聚丙烯粒料中鎂與鋁元素含量測定

呂楊格格 劉元

摘 要 目的：建立電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）進行聚丙烯粒料中鎂、鋁元素含量測定的方法。方法：將聚丙烯粒料置于高壓消解罐中，加入硝酸進行消解后，采用ICP-OES法測定。結果：鎂、鋁元素在0.025～1.0 mg/ml范圍內線性良好，低、中、高濃度回收率分別為鎂92.0%、95.7%、99.2%，鋁86.3%、93.2%、99.6%，重復性良好，RSD均小于5%。三批聚丙烯粒料中鎂元素含量小于0.001%，鋁元素含量小于0.015%。結論：本方法適用于同時測定鎂、鋁元素在聚丙烯粒料中的含量。

關鍵詞 聚丙烯 藥包材 相容性 電感耦合等離子體發射光譜法

中圖分類號：TQ317.2； O657.39 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1533（2020）19-0076-03

Determination of Mg and Al in polypropylene pellets

LYU Yanggege*， LIU Yuan

（Shanghai Food and Drug Packaging Material Control Center， Shanghai 201203， China）

ABSTRACT Objective： To establish an ICP-OES method for the determination of Mg and Al in polypropylene pellets. Methods： The polypropylene pellets were put into a high-pressure digestion tank， in which nitric acid was added to digest the pellets. Results： The calibration curves of Mg and Al were liner under the range of 0.025-1.0 mg/ml， and the recoveries at low， medium and high concentrations were 92.0%， 95.7% and 99.2% for Mg， and 86.3%， 93.2% and 99.6% for Al， respectively with good repeatability and the RSD less than 5%. The contents in three batches of polypropylene pellets were less than 0.001% for Mg and less than 0.015% for Al. Conclusion： This method is suitable for the simultaneous determination of the contents of Mg and Al in polypropylene pellets.

KEY WORDS polypropylene； pharmaceutical packaging； compatibility； ICP-OES

聚丙烯由于具有良好的耐熱性和水蒸氣阻隔性，理化穩定性高并易于加工，常用于可濕熱滅菌的藥品包裝材料[1]。聚丙烯在生產過程中常加入添加劑來改善材料性質。水滑石或氧化鎂作為生產過程中常用的添加劑是粒料中鎂、鋁元素的主要來源[2]。在制成藥品包裝材料后，可能造成鎂、鋁原子遷移進入藥液中。藥品包裝材料與藥物的相容性是藥品質量的重要評價維度，包裝材料中的金屬離子遷移進入藥液中可能會對藥物的降解起到催化作用，改變藥物性狀，影響藥物的穩定性[3]。堿性金屬離子可能改變藥液的pH，而使制劑產生刺激性。因此需考察包裝材料可能引入藥品的金屬元素，從該角度對藥物的安全性風險進行評估[4]。綜上，對于聚丙烯粒料在加工過程中引入的鎂、鋁元素，控制其含量對藥物安全具有顯著意義。本研究建立電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）測定聚丙烯粒料中鎂、鋁元素的方法，ICP-OES基體干擾小、靈敏度高，線性范圍廣[5]。該方法操作簡便，分析速度快，可滿足分析測試要求。

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

Vista-MPX等離子體發射光譜儀（美國安捷倫公司）；CP224S電子天平（德國賽多利斯公司）；FD240恒溫干燥箱（德國Binder公司）；氬氣（純度99.999%，上海振信氣體供應有限公司），硝酸65%（德國Merck公司）；鎂（0.100 g/L）和鋁（0.100 g/L）對照品（國家金屬及電子材料分析測試中心）；醫用聚丙烯專用料3批（批號為20151229，20151230，20151231）。

1.2 測定方法

1.2.1 儀器工作參數

功率：1.2 kW，等離子氣流量：15.0 L/min，輔助氣流量：2.25 L/min，霧化器流量：0.8 L/min，鎂和鋁的分析譜線分別為279.553 nm和396.152 nm。

1.2.2 溶液配制

1）對照溶液 取鎂、鋁對照品各5.00 ml至100 ml容量瓶中，用1%硝酸稀釋至刻度，得到5.00 mg/ml的標準鎂鋁混合標準溶液，取1.00 ml標準鎂鋁混合標準溶液（5.00 mg/ml）至100 ml容量瓶中，再分別取0.25、0.50、2.00、5.00、10.00 ml標準鎂鋁混合標準溶液（5.00 mg/ml）至50 ml容量瓶中用1%硝酸稀釋至刻度，得到質量濃度為0、0.025、0.05、0.2、0.5、1.0 mg/ml的標準鎂、鋁混合溶液。

