和碱性可提取物的溶解度和累积水平产生显著影响，这是由于酸或碱的解离形式的溶解度大于未解离的酸或碱本身的溶解度所导致的。
常见的酸性有机物包括脂肪酸、芳香酸、饱和酸和不饱和酸等含羧基化合物，常见的碱性有机物包括胺、哌啶、吡啶等含氮化合物。
在相同的提取条件下，中性或非离子可提取物（如邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二酸二-（2-乙基己基））的积累水平不受提取溶剂 pH 值的影响。
因此，提取溶剂的 pH 值会影响特定可提取物或浸出物的结果。
Jenke等研究了易于酸或碱水解的可提取物的 pH 依赖性行为。
- 对于酸：log Se=log S0+log[1+10（pH–pKa）]
- 对于碱：log Se=log S0+log[1+10（pH–pKa）]
根据亨德森-哈塞尔巴尔赫方程（Henderson-Hasselbalch Equation）
- 对于酸：pH = pKa + log [A-] / [HA]
- 对于碱：pH = pKa + log [B] / [BH+]
溶液pH值、可提取物的酸离解常数（pKa）、其在特定pH值下的有效溶解度（Se）及其固有溶解度（S0）之间的关系表示如下
- 对于酸：pH=pKa+log(S-S0)/(S0)，即 log Se=log S0 +（pH-pKa）
- 对于碱：pH=pKa+log(S0)/ (S-S0) ，即 log Se=log S0 +（pKa-pH）
说明：
-
固有溶解度（S0）：在弱酸[HA]或弱碱[B]没有电离情况下 -
非电离形式的溶解度有效溶解度（Se）：电离形式[A-] or [BH+]的 溶解度 -
总溶解度（S）：S=S0+Se
通过公式可以看到溶解度和pH之间的关系，
原理上
随着pH值的变化，溶解度将无限制地变化
但实际上
解离的离子不是无限可溶的，因此溶解度与pH的关系曲线最终达到一个平台，反映了离子的固有溶解度。
需要考虑的问题
- 显然， pH值作为溶剂的一个重要属性，它将影响所获得的可提取物结果，因此，当进行提取试验的目的是来模拟特定药品中潜在浸出物时，提取溶剂的pH值应与药物产品的pH值相匹配。
当我们进行受控提取研究的目的是预测包装系统中多种应用下的行为，例如不同药品、不同材料等，提取试验选择的提取溶剂pH值应跨越一定的应用范围，或包括极端pH值。以下是在实际的提取研究中需要考虑的问题： - 对于常见的已上市的水性药品，选择什么pH值范围的提取溶剂可以提供尽可能完整的可提取物概况？
- 是否需要增加中性（中间）pH值的提取溶剂？
选择提取溶剂的pH
- pH约2-10的范围代表了水性肠胃外药品的常见pH范围，在此范围内可提取物达到最大溶解度，涵盖了最高浓度及最多数量的酸性或碱性可提取物。在受控提取研究中，如果要确定材料的“最坏情况”可提取物概况（即所有可能的可提取物处于其最高水平），则可通过选择pH值约为2和10的提取溶剂来实现此目的。
研究表明，在pH值约为6至8的范围内，没有目标可提取物达到最大溶解度。如果提取溶剂pH值已超出该范围，再使用该中间范围pH值的溶剂进行提取不会增加显示“新”可提取物，或不会产生更高浓度的可提取物。
因此，在两个极端pH的提取溶剂之外，不需要增加中性（中间）pH值的提取溶剂。可提取物的溶解度受到提取溶剂pH值的影响，在定性（可提取物数量）还是定量（可提取物浓度）上，两个不同pH值下的可提取物分布可能不同。
其他因素的考虑
- 与提取溶液pH相关的最常见的考虑因素之一：
是否使用缓冲提取溶剂。使用缓冲提取溶剂的主要优点是显而易见的，缓冲体系能够维持提取过程中的pH值稳定，因此提取溶剂的提取强度得以保持，从而最大程度地提高可提取物的水平。
当被测药物产品本身具有缓冲性时，使用缓冲提取溶剂通常是合适的。
然而，缓冲提取溶剂的主要缺点在于其无法反映酸性或碱性可提取物对提取溶剂的影响。
例如，当酸性可提取物溶出时，未缓冲提取溶液的pH值会下降，通常会导致酸性可提取物进一步的溶出减少。但同时pH值降低也是一个判断可提取物水平的有用指标因此在模拟的药物产品是未缓冲的（例如0.9%氯化钠、注射用水、5%葡萄糖），或者需要利用pH变化作为可提取物分析的辅助判断时，使用非缓冲性提取溶剂是合适的。
药典和法规中关于提取溶剂pH的讨论
- 药典、法规和文献在涉及提取研究时，都指出需要考虑提取溶剂的pH值。
