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

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

－1－1

二甲基硅油在（1260±10）cm波数的特征吸收峰峰面积定量测定。结果：二甲基硅油在1.2～32.1mg·mL范围内呈良好

r=0.9983。二甲基硅油的LOQ为1.2mg·mL－1，的线性关系，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）03－0519－04

FTIR－ATRdeterminationofresidualpolydimethylsiloxane

onthesurfaceofbutylrubberstoppers

ZHAOXia，GUANHao－yue，SUNHui－min*

（NationalInstitutefortheControlofPharmaceuticalandBiologicalProducts，Beijing，100050，China）

AbstractObjective：Toestablishafouriertransforminfraredspectroscopy－attenuatedtotalreflectionspectra

（FTIR－ATR）methodfordeterminationofpolydimethylsiloxaneonthesurfaceofbutylrubberstoppers．Methods：Thebutylrubberstopperswerecircum－fluenceextractedbyether．Theextractionwasdissolvedanddilutedtodefi-nitevolumebymethenylchlorideaftervaporizingthesolventabsolutely．Thespecificabsorptionpeakofpolydimeth-ylsioxaneat（1260±10）cm－1wasusedasdetectingpeaks．Results：Thelinearrangeofpolydimethylsiloxanewasabout1.2－32.1mg·mL－1anditscorrelationcoefficientwas0.9983．Theaveragerecoveryofthemethodwas92.1%．TheLOQofpolydimethylsiloxanewas1.2mg·mL－1．Conclusion：Themethodissimple，accurateandcanbeusedtodetermineresidualpolydimethylsiloxaneonthesurfaceofbutylrubberstoppers．Keywords：FTIR－ATR；butylrubberstopper；polydimethylsiloxane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。

*通讯作者Tel：（010）67095721；E－mail：Sunhm@nicpbp．org．cn

另外，输液产品在经过120℃（1～3h）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，大多数药用卤化丁一般也没有对基橡胶生产企业由于检验方法所限，

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

［1］

法、原子吸收光谱法和核磁共振法。红外光谱分而且在定量分析上析不但是定性鉴别的有效方法，

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

［2］

单，扫描时间短等优点。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ThermoNicolet公司NEXUS型傅立叶变换红外光谱仪；美国ThermoNicolet公司衰减全反射附件（Smartperformer）。

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。22.1

方法与结果

仪器测试参数样品扫描次数（Numberofsamplescans）：16；分辨率（Resolution）：4.00cm－1；

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

灵敏度已能满足要求。行扫描16次，

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2cm－1，基线噪音与相对分辨率低的相比会略显差

－1

但是如果分辨率比较低的时候，比如8cm、一些，16cm－1、32cm－1，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4cm－1。2.2.4

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

定量方式的选择

用峰面积代替朗伯－比耳定律中吸收峰的峰面积，

利用的是吸收峰的全部信的A值进行定量分析，

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8.0g置100mL量瓶中，加三氯甲烷溶解并稀释至5，8，刻度，摇匀，作为对照品储备液。精密量取3，10mL置25mL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50μL加至ATR附件，立即扫描红外光谱，以1260

－1cm－1峰面积定量计算，以浓度（mg·mL）对峰面积回归，直线方程为

波数范围（Requestedspectralrange）：4000～650

cm－1；采用OMNIC6.1a操作软件2.22.2.1

试验方法定量峰的选择

［3～9］

由文献和测定可知，甲

－1

（1020基硅油的特征吸收峰主要有（800±10）cm、

Y=0.4491X+0.1554r=0.9983

±10）cm－1及（1260±10）cm－1，3个峰类似于W－1

型，故称其特征峰为W峰，在（1260±10）cm的吸收峰尖而强，其归属为＞Si（CH3）2的ρCH2+υSiC，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

发现三氯甲烷性质稳定，够溶解能力。试验过程中，

－1

结果表明，二甲基硅油浓度在1.2～32.1mg·mL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1.2mg·mL－1。

