傅立叶变换衰减全反射红外光谱法测定药用卤化丁基橡胶塞表面残留硅油量.pdf

傅立叶变换衰减全反射红外光谱法测定药用卤化丁基橡胶塞表面残留硅油量赵霞，关皓月，孙会敏*(中国药品生物制品检定所，北京 100050)摘要目的:建立傅立叶变换衰减全反射红外光谱(FTIR ATR)法测定药用卤化丁基橡胶塞表面硅油量。方法:样品经乙醚回流提取，溶剂挥干后，用三氯甲烷溶解并定容，直接加样至傅立叶变换红外光谱仪的 ZnSe 晶体样品槽，扫描红外谱图。利用二甲基硅油在(1260 10)cm1波数的特征吸收峰峰面积定量测定。结果:二甲基硅油在 1.2 32.1 mgmL1范围内呈良好的线性关系，r=0.9983。二甲基硅油的 LOQ 为 1.2 mgmL1，平均回收率为 92.1%。结论:本方法灵敏，准确可靠，可用于药用卤化丁基橡胶塞表面残留硅油的定量测定。关键词:傅立叶变换衰减全反射红外光谱法;药用卤化丁基橡胶塞;二甲基硅油中图分类号:R917文献标识码:A文章编号:0254 1793(2011)03 0519 04FTIR ATR determination of residual polydimethylsiloxaneon the surface of butyl rubber stoppersZHAO Xia，GUAN Hao yue，SUN Hui min*(National Institute for the Control of Pharmaceutical and Biological Products，Beijing，100050，China)AbstractObjective:To establish a fourier transform infrared spectroscopy attenuated total reflection spectra(FTIR ATR)method for determination of polydimethylsiloxane on the surface of butyl rubber stoppers Methods:The butyl rubber stoppers were circum fluence extracted by ether The extraction was dissolved and diluted to defi-nite volume by methenyl chloride after vaporizing the solvent absolutely The specific absorption peak of polydimeth-ylsioxane at(1260 10)cm1was used as detecting peaks Results:The linear range of polydimethylsiloxane wasabout 1.2 32.1 mgmL1and its correlation coefficient was 0.9983 The average recovery of the method was92.1%The LOQ of polydimethylsiloxane was 1.2 mgmL1 Conclusion:The method is simple，accurate andcan be used to determine residual polydimethylsiloxane on the surface of butyl rubber stoppersKey words:FTIR ATR;butyl rubber stopper;polydimethylsiloxane*通讯作者Tel:(010)67095721;E mail:Sunhm nicpbp org cn从近几年的国家抽验结果来看，某些抗生素的注射用粉针剂，如注射用头孢曲松钠、注射用头孢唑林钠、注射用头孢噻肟钠等，在贮存过程中存在溶液澄清度超标的突出现象，经过研究发现，胶塞表面的硅油是影响药物溶液澄清度的原因之一。胶塞硅化的目的是在胶塞表面涂上一层硅膜，形成一层保护膜，同时增加胶塞的润滑性，使其在装药及运输过程中减少因摩擦产生的微粒，方便胶塞的分装和压塞。常规瓶塞后处理均需要进行硅化，以防止在贮存过程中发粘，并在使用过程中能很好地上机压塞。硅油是一种使用广泛、性能优良的润滑剂，最常用的是二甲基硅油，现在普遍被用于药用卤化丁基橡胶塞生产工艺中最后的硅化处理。二甲基硅油也称聚硅氧烷，通过氧原子的桥连作用将 Si(CH3)3和 Si(CH3)2 连接成线状大分子，是一种无色、无味、无毒，且不易挥发的油状液体。二甲基硅油虽然是一种惰性材料，但因为胶塞在与药粉接触后很容易将硅油所吸附，形成胶体或者药粉团，与胶塞的接触面积越大，所形成的胶体或者药粉团也就越多。药品稀释后因硅油本身不溶于水，所以容易出现遇水产生浑浊和药粉难溶的现象，影响溶液的澄清度。915药物分析杂志 Chin J Pharm Anal 2011，31(3)另外，输液产品在经过120(1 3 h)的高温灭菌，冷却到常温后，会发现瓶子上有“挂珠”现象，经研究证明原因之一也是由于胶塞表面硅油在高温时分子热运动加剧，胶塞表面的硅油脱落后附于瓶壁而造成。目前，国内药用卤化丁基橡胶塞标准中并没有对胶塞表面的硅油量加以控制，大多数药用卤化丁基橡胶生产企业由于检验方法所限，一般也没有对硅烷后的胶塞表面硅油量进行内控检测，所以建立胶塞表面硅油量的检测方法还是非常必要和急迫的。硅油常见的定量测定方法有重量法、红外光谱法、原子吸收光谱法和核磁共振法1。红外光谱分析不但是定性鉴别的有效方法，而且在定量分析上也有其独特之处。FT IR 光谱法是一种非破坏性分析技术，能够保持样品原貌进行测定，且制样简单，扫描时间短等优点2。本文首次建立傅立叶变换衰减全反射红外光谱法测定药用卤化丁基橡胶塞表面硅油量的检测方法，国内外尚未见文献报道。