陳水廷，劉穎玲，聶蕾

（云南省醫(yī)療器械檢驗(yàn)研究院，昆明 650106）

藥品包裝材料是指藥品生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的藥品和醫(yī)療機(jī)構(gòu)配制的制劑所使用的直接接觸藥品的包裝材料和容器[1]。藥品包裝材料作為藥品的重要組成部分，會(huì)伴隨藥品生產(chǎn)、流通及使用的全過程，藥品包裝材料的質(zhì)量、安全性、使用性能及藥品包裝材料與藥物之間的相容性對藥品質(zhì)量有著重要影響[2]。按材質(zhì)分類，藥品包裝材料可分為玻璃類、金屬類、塑料類、橡膠類和其它類(如紙、干燥劑)等。常見的塑料類藥品包裝材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PⅤC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。橡膠具有良好的彈性，鹵化丁橡膠塞(由異丁烯和少量異戊二烯聚合而成)是目前我國用在輸液、口服液等劑型的常見橡膠塞[3-4]。

衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜法是分析物質(zhì)表層結(jié)構(gòu)的一種重要技術(shù)。衰減全反射附件是源于光內(nèi)反射原理的設(shè)計(jì)，從光源發(fā)出的紅外光經(jīng)過折射率大的晶體再投射到折射率小的試樣表面上，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，入射光線完全被反射，產(chǎn)生了全反射。事實(shí)上紅外光并不是被直接全部反射回來，而是穿透到試樣表面內(nèi)一定深度后再返回表面，在這個(gè)過程中，樣品在入射光頻率區(qū)域內(nèi)有選擇吸收，反射光強(qiáng)度發(fā)生減弱，產(chǎn)生與透射吸收相類似的譜圖，從而獲得樣品表層化學(xué)成份的結(jié)構(gòu)信息[5-7]。隨著光譜技術(shù)的發(fā)展，紅外光譜技術(shù)能同時(shí)對多種物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析，被廣泛應(yīng)用于機(jī)理研究、性能表征、成分鑒別等眾多研究領(lǐng)域[8-11]。與常規(guī)透射式FTⅠR 相比，ATR-FTⅠR 測定樣品時(shí)，無需對樣品進(jìn)行任何處理、制樣簡單、對樣品破壞性小、能夠保持樣品原貌進(jìn)行測定，具有掃描速度快、分辨率高、測量精度好重復(fù)性高、受雜散光影響小等優(yōu)點(diǎn)[12-13]。

筆者采用衰減全反射-紅外光譜法對口服液體/固體藥用高密度聚乙烯(PE-HD)瓶、口服液體/固體藥用PP瓶、口服液體/固體藥用PET瓶、PⅤC固體藥用硬片及注射液用/注射用無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞5 種材質(zhì)進(jìn)行了鑒別，得到了相對應(yīng)的紅外圖譜。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

傅里葉紅外變換光譜儀：Cary640 型，配有ATR附件，美國安捷倫科技有限公司。

1.2 儀器工作條件

掃描速度：5 kHz；掃描范圍：4 000～650 cm-1；光譜分辨率：4 cm-1；掃描次數(shù)：16次。

1.3 樣品處理

將口服液體/固體藥用PE-HD瓶(液體藥瓶編號為PE1～PE6，固體藥瓶編號為PE7～PE12)、口服液體/固體藥用PP瓶(液體藥瓶編號為PP1～PP6，固體藥瓶編號為PP7～PP12)、口服液體/固體藥用PET瓶(液體藥瓶編號為PET1～PET6，固體藥瓶編號為PET7～PET12)、PⅤC固體藥用硬片(編號為PⅤC1～PⅤC6)、注射液用/注射用無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞(編號為BTR1～BTR6)樣品截成1 cm×1 cm 的樣片。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 采集背景

以空氣為背景在儀器工作條件下直接進(jìn)行掃描。

1.4.2 樣品圖譜采集

將1.3 處理的樣品，用ATR 附件固體壓頭把樣品壓緊，使之與硒化鋅晶體緊密接觸，在儀器工作條件下采集紅外光譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 分辨率

