分析用電子天平稱量指導原則

稱量是藥品質(zhì)量分析實驗過程中最常用、最基本的操作步驟。天平是稱量操作中關(guān)鍵的儀器設備。按照結(jié)構(gòu)分類，天平可分為機械天平和電子天平。分析用電子天平是為分析實驗提供稱量應用的、用于確定物體質(zhì)量并將其以數(shù)字指示輸出結(jié)果的儀器。本指導原則內(nèi)容適用于藥品標準中使用分析用電子天平的稱量操作。藥品標準中規(guī)定需“精密稱定”的操作，首先應滿足中國藥典凡例下精確度的相關(guān)要求。在此基礎上可參考本指導原則中儀器確證項下“準確度”和“重復性”性能核查的要求，選擇性能合適的電子天平進行“精密稱定”操作。其他藥品質(zhì)量分析實驗中的稱量操作亦可參考本指導原則的相關(guān)內(nèi)容。

分析用電子天平的儀器確證

電子天平性能的穩(wěn)定性和可靠性是保證稱量數(shù)據(jù)可靠性的基礎，也是保證分析檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎。分析用電子天平原則上應參照分析儀器確證指導原則（指導原則 9094）進行儀器確證，保證儀器性能。本指導原則針對部分關(guān)鍵性能要求進行詳細闡述。

1.校準（Calibration）

為保證稱量結(jié)果的計量溯源性，電子天平可參考《電子天平校準規(guī)范》（JJF1847）進行校準。電子天平可由使用者采用可溯源砝碼自行校準，也可由具備校準資質(zhì)的天平生產(chǎn)廠家或計量校準機構(gòu)進行校準。校準結(jié)果應當包括測量不確定度。應根據(jù)實際使用需要并基于風險規(guī)定電子天平的校準周期；當初次安裝或者改變了當前的使用狀態(tài)時（如移動導致使用環(huán)境發(fā)生重大變化或任何可能對天平稱量性能產(chǎn)生顯著影響的維修或維護操作），應進行電子天平校準。

2.校正（Adjustment）

電子天平的校正是指通過給定質(zhì)量值的外部或內(nèi)部砝碼賦予該電子天平相應示值的一系列操作。電子天平通常具備外校功能或者內(nèi)校功能。外校功能是指采用外部標準砝碼對天平進行校正；內(nèi)校功能是指采用電子天平內(nèi)置的砝碼進行校正，觸發(fā)方式可分為手動觸發(fā)和自動觸發(fā)。若通過內(nèi)置砝碼校正電子天平，可減少采用外部標準砝碼進行日常靈敏度核查的頻次，但仍應定期采用外部標準砝碼進行靈敏度測試，以持續(xù)監(jiān)控內(nèi)置砝碼的狀態(tài)。具體的電子天平校正方法可參考電子天平廠家的說明書或建議的校正流程。建議在當日首次使用電子天平前執(zhí)行校正操作。當實際使用過程中出現(xiàn)了數(shù)值漂移、異常偏差時，或在進行電子天平清潔或水平調(diào)整等操作后，需要執(zhí)行電子天平的校正。

3.性能核查（Performance Check）

性能核查用于評估電子天平的隨機誤差和系統(tǒng)誤差，分別包括準確度和測量精密度（重復性）測試。若測試結(jié)果未超過預先設定的可接受標準，則認為電子天平符合藥品標準中精密稱定操作的使用要求。應根據(jù)電子天平實際使用需要和風險評估在相鄰兩次校準之間進行適當頻率的性能核查。