1仪器与试药仪器:美国 Thermo Nicolet 公司 NEXUS 型傅立叶变换红外光谱仪;美国 Thermo Nicolet 公司衰减全反射附件(Smart performer)。试药:二甲基硅油、乙醚、三氯甲烷均为分析纯试剂;12 批药用卤化丁基橡胶塞均为 2009 年全国药用卤化丁基橡胶塞监督抽验样品。2方法与结果2.1仪器测试参数样品扫描次数(Number ofsample scans):16;分辨率(Resolution):4.00 cm1;波数范围(Requested spectral range):4000 650cm1;采用 OMNIC6.1a 操作软件2.2试验方法2.2.1定量峰的选择由文献3 9 和测定可知，甲基硅油的特征吸收峰主要有(800 10)cm1、(102010)cm1及(1260 10)cm1，3 个峰类似于 W型，故称其特征峰为 W 峰，在(1260 10)cm1的吸收峰尖而强，其归属为 Si(CH3)2的 CH2+SiC，同时三氯甲烷对此峰无干扰，因此选择此吸收峰为定量测定峰。2.2.2溶剂的选择测定红外光谱所用的溶剂要求应在所测光谱区内本身没有强烈的吸收，对试样没有强烈的溶剂化效应等，同时溶剂对样品应有足够溶解能力。试验过程中，发现三氯甲烷性质稳定，可以很好地溶解硅油，本身的红外光谱图不干扰硅油定量峰地测定，因此选用三氯甲烷作为硅油红外测定的溶剂。2.2.3仪器测定条件的选择样品扫描次数的选择:试验过程中发现仪器的分辨率和平行扫描次数都对测定灵敏度有影响，平行扫描次数越多，测定的灵敏度越高。结果表明:平行扫描 16 次，灵敏度已能满足要求。样品扫描时分辨率的选择:从实验所得的红外扫描图谱可以看出，同一样品在扫描相同次数的情况下，采用不同的分辨率，所得到的红外图谱总体差异较小，但是也可以看出，采用较高的分辨率，比如2 cm1，基线噪音与相对分辨率低的相比会略显差一些，但是如果分辨率比较低的时候，比如 8 cm1、16 cm1、32 cm1，背景测定的红外光谱中会丢失一些信息，所以综合考虑，选择扫描的分辨率为 4cm1。2.2.4定量方式的选择红外光谱法定量方式一般分为峰高法和峰面积法。由于峰面积法是只测量吸收峰的峰面积，用峰面积代替朗伯 比耳定律中的 A 值进行定量分析，利用的是吸收峰的全部信息，且峰面积受仪器的影响比较小，所以其准确性、重现性都高于峰高法，特别是在峰高不易准确测量时，更显示出峰面积的优越性。在试验中，我们也发现采用峰面积做出的线性关系要好于峰高。所以，方法中最终选择的是采用峰面积法进行定量。2.2.5线性关系的考察精密量取二甲基硅油约8.0 g 置 100 mL 量瓶中，加三氯甲烷溶解并稀释至刻度，摇匀，作为对照品储备液。精密量取 3，5，8，10 mL 置 25 mL 量瓶中，加三氯甲烷稀释至刻度，作为对照品溶液(1)(4)。分别取对照溶液各 50L 加至 ATR 附件，立即扫描红外光谱，以 1260cm1峰面积定量计算，以浓度(mgmL1)对峰面积回归，直线方程为Y=0.4491X+0.1554r=0.9983结果表明，二甲基硅油浓度在 1.2 32.1 mgmL1范围内，线性良好。2.2.6精密度考察取“2.2.5”项下二甲基硅油对照品溶液(2)，连续测定 5 次，定量峰峰面积的RSD 为 4.0%，说明方法的精密度良好。2.2.7最低定量限的考察以定量峰与基线噪音信噪比 10 1 计算硅油最低检出限为 1.2 mgmL1。2.2.8回收率的考察取 1 批药用卤化丁基橡胶025药物分析杂志 Chin J Pharm Anal 2011，31(3)塞 40 个，加乙醚 100 mL，回流 1 h，冷却至室温，将回流液倾出，加乙醚稀释至200 mL，摇匀。取10 mL置玻璃瓶中，挥干溶剂。其中 1 份分别加入三氯甲烷 250 L，按试验方法直接测定样品的硅油量。另外 3 份按高、中、低加入量分别精密加入浓度为7.98，9.82，12.27 mgmL1的二甲基硅油对照品溶液 250 L，按上述条件加样扫描，以标准曲线法计算回收率，平均回收率为 92.1%(n=9)，RSD=4.9%。2.2.9样品的测定取 12 批不同批号的药用卤化丁基橡胶塞，每批取一定数量的胶塞(20 个)，加乙醚适量回流 1 h，挥干乙醚后，精密加入三氯甲烷 250 L，摇匀，作为样品溶液。取 50 L 加至ZnSe 晶体表面，立即扫描红外光谱图，以回归方程计算，即得胶塞表面硅油量(g)。结果表明不同生产企业生产的不同批次的药用卤化丁基橡胶塞表面硅油量存在较大差异。结果见表 1，典型红外光谱图见图 1。表 112 批样品表面硅油量检测结果表(n=2)Tab 1Results of residual polydimethylsiloxane contents编号(No)表面硅油量平均值(average contents of residual polydimethylsiloxane)/g个11537.02334.63229.24165.95159.06145.9783.9847.6940.81030.51122.31227.23讨论3.1本文利用二甲基硅油的 Si CH3对称变形振动在 1260 cm1处有较强较尖锐的特征吸收进行测定，可以准确定量。3.2由于三氯甲烷较易挥发，提取液在加样至ZnSe 晶体表面后需加盖，且应立即扫描图谱，以免造成结果偏高。图 1三氯甲烷溶剂(A)、二甲基硅油纯品(B)、二甲基硅油三氯甲烷溶液(C)及药用卤化丁基橡胶塞提取液(D)ATR IR 色谱图Fig 1ATR IR Chromatograms of methenyl choloride agent(A)，purepolydimethylsiloxane(B)，polydimethylsiloxane solution in methenyl chol-oride(C)，and butyl rubber stopper