頂空-氣相色譜法檢測鹵化丁基膠塞中的揮發性化合物

班 璐,于 蘭,馬玉玲,白青青,張 晴,王婭莉

(微生物藥物國家工程研究中心 河北省工業微生物代謝技術創新中心 石家莊市微生物藥物技術創新中心 華北制藥集團新藥研究開發有限責任公司,河北 石家莊 052165)

鹵化丁基膠塞具有吸濕率低、化學性好、氣密性好和無生理毒副作用等顯著特點,已成為重要的藥品包裝密封材料[1-2]。然而在膠塞的制造過程中必須加入多種化學助劑,因此會在膠塞本體內殘存一些未被化學鍵合的反應剩余物,這些物質在藥品的貯存過程中,不可避免地會遷移到膠塞表面,尤其是其中的可揮發性成分會遷移到藥品中,極大可能被藥品吸附,從而降低藥效或產生毒副作用[3-4]。因此,包裝材料是否合適是評價藥品質量的重要指標[5-8],藥品包裝材料與藥品相容性試驗是評價包裝材料最直觀有效的方法。

小分子烷烴類化合物在可揮發性化合物中占比較高,成分較多,且容易發生遷移被藥品吸附[9]。鑒于此,作者采用頂空-氣相色譜法檢測注射用阿尼芬凈的鹵化丁基膠塞中5種小分子烷烴類化合物(2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷),測定其在加速0月、3月、6月藥品中的遷移量,為藥品包裝材料的相容性研究提供理論依據。

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

注射用阿尼芬凈(規格100 mg/瓶,批號YF01010021),華北制藥股份有限公司。

2-甲基戊烷(批號S4R2B-BC,98.0%),東京化成工業株式會社;3-甲基戊烷(批號G1501073,99.0%),阿拉丁試劑有限公司;正己烷(批號20141022,99.5%),天津科密歐化學試劑有限公司;甲基環戊烷(批號K5212,99.0%),山東西亞化學工業有限公司;環己烷(批號Q5MHO-AM,99.5%),梯希愛上海化成工業發展有限公司;二甲基亞砜(批號10969300833),默克。

7890A型氣相色譜儀,美國安捷倫公司。

1.2 色譜條件

頂空條件:恒溫爐80 ℃,樣品流路90 ℃,傳輸線110 ℃,樣品平衡時間40 min,GC循環時間50 min。

DB-624色譜柱(60 m×250 μm,1.40 μm)。柱溫:起始溫度60 ℃保持3 min;以5 ℃·min-1升溫到80 ℃保持10 min,以15 ℃·min-1升溫到240 ℃保持10 min。分流進樣口溫度110 ℃,分流比20∶1。FID檢測器,溫度250 ℃。

1.3 混合對照品溶液的制備

精密稱取2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷各100 mg,置于25 mL容量瓶中,用二甲基亞砜溶解并稀釋至刻度,搖勻,作為混合對照品儲備液A;精密量取混合對照品儲備液A 2.5 mL置于25 mL容量瓶中,用二甲基亞砜稀釋至刻度,搖勻,作為混合對照品儲備液B;精密量取混合對照品儲備液B 1.25 mL置于10 mL容量瓶中,用二甲基亞砜稀釋至刻度,搖勻,得50 μg·mL-1混合對照品儲備液C;取混合對照品儲備液C 0.1 mL,加入0.9 mL二甲基亞砜、1.0 mL水,置于頂空瓶中,混勻,作為混合對照品溶液。

精密量取混合對照品儲備液C 2.5 mL置于5 mL容量瓶中,用二甲基亞砜稀釋至刻度,搖勻,作為混合對照品儲備液D;精密量取混合對照品儲備液B 2.5 mL置于10 mL容量瓶中,用二甲基亞砜稀釋至刻度,搖勻,作為混合對照品儲備液E;精密量取混合對照品儲備液C和混合對照品儲備液E各2.5 mL,混勻,作為混合對照品儲備液F。

1.4 線性溶液的制備

精密量取適量混合對照品儲備液B,用二甲基亞砜逐級稀釋成200 μg·mL-1、100 μg·mL-1、50 μg·mL-1、20 μg·mL-1、10 μg·mL-1、4 μg·mL-1、2 μg·mL-1的溶液,分別量取混合對照品儲備液B及其稀釋后各濃度溶液0.1 mL,加入二甲基亞砜0.9 mL、水1.0 mL,混勻,即得進樣濃度(μg·mL-1)分別為20、10、5、2.5、1.0、0.5、0.2、0.1的線性溶液,按色譜條件進樣分析。

1.5 供試品溶液的制備

供試品溶液的制備:取一瓶注射用阿尼芬凈制