2）檢測限與定量限工作溶液 取硝酸1.0 ml至100 ml量瓶中，用純化水稀釋至刻度，混勻，即得檢測限與定量限用溶液。

3）回收率工作溶液 分別取適量鎂、鋁標液和硝酸8 ml于壓力消解罐中，蓋緊消解罐上蓋，置于恒溫干燥箱中加熱，180 ℃保持4 h，冷卻后轉移定容混勻，配制為鎂、鋁元素含量為0.1、0.2和0.4 mg/ml的溶液。同法作空白，即得回收率工作溶液。

4）樣品供試液 取聚丙烯粒料0.2 g于壓力消解罐中，加入8.0 ml硝酸，蓋緊消解罐上蓋，置于恒溫干燥箱中加熱，180 ℃保持4 h，冷卻后轉移定容至50 ml量瓶中，用純化水稀釋至刻度，混勻，平行兩份；同法作空白。

2 結果

2.1 分析譜線的選擇

共存元素激發產生譜線將引起光譜干擾。因此在選擇分析譜線時，通常選擇背景低，背信比高，靈敏度高，基體對待測元素干擾小，且無自吸現象的譜線。根據儀器推薦譜線，選擇較為靈敏的譜線。并選擇0.2 mg/ml鎂、鋁混合標準溶液考察譜線附近的干擾和背景影響情況，選擇適宜分析的譜線。本研究選擇鎂的分析譜線為279.553 nm，鋁的分析譜線為396.152 nm。

2.2 線性

取標準鎂、鋁混合對照溶液按“1.2.1”項下進行測定。以信號響應（Int）為橫坐標、質量濃度為縱坐標進行線性回歸。結果表明，鎂、鋁元素在該范圍內線性良好（表1）。

2.3 檢測限與定量限

檢測限與定量限工作溶液按“1.2.1”項下進行測試，平行測定10次。以其3倍標準偏差計算檢測限，以10倍標準偏差計算定量限。鎂元素檢測限為0.1 ng/ml，定量限為0.3 ng/ml；鋁元素檢測限為0.004 mg/ml，定量限為0.014 mg/ml。

2.4 回收率

取回收率工作溶液按“1.2.1”項下引入ICP測定。結果表明，回收率滿足分析要求（表2）。

2.5 重復性

平行測定6份。鎂元素RSD為2.5%，鋁元素RSD為3.5%，重復性良好，滿足分析測試要求。

2.6 聚丙烯粒料中鎂、鋁元素含量測定

結果表明，三批聚丙烯粒料鎂元素含量百分比為0.001%，鋁元素含量百分比為0.015%（表3）。

3 討論

本研究建立了一種聚丙烯粒料中鎂、鋁元素含量測定的方法。測定材料中的元素含量時，前處理均需對材料進行消解，目前常用的消解方法包括干法消解、熱壓消解及微波消解等。干法消解過程中樣品前處理步驟較多，揮發元素易損失，對部分元素測定產生影響；鋁作為自然界中普遍存在的元素，非常容易引入污染，對測定結果造成干擾，干法消解全過程樣品均與外界進行接觸，更易造成污染[6]。本文采用熱壓消解法，操作步驟較少，消解完成前系統密閉，可有效避免污染及實驗誤差。現有消解方法為避免消解不完全，常使用多種酸混合體系，本方法中使用單一酸即可完全消解材料，操作便捷，安全度高。隨著實驗儀器設備及檢測技術的不斷更新，現微波消解也可完成材料的消解過程，且微波消解效率較熱壓消解更高，后續研究中可考慮開發適宜的微波消解方法來替代現有的熱壓消解法[7]。

在儀器選擇方面，鎂、鋁元素含量測定可選擇石墨爐原子吸收光譜儀、ICP-MS、ICP-OES進行測定[8-10]。在只測定材料中鎂、鋁含量時，本研究選擇儀器為ICPOES。相較于石墨爐原子吸收光譜儀與ICP-MS，ICPOES在滿足檢測靈敏度要求的基礎上，操作更為簡便，進樣速度更快，有助于提高分析效率。石墨爐原子吸收光譜儀及ICP-MS由于檢測靈敏度高，在檢測過程中常用于痕量分析檢測，材料的消解供試液中各組分含量往往相對較高，引入儀器系統中可能對系統造成污染，不利于其他樣品的檢測。在后續的相容性研究環節中，即提取與遷移試驗中，因待測元素含量更低，可考慮開發新的分析方法。

綜上，本文所采用的方法前處理消解過程操作簡便，消解完全，元素可以完全釋放。測定方法高效快速，方法學研究結果表明滿足檢測要求，為材料安全性提供了數據參考。

參考文獻

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