分辨率是指儀器對于緊密相鄰的峰可分辨的最小波長(或波數(shù))間隔，是傅里葉變換紅外光譜儀的一項(xiàng)重要性能。分辨率與儀器的光程差有關(guān)，光程差越大，即動(dòng)鏡掃描的距離越長，分辨率越高。分別選擇分辨率為1、2、4、8、16 cm-1，用同一批次的口服固體藥用PE-HD 瓶進(jìn)行測試，紅外光譜圖見圖1。從圖1 可知，當(dāng)分辨率分別為1、2 cm-1時(shí)，樣品基線不平滑；當(dāng)分辨率為8、16 cm-1時(shí)，特征峰1 472 cm-1和730 cm-1消失，掃描時(shí)間也隨著分辨率的增大而增加。綜合考慮，選取分辨率為4 cm-1。

圖1 口服固體藥用PE-HD瓶在不同分辨率下的紅外光譜圖

2.2 掃描次數(shù)

傅里葉變換紅外光譜儀測量物質(zhì)的光譜時(shí)，檢測器在接受樣品光譜信號的同時(shí)也接受了噪聲信號，輸出的光譜既包括樣品的信號也包括噪聲信號，信噪比與掃描次數(shù)的平方成正比，增加掃描次數(shù)可以減少噪聲、增加譜圖的光滑性。改變掃描次數(shù)，同一批次的口服固體藥用PE-HD 瓶得到的紅外圖譜見圖2。從圖2 可看出，當(dāng)掃描次數(shù)分別為4、8、16、32、64次時(shí)，樣品的特征吸收峰的位置、形狀、數(shù)目、相對強(qiáng)度基本無變化。為了提高分析效率，快速鑒別樣品的材質(zhì)，選擇掃描次數(shù)為16次。

圖2 口服固體藥用PE-HD瓶不同掃描次數(shù)下的紅外光譜圖

2.3 樣品的紅外圖譜解析

2.3.1 口服液體/固體藥用PE-HD瓶

選擇12 家企業(yè)生產(chǎn)的口服液體/固體藥用PEHD 瓶樣品進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)見表1，典型紅外吸收光譜見圖3。該類材質(zhì)主要有6個(gè)特征吸收峰，分別是2 916、2 848、1 472、1 462、730、719 cm-1。其中2 916 cm-1為CH2的不對稱伸縮振動(dòng)峰，2 848 cm-1為CH2的對稱伸縮振動(dòng)峰，1 462 cm-1為CH2的對稱彎曲振動(dòng)峰，719 cm-1為長亞甲基鏈的面內(nèi)搖擺振動(dòng)峰。

表1 口服液體/固體藥用PE-HD瓶紅外圖譜特征峰

圖3 PE-HD紅外光譜圖

2.3.2 口服液體/固體藥用PP瓶

選擇12家企業(yè)生產(chǎn)的口服液體/固體藥用PP瓶樣品進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)見表2，典型紅外吸收光譜如圖4。該類材質(zhì)主要有13 個(gè)特征吸收峰，分別是2 950、2 917、2 867、2 837、1 456、1 376、1 359、1 167、997、973、899、841、808 cm-1。其中2 950 cm-1是CH3的對稱伸縮振動(dòng)峰，2 917 cm-1是CH2的不對稱伸縮振動(dòng)峰，2 867 cm-1是CH3的不對稱伸縮振動(dòng)峰，2 837 cm-1是CH2的對稱伸縮振動(dòng)峰，1 456 cm-1是CH2的彎曲振動(dòng)峰，1 376 cm-1是CH3的彎曲振動(dòng)峰，1 167 cm-1是CH3面外搖擺振動(dòng)峰，973 cm-1是CH3面內(nèi)搖擺振動(dòng)峰[14-15]。

表2 口服液體/固體藥用PP瓶紅外圖譜特征峰

圖4 PP紅外光譜圖

2.3.3 口服液體/固體藥用PET瓶

選擇12 家企業(yè)生產(chǎn)的口服液體/固體藥用PET瓶樣品進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)見表3，典型紅外吸收光譜見圖5。該類材質(zhì)主要有8個(gè)特征吸收峰，分別是1 715、1 409、1 243、1 097、1 017、872、793、723 cm-1。其中1 715 cm-1是C＝O 的伸縮振動(dòng)，1 409 cm-1和1 017 cm-1是由苯環(huán)CH 的面內(nèi)彎曲振動(dòng)峰，1 243 cm-1是C—O 的不對稱伸縮振動(dòng)峰；1 097 cm-1是C—O 的對稱伸縮振動(dòng)峰，872 cm-1和723 cm-1為苯環(huán)CH面外彎曲振動(dòng)，受到羰基的共軛效應(yīng)，苯環(huán)上C—H 搖擺振動(dòng)吸收峰位移到723 cm-1處[16]，793 cm-1為苯環(huán)的振動(dòng)吸收。

