直接接触药品包装材料和容器中的重金属检测方法概述

百检网 2022-10-18

直接接触药品的包装材料和容器的质量优劣直接影响着人体用药安全。由于药用包装材料和容器在生产过程中有时需要加入一些辅料,可能会引入有毒有害金属元素,从而污染药品,使用后对人体造成危害,因此加强重金属检测十分必要,这对保障人们健康和促进国际贸易具有重要意义。笔者介绍了国内目前直接接触药品包装材料和容器中重金属的多种检测方法及其使用特点,提出了未来重金属检测技术的发展方向。

1直接接触药品包装材料和容器的分类及重金属来源

1.1玻璃类药品包装材料

常用的直接接触药品包装材料和容器按成分可分为5类:玻璃、塑料、橡胶、金属及上述组分的组合材料。玻璃是药物制剂的*佳容器,具有优越的保护性能和良好的化学稳定性。药用玻璃原料的主要成分有酸性氧化物(如SiO2,Al2O3,B2O3)、碱性氧化物(如Na2O,K2O)和碱土金属(如CaO,MgO,BaO,PbO,ZnO)等。在玻璃熔融过程中常需加入三氧化二砷(As2O3)、三氧化二锑(Sb2O3)、硝酸盐等物质作为澄清剂,以除去玻璃熔体中的汽包。As2O3和Sb2O3属于剧毒和有毒物质,有些玻璃容器在印镀时可能带入铅与镉,因此有必要对这4种物质进行控制。

1.2塑料类药品包装材料

塑料是常用的药品包装材料,具有质轻、耐碰撞、不易破碎等优点。按材质可分为高、低密度聚乙烯(HDPE、LDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在药用塑料的生产过程中常需加入一些辅料如稳定剂、增塑剂、抗氧剂、润滑剂等,这些物质可能会迁移到药品中,而药品中的物质也可能被塑料吸附,从而影响药品的稳定性、有效性和安全性。

1.3橡胶类药品包装材料

瓶包装容器大多采用橡胶片或圈作为塞子或盖帽的内衬垫片,其弹性好,耐高温灭菌。在使用过程中针头穿刺胶塞时会产生落屑或异物,其浸出物或其它不溶性成分(氧化锌、硬脂酸等)有可能渗入药液中,直接威胁使用者的生命安全。为了检查生产过程中是否有重金属的污染,并将垫片中含有的特殊离子控制在安全的剂量范围内,标准YBB00232004[1],YBB00042005[2]和YBB00052005[3]中规定了溶出物试验中重金属、铵离子、锌离子的检查项。

1.4金属类药品包装材料

某些金属也常用来作为药品的包装容器,具有优良的机械性能、阻隔性能、印刷装潢美观等。铝箔和铝制金属软管是*为常见的药用包装材料和容器。为了控制药用铝箔在生产中受生产管道等设备中的金属元素污染,标准YBB00152002[4]中规定了溶出物试验中重金属检查项。

1.5组合类药品包装材料

药品包装用铝塑封口垫片是由铝塑复合膜与纸板通过黏合剂制成的封口垫片类产品,通过将其热合在药品包装容器的瓶口上形成具有良好阻隔性能的复合膜,起到密封的作用而保护药物。一般用于铝塑复合膜的材质有PET/Al/PE,PET/Al/PP,PET/Al/PET等。用于封口垫片的纸板一般不直接接触药品,为加强开封使用后对纸板的控制,故对其砷含量、铅含量应进行控制。

2 直接接触药品包装材料和容器中重金属检测方法

目前在药品包装材料和容器中的重金属的测定方法主要有比色法、紫外–可见分光光度法(UV–VIS)、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)以及电感耦合等离子体光谱仪法(ICP)等。

2.1比色法

比色法是以生成有色化合物的显色反应为基础,通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。该法是现行标准中规定的塑类料、橡胶类及金属类药品包装材料中重金属的检查方法,主要为硫代乙酰胺法,该法仪器简单,操作方便,但准确度和选择性相对较差,易受多种金属的干扰。康衍秋等[5]改进了药品包装用铝箔重金属的检验方法。采用25mL的标准纳氏比色管,便于控制实验液用量,减少误差;以硫代乙酰胺作为显色剂,在pH为3.5的条件下,便于目测比较,并有效解决了有色供试液的颜色干扰问题。