例如：USP<1663> 建议使用pH值为5.2和9.5的溶剂来模拟标称pH值为7的水性药物产品，这是因为酸性或碱性可提取物的溶解度在pKa的±2个pH单位内，可提取物浓度受到提取溶剂pH的影响最大。
PQRI PODP 对不同材料进行受控提取时，使用的提取溶剂包括pH 2.5的盐溶液和pH9.5 磷酸盐缓冲液。
《化学药品与弹性体密封件相容性研究技术指导原则》中举例说明的提取溶剂包括酸性缓冲溶液（pH=2.5，pH 值应不高于药品实际处方），碱性缓冲溶液（pH 值应不低于药品实际处方）生产组件的标准提取方案中包括了低pH和高pH提取溶剂。
BPOG 使用的高pH碱性溶液（0.5 N NaOH，pH约11.6），和低pH酸性溶液（0.1 M磷酸，pH约 1.5)。
USP＜665＞中建议的提取溶剂包括低pH酸性溶液（pH 3.0的氯化钾/盐酸混合物），和高pH碱性溶液（pH 10.0的磷酸盐缓冲液）。
总结
- 为预测药品中的实际浸出物物，提取研究的提取溶剂pH范围应跨越药品的pH范围。
- 当研究目的是对特定单一药品（或工艺溶液）的模拟溶剂选择合适的pH值时，应考虑实际产品的pH值，建议使用两种提取液，每种提取液的pH值均在产品的pH极限的任意极端。在pH约为2和10的极端条件下，可获得相对完整的可提取物概况，覆盖了浸出物的最高可能水平。
- 对于大多数水性胃肠外药品，可参考PQRI PODP的提取方案，选择pH 2.5的盐溶液和pH 9.5 磷酸缓冲液。
如果药物产品（或工艺溶液）的总体pH值覆盖该较小范围，则可以缩窄提取溶剂的pH范围。如果提取溶剂pH值已超出该中性范围，代表酸性和碱性的极端情况，可无需再使用中等pH的提取溶剂。
- 不建议使用第三种提取溶剂。选择适当的提取溶剂pH值可以提供尽可能完整的可提取物概况，为监管申报和风险评估提供数据支持。
- 在进行提取研究时，实验室需要综合考虑多种因素，如药物产品的pH值，药品化学性质，药典和法规的建议等。
希望本文能帮助大家更好地了解提取试验中pH值的影响。伯朗氏实验室在提取试验条件选择上积累了丰富经验, 我们很乐意与您分享。请随时联系我们的客户服务获取更多信息和示例
参考文献
- USP <1663> Assessment of Extractables Associated with Pharmaceutical Packaging/Delivery Systems.
- 《化学药品与弹性体密封件相容性研究技术指导原则》（国家食品药品监督管理总局通告2018年第14号）
- D. Jenke, ESTABLISHING THE PROPER PH RANGE FOR AQUEOUS SIMULATING SOLVENTS USED IN EXTRACTABLES PROFILING (2019). Nelson-Lab.
- D. Jenke, J. Castner, T. Egert, etc. Extractables characterization of five materials of construction representative of packaging systems used for parenteral and ophthalmic drug products. PDA J Pharm Sci Technol. 76(5): 448-511 (2013).
- D. Jenke, D. Zietlow and S. Sadain. Leaching of organic acids from irradiated EVA plastics as a function of solution pH and polarity. PDA J. Pharm. Sci. Technol. 58(1): 24-31 (2004).
- Experimental Protocol for Qualitative Controlled Extraction Studies on Material Test Articles Representative of Prefilled Syringe （PFS） and Small Volume Parenteral （SVP） Container Closure Systems. PQRI Parenteral and Ophthalmic Drug Products Leachables and Extractables Working Group.（2011）