（1）準確度（Accuracy）

電子天平的準確度是指測試結(jié)果與真實值的接近程度，通常反映電子天平的系統(tǒng)誤差。準確度主要受靈敏度、偏載誤差和線性誤差三個參數(shù)影響，其中靈敏度定義為電子天平的示值變化與引起該變化的載荷之比。通常偏載誤差和線性誤差對電子天平準確度的影響遠小于靈敏度的影響，所以在實施周期校準的情況下，性能核查可以只考察靈敏度。靈敏度隨稱量載荷的增加近似線性增加，因此在電子天平的最大秤量附近更為顯著。此外，由于在起始測量范圍附近，電子天平性能主要受隨機誤差影響，因此使用質(zhì)量低于電子天平最大秤量 5%的載荷來評估靈敏度是沒有意義的。推薦使用單個砝碼進行靈敏度的評估，砝碼質(zhì)量可為電子天平最大秤量的 5%～100%。將天平置零，砝碼放置于天平稱量盤上并記錄示值。

按下述公式計算，如果公式成立則靈敏度滿足要求：

如果砝碼的相對最大允許誤差（即砝碼的最大允許誤差除以其標稱質(zhì)量）不超過靈敏度限度值（0.05%）的三分之一，可直接使用其標稱質(zhì)量。如果無法獲得砝碼的相對最大允許誤差，則必須使用砝碼質(zhì)量的校準結(jié)果進行評估，而且必須確保校準結(jié)果的不確定度與其標稱質(zhì)量的比值不大于限度值（0.05%）的三分之一。

（2）重復性（Repeatability）

日常使用中，待測物的凈重通常遠低于電子天平的最大秤量，此時電子天平性能主要受隨機誤差影響�？砂匆韵路椒�測定重復稱量時電子天平示值的標準偏差，并以此表示電子天平的重復性，用于評估隨機誤差。

使用單一砝碼進行測試，砝碼的標稱質(zhì)量通常應不大于電子天平最大秤量的5%，當該值小于 100mg 時，可使用 100mg 的砝碼進行測試。將天平置零，砝碼放置于天平稱量盤中心位置并記錄示值，重復該步驟至少 10 次。先計算示值的標準偏差，然后按下述公式計算，如果公式成立則重復性滿足要求：

 

（3）最小準確稱量值和最小樣品量

最小準確稱量值（m_min）是滿足電子天平的重復性測定標準前提下，可稱量的最小樣品凈質(zhì)量。電子天平的最小準確稱量值可以通過以下公式進行計算：

 

對于精密稱定操作，準確度限度值RWT為 0.10%；按 95%的置信區(qū)間計算時

（k= 2），該公式可簡化為：

 

應注意，最小準確稱量值不應包含稱量容器的皮重。電子天平的最小準確稱量值（ m_min）是一個計算值，并非常量，會隨著重復性測定中標準偏差（SD）的變化而變化。實際稱量操作中，重復性除與儀器狀態(tài)相關(guān)，還受當時的環(huán)境條件和操作人員等因素影響而波動。為了降低上述因素對精密稱定操作造成的風險，實驗室可以在最小準確稱量值（m_min）的基礎上，引入安全系數(shù)（SF），規(guī)定最小樣品量（ m_snw），以提高稱量結(jié)果的可靠性，表示如下：

安全系數(shù)應大于 1，建議結(jié)合實際風險制定合理的安全系數(shù)，因此實際稱量的最小樣品量（m_snw）應不小于電子天平的最小準確稱量值（m_min）。

分析用電子天平的安裝、使用和維護

為了保持良好的稱量性能，保證稱量結(jié)果的可靠性，電子天平應得到正確的安裝、使用和維護。

1.環(huán)境要求

電子天平應放置在溫度和濕度受控的房間內(nèi)，應具有穩(wěn)定的電源且無氣流。天平不得靠近烤箱、加熱爐、空調(diào)管道、設備或計算機的冷卻風扇。天平的位置應遠離窗戶，避免陽光直射。天平附近不應有電磁輻射源，如射頻發(fā)生器、電機或手持通信設備。