回收率的考察

取1批药用卤化丁基橡胶

2.2.8

塞40个，加乙醚100mL，回流1h，冷却至室温，将

回流液倾出，加乙醚稀释至200mL，摇匀。取10mL置玻璃瓶中，挥干溶剂。其中1份分别加入三氯甲烷250μL，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7.98，9.82，12.27mg·mL－1的二甲基硅油对照品溶液250μL，按上述条件加样扫描，以标准曲线法

RSD=平均回收率为92.1%（n=9），计算回收率，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1h，挥干乙醚后，精密加入三氯甲烷250μL，摇匀，作为样品溶液。取50μL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（μg）。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1Tab1

编号（No．）

12批样品表面硅油量检测结果表（n=2）

Resultsofresidualpolydimethylsiloxanecontents

表面硅油量平均值

（averagecontentsofresidualpolydimethylsiloxane）/μg·个－1

123456789101112

537.0334.6229.2165.9159.0145.983.947.640.830.522.327.2

图1Fig1

三氯甲烷溶剂（A）、二甲基硅油纯品（B）、二甲基硅油三氯甲ATR－IRChromatogramsofmethenylcholorideagent（A），pure

烷溶液（C）及药用卤化丁基橡胶塞提取液（D）ATR－IR色谱图polydimethylsiloxane（B），polydimethylsiloxanesolutioninmethenylchol-oride（C），andbutylrubberstopper（D）

3.3在其他相关性研究中也表明，胶塞表面的二

甲基硅油残留量是影响头孢类抗生素溶液澄清度的

不同胶塞企业不同批因素之一。由试验结果看出，

次的胶塞产品表面二甲基硅油的残留量测定结果差

异很大，有些企业的胶塞表面残留的二基基硅油量过大，也表明这种差异有可能是导致溶液浊度的原

建立丁基胶塞表面二甲基硅油残留因之一。因此，

量的测定方法是非常必要的，对胶塞的质量监管将

起到较大的作用。

参考文献

1

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33.1

讨论

本文利用二甲基硅油的Si－CH3对称变形振

－1

动在1260cm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。

—522—

2

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《药物分析杂志》2011年编委会工作会议计划

一、预备会及编委会安排

2011年1月25在北京开预备会，初步拟定形式和内容；2011年下半年召开正式编委会，讨论相关内容并形成决议。

二、编委会工作会议议程（初步意见）1．讨论编委会章程，编辑部起草章程

联系人：粟晓黎，联系电话：010－67095698；E－mail：xiaolisu@yahoo．com．cn2．讨论工作标准，编辑部起草工作标准联系人：陈立亚，联系电话：010－67095868；E－mail：yfchenly@yahoo．com．cn3．讨论新增栏目（药物安全，涉药器械、食品、化妆品）

联系人：粟晓黎，联系电话：010－67095698；E－mail：xiaolisu@yahoo．com．cn4．讨论编委换届，编辑部根据近年工作情况提出方案

联系人：刘小帅，联系电话：010－67095201；E－mail：suxiaoli@nicpbp．org．cn5．听取编委意见，关于稿件分配、审稿时间、审稿费、刊出内容反馈、期刊管理、稿件质量等建议联系人：于宝珠，联系电话：010－67095775；E－mail：ybz@nicpbp．org．cn6．汇报编委会工作、编辑部准备总结联系人：陈唯真，联系电话：010－67095698；E－mail：chenwz23@yahoo．com．cn7．讨论五年规划，编辑部根据近年期刊发展情况起草规划

联系人：粟晓黎，联系电话：010－67095698；E－mail：xiaolisu@yahoo．com．cn

编辑部电话（传真）：010－67058427；010－67012819邮箱：ywfx@nicpbp．org．cn诚请各位编委专家对以上各项计划内容提出您的宝贵建议，并请向联系人提交书面意见。感谢您的支持！

《药物分析杂志》编辑部

2011年1月25日