2.2紫外可见分光光度法(UV–VIS)

紫外可见分光光度法是利用物质分子对紫外–可见光区的特定波长或一定波长范围内光的选择性吸收而对该物质进行定性和定量的分析方法。该法具有操作简便、快速,重现性好,分析成本低,应用广泛等特点。YBB00372004[6]规定了各类药用玻璃容器及管材中的砷、锑浸出量的测定方法,砷浸出量测定法采用二乙基二硫代氨基甲酸银法,即供试液中高价砷用碘化钾、氯化亚锡还原为三价砷,然后与锌粒和酸反应产生新生态氢,生成砷化氢,经银盐溶液吸收后,形成红色胶太物,在510nm波长处测定吸光度,与标准曲线比较,测得其含量。锑浸出量测定法采用孔雀绿分光光度法即利用孔雀绿与五价锑离子形成绿色络合物,经甲苯萃取,提取有机相,在634nm波长处测定吸光度,与标准曲线比较,测定其含量。

2.3原子吸收分光光度法(AAS)

原子吸收分光光度法是基于从光源辐射出待测元素的特征谱线,通过试样蒸汽时,被待测元素的基态原子所吸收,由特征谱线光强度减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。原子吸收光谱法具有选择性好、灵敏度高、测定范围广、准确度高等特点,特别适用于微量分析和痕量分析,是目前直接接触药品的包装材料和容器中重金属元素检测*常用的一种方法。标YBB00012002[7],YBB00022002[8],YBB00102005[9]和YBB00112005[10]中规定了金属元素检查项、溶出物试验中金属离子及重金属的检查项,采用火焰原子化法或石墨炉原子化法测定铜、镉、铬、铅、锡、钡和铝元素。

YBB00372004[6]规定了各类药用玻璃容器及管材中的铅、镉浸出量的测定方法,采用原子吸收分光光度法测定。王丽等[11]采用正交试验探讨了AA–6800火焰原子吸收分光光度计测定药用玻璃瓶中铅浸出量的工作条件,测定结果相对标准偏差为2.1%~3.0%,检出限为0.04mg/L,加标回收率为93%~102%。该法精确度高,能满足药用玻璃瓶中铅浸出量的分析要求。张芳芳等[12]利用石墨炉原子吸收光谱法测定模拟不同*性(10%乙醇、正庚烷、异辛烷)的浸提条件下药品包装材料中锡的迁移量。以硝酸钙为基体改进剂,3%硝酸为辅助剂。实验结果表明锡在5~25ng/mL低浓度条件下,线性良好(r=0.9995)。10%乙醇、正庚烷、异辛烷3种浸提溶剂的回收率分别为95.6%,96.2%,98.4%,检出限分别为0.4,0.3,0.7ng/mL。该法检出限低,可作为测定药品包装材料中锡的迁移量或测定锡的含量的方法。张广湘等[13]建立了石墨炉原子吸收法测定聚丙烯滴眼剂瓶中铝元素迁移量的测定方法,用以考察聚丙烯滴眼剂瓶的安全性能。采用样品液直接用石墨炉原子吸收法测定,标准曲线有较好的线性(r=0.9964),加标回收率在93%~105%范围内。该法重复性好,简便快速,可操作性强,可作为评价聚丙烯滴眼剂瓶安全性的一种检测方法。现行国家标准对锑浸出量的测定采用孔雀绿分光光度法,操作繁琐,且需用毒性较大的甲苯来萃取,既不利于实验

人员的健康,又对环境造成污染。王丽等[14]采用石墨炉原子吸收光谱法直接测定药用玻璃瓶中锑浸出量,实验结果表明在1.0~10.0μg/L浓度范围内标准曲线呈良好线性关系(r=0.9997),该法操作安全、简便,结果准确。
现行国家标准对砷浸出量的测定采用二乙基二硫代

氨基甲酸银法,此法操作繁琐,灵敏度较低。耿媛媛等[15]