表3 口服液體/固體藥用PET瓶紅外圖譜特征峰

圖5 PET紅外光譜圖

2.3.4 固體藥用硬片用PⅤC

選擇6家企業(yè)生產(chǎn)的PⅤC固體藥用硬片樣品進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)見表4，典型紅外吸收光譜見圖6。該類材質(zhì)主要有12 個(gè)特征吸收峰，分別是2 962、2 918、2 851、1 733、1 426、1 328、1 253、1 195、1 109、965、832、697 cm-1。其中2 918、2 851 cm-1是CH2的伸 縮 振 動(dòng) 峰，1 426 cm-1是CH2的 彎 曲 振 動(dòng) 峰[17]，1 328 cm-1和1 253 cm-1是CH 的伸縮振動(dòng)。強(qiáng)譜帶最大出現(xiàn)在1 253 cm-1附近，是由碳原子上氯原子使得CH2和CH 合頻共振峰強(qiáng)度增強(qiáng)。1 195 cm-1是CH2的伸縮振動(dòng)峰，1 100 cm-1是C—C 的伸縮振動(dòng)譜峰，965 cm-1是CH2的面內(nèi)搖擺峰[18]。

表4 PVC固體藥用硬片紅外圖譜特征峰

圖6， PⅤC硬片紅外光譜圖

2.3.5 注射液用/注射用無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞

選擇6 家企業(yè)生產(chǎn)的注射液用/注射用無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞樣品進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)見表5，典型紅外吸收光譜見圖7。該類材質(zhì)主要有8 個(gè)特征吸收峰，分別是2 950、2 895、1 469、1 389、1 365、1 228、1 086、800 cm-1。其中2 950 cm-1為CH3的伸縮振動(dòng)峰，2 895 cm-1為CH2的伸縮振動(dòng)峰，1 469 cm-1為CH2的彎曲振動(dòng)峰，1 389 cm-1和1 365 cm-1是CH3的彎曲振動(dòng)峰，1 228 cm-1為C—C 的伸縮振動(dòng)峰，1 086 cm-1為Si—O 的伸縮振動(dòng)峰，這是因?yàn)樵邴u化丁基橡膠塞的加工過程加入SiO2填料引起的[19]。

表5 注射液用/注射用無菌粉末鹵化定基橡膠塞紅外圖譜特征峰

圖7 鹵化丁基橡膠塞紅外光譜

3 結(jié)語

利用衰減全反射-紅外光譜法對藥品包裝材料中五種常見材質(zhì)進(jìn)行了測試，通過數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)、分析，并對圖譜中的主要特征峰進(jìn)行歸屬，確認(rèn)了PE-HD、PP、PET、PⅤC 和注射用丁基橡膠塞五種藥用包裝材料的紅外光譜特征吸收峰，建立了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的光譜數(shù)據(jù)庫，鑒于目前國家尚未頒布藥品包裝材料紅外光譜的對照圖譜，實(shí)驗(yàn)所得光譜數(shù)據(jù)庫可便于針對不同材質(zhì)的、企業(yè)不能提供其產(chǎn)品紅外對照圖譜的藥品包裝材料進(jìn)行鑒別，為標(biāo)準(zhǔn)判別時(shí)給予有益的補(bǔ)充。定性鑒別時(shí)，主要著眼于樣品圖譜與對照圖譜全譜譜形的比較，即首先是譜帶的有與無，然后是各譜帶的相對強(qiáng)弱。若樣品的光譜圖與對照光譜圖一致，通常可判定兩化合物為同一物質(zhì)(只有少數(shù)例外，如有些光學(xué)異構(gòu)體或大分子同系物等)；若兩光譜圖不同，則可判定兩化合物不同。