在某些情況下，可能無法將天平放置在最佳環(huán)境中。潛在的環(huán)境影響包括以下內(nèi)容：

（1）氣流  實驗室里可能存在的氣流影響，在通風柜中進行稱量時應有應對措施；

（2）溫差  實驗室中溫度波動過大引起的影響，或陽光直射引起溫度變化造成的影響；

（3）濕度  濕度過高或過低可能引起的稱量樣品吸水、失水或靜電等現(xiàn)象（稱量操作時，理想的相對濕度為 40%～70%）；

（4）振動  相鄰作業(yè)引起的振動；

（5）腐蝕  在天平附近使用腐蝕性材料或進行該類材料的稱量；

（6）磁場  周圍設備的磁場干擾；

（7）靜電  濕度過低時通常會增加靜電的積聚。

當電子天平放置環(huán)境存在上述可能造成影響的因素時，應評估其影響，必要時對電子天平的稱量性能進行確認。

2.電子天平的安裝

電子天平的性能取決于天平的安裝條件，安裝天平之前應查閱制造商提供的信息。電子天平應安裝在堅固、水平、無磁性的稱量臺上，以最大限度減少振動的傳播。如果使用金屬稱量臺，則應將表面接地，以防止靜電積聚。

3.電子天平的使用

根據(jù)被稱量樣品的最小樣品量（凈重）、天平的最大秤量（毛重）和稱量精度的要求，選擇適宜的天平；在使用天平前，應檢查天平是否處于正常可用狀態(tài)，確保用于指示水平的水平泡位于圓圈中央。

電子天平投入使用后一般應常處于通電狀態(tài)；如果斷電，重新接通電源后應先預熱穩(wěn)定后再使用，預熱時間可根據(jù)天平精度確定或參考制造商建議，一般不少于 30 分鐘；天平預熱后，根據(jù)實際需要選擇外部砝碼校正或內(nèi)置砝碼校正，校正完成后即可進行稱量操作；稱量完畢后應及時將被稱物取出，將天平置零，避免稱重感應零件疲勞。

4.電子天平的維護

應保持天平清潔，必要時用軟毛刷或綢布抹凈或清洗劑擦凈，可根據(jù)實際情況和天平制造商建議選擇合適的清洗劑；如有必要，清潔前應關(guān)閉電源；使用電子天平過程中，若物品（特別是腐蝕性物質(zhì)）不慎灑落應及時清潔；清潔后必須徹底干燥，以免未干燥的清潔劑滴入傳感器影響天平性能。天平防風罩內(nèi)不應放置與稱量無關(guān)的物品，也不應放置會引起天平內(nèi)外空氣流動的物品（例如干燥劑等）。

稱量規(guī)范

1.稱量容器

稱量容器或密閉容器需要采用與樣品相容的惰性材料制成。稱量容器的尺寸不得破壞稱量的準確度和重復性。較小的稱量容器更易得到準確的稱量結(jié)果。但在實際使用過程中，會使用更大一些的稱量容器，例如，樣品在稱量之后需要稀釋的，可使用量瓶以避免轉(zhuǎn)移誤差。

如有必要，可在天平性能核查中將稱量容器作為皮重，以評估稱量容器對稱量準確度和重復性的影響。

應盡量采用不易產(chǎn)生靜電或不具磁性的稱量容器，以避免容器的靜電或磁性引起的稱量不穩(wěn)定甚至干擾電子天平內(nèi)部部件的情況。

常用稱量容器包括稱量瓶、紙、盤和舟，或可密封容器如西林瓶和量瓶等。

2.稱量操作方法

稱量應在電子天平的稱量范圍內(nèi)進行；稱量中動作應輕緩，待測物應放在稱量容器內(nèi)稱量；應戴手套后拿取稱量容器，并盡可能將稱量容器置于稱量盤中心位置；稱量過熱或過冷的物品，應使待測物溫度與天平室溫度達到一致后再進行稱量，如無法進行類似處理，則建議定義可接受的誤差區(qū)間后進行快速稱量。