通过实验,以氯化钯和硝酸镍作混合基体改进剂,采用石墨炉原子吸收分光光度法直接测定注射剂瓶(低硼硅玻璃管制)浸提液中的砷,砷的检出限为4.46μg/L,回收率为95.3%~106.7%。该方法操作简便,灵敏度高,具有一定的实用价值。

2.4原子荧光光谱法(AFS)

原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激发下所产生的荧光发射强度来测定待测元素含量的一种仪器分析方法。原子荧光光谱具有发射谱线简单,灵敏度高于原子吸收光谱法、线性范围较宽、干扰少的特点,但适用于分析汞、砷、锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉和锌元素。范能全等[16]探讨了利用原子荧光法测定药用玻璃瓶中砷的含量,建立了药用包装材料中砷含量的新型检测方法。方法线性范围为0~20μg/L(r=0.992)。该法简便快速,灵敏度、准确度高,优于传统的化学检测方法,适用于药品包装材料中砷含量的测定。陈超等[17]采用氢化物发生–原子荧光光谱法同时测定药用玻璃容器中砷、锑的溶出量。实验结果表明,砷在0~10.0μg/L浓度范围内呈良好线性(r=0.9999),检出限为0.0090μg/L,平均回收率为95.08%;锑在0~10.0μg/L浓度范围内呈良好线性(r=0.9996),检出限为0.0235μg/L,平均回收率为92.89%。该法简便快捷,灵敏度高,专属性强,准确可靠,可作为药用玻璃容器的质量控制方法。

2.5电感耦合等离子体发射光法(ICP)

电感耦合等离子体发射光谱法是以电感耦合等离子炬为激发光源的一类光谱分析方法,它是一种由原子发射光谱法衍生出来的新型分析技术。电感耦合等离子体是由高频电流经感应线圈产生高频电磁场,使工作气体形成等离子体,并呈现火焰状放电(等离子体焰炬),经射频发生器所产生的交变电磁场使其电离、加速并与其它氩原子碰撞。这种链锁反应使更多的氩原子电离,形成原子、离子、电子的粒子混合气体,即等离子体。电感耦合等离子体发射光法具有精密度、灵敏度高,基体干扰小,线性范围广等特点,且因具有多元素同时检测的能力而得以广泛应用。蔡荣等[18]将样品微波消解后,用等离子体发射光谱法测定聚丙烯输液瓶中铝元素。该方法线性范围良好(r=0.9999),铝元素回收率为91%~107%,是测定聚丙烯输液瓶中铝元素的有效方法。王峰等[19]采用ICP法对聚丙烯输液瓶中药液水滑石中的铝、镁在药液中的迁移量进行研究。研究结果表明39个企业的59批药品溶液中镁、铝两种离子在其中的迁移量多数小于0.05mg/L,所检测的聚丙烯输液瓶中添加剂的迁移不影响药品使用的安全。周红娇建立了测定药品包装材料中玻璃输液瓶砷浸出量和锑浸出量的电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP–AES)法[20–21]。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法直接测定样品溶液,实验结果表明砷浸出量的标准曲线线性良好(r=0.99991),方法检出限为0.0327mg/L,测定结果的相对标准偏差为4.71%,回收率为97.02%。锑浸出量的标准曲线线性良好(r=0.99992),方法检出限为0.0635mg/L,测定结果的相对标准偏差为3.40%,回收率为97.12%。所建立的方法,避免了现行标准操作烦琐和灵敏度低等问题,可作为实际检验工作中的一种参考测定方法。

3结语

综述了目前国内检测直接接触药品的包装材料和容器中重金属的方法,包括比色法、紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法以及电感耦合等离子体光谱法。这些方法的应用比较成熟,在重金属的检测和筛查方面发挥了很大作用,但这些方法所需仪器价格昂贵,分析成本高,样品前处理和检测过程复杂,难以实现现场监测。随着各种新型分析仪器的开发和应用,迫切的需要能够实现现场检测重金属的方法,未来重金属检测技术的发展应向所需设备简单易携带、灵敏度高且稳定性强、检测结果重现性好、分析成本低的方向发展。

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