應根據(jù)稱量目的和待測物性質(zhì)選擇合適的稱量操作方法。

（1）直接稱重法：將待測物直接置于電子天平稱量盤上稱量物體的質(zhì)量。

適用的樣品：非活性且不具有粉末狀表面的大塊固體樣品，如恒重試驗中稱

量瓶或坩堝的稱量。

操作時注意事項：將待測物置于天平上時注意使其位于稱量盤的中心。

（2）增量法：將稱量容器置于電子天平稱量盤上，記錄讀數(shù)為稱量容器質(zhì)量，將待測物加入稱量容器中，記錄讀數(shù)為稱量容器與待測物質(zhì)量的和，扣除稱量容器質(zhì)量即為待測物質(zhì)量；亦可將稱量容器質(zhì)量讀數(shù)置零，加入待測物后直接讀得待測物質(zhì)量。

適用的樣品：揮發(fā)性不大、不易吸潮、在空氣中能穩(wěn)定存在的固體或液體樣品。

操作時注意事項：在添加樣品時盡量避免稱量室微環(huán)境的影響，如溫濕度、靜電等，避免樣品灑落、污染天平。

（3）減量法：以干凈適宜的稱量容器裝載待測物，置于電子天平稱量盤上，待天平顯示穩(wěn)定后記錄讀數(shù)或使讀數(shù)置零；將所需量的待測物轉(zhuǎn)移到另一個合適的容器中；然后將稱量容器和剩余待測物（如有）放回天平稱量盤相同位置記錄讀數(shù)。兩次讀數(shù)的差值等于被轉(zhuǎn)移待測物的質(zhì)量。

適用的樣品：乳劑或軟膏等黏性液體及易揮發(fā)、易吸潮、易氧化或易與二氧化碳等反應的樣品。

操作時注意事項：稱量易揮發(fā)、易吸潮、易氧化或易與二氧化碳等反應的樣品應使用開口較小的密閉容器，操作應迅速。

3.特殊樣品的稱量

（1）靜電樣品

干燥、細小的粉末狀樣品可能會帶有靜電，從而使粉末被稱量容器或天平吸引或排斥，導致稱量不準確和轉(zhuǎn)移過程中的樣品損失。使用塑料或硼硅玻璃制稱量容器、稱量環(huán)境濕度過低、操作人員穿戴服裝及手套等因素均有可能產(chǎn)生靜電。應采取適當措施減小靜電對稱量結(jié)果的影響，如使用內(nèi)置或外置除靜電裝置、控制環(huán)境濕度不小于 40%或使用抗靜電稱量容器等。

（2）引濕樣品

引濕樣品容易從空氣或外界環(huán)境中吸收水分，如果暴露在外，重量會逐漸增加。稱量時應注意控制環(huán)境濕度并選擇合適的稱量容器，減少樣品直接接觸空氣或外界環(huán)境的機會，并在稱量過程中對盛有樣品的容器進行快速密閉，可選擇小口容器或帶有氣密性塞子的容器等進行稱量操作。

（3）揮發(fā)樣品

稱量低沸點液體等易揮發(fā)樣品時，應選擇合適的防揮發(fā)稱量容器，并在稱量過程中對盛有樣品的容器進行快速密閉，如選擇密閉容器、小口容器或帶有氣密性塞子的容器等。

（4）腐蝕性樣品

稱量鹽類、酸類等具有腐蝕性的樣品時，應選用合適的耐腐蝕稱量容器，稱量過程中小心操作，避免樣品灑落導致腐蝕天平或影響稱量環(huán)境。

4.稱量安全性

天平室內(nèi)不宜放置與稱量無關(guān)的設備與物品，如具揮發(fā)性或腐蝕性的液體與固體。無菌樣品、危險樣品或生物危害樣品應當于保障樣品不易受到外界污染及保護操作人員的環(huán)境下進行稱量，操作人員應采取相應防護措施，如著防護服、佩戴口罩、防護鏡、防護面罩及手套，避免吸入或皮膚接觸樣品。正確使用天平的防風罩，避免同時打開多個防風罩玻璃，減少氣流擾動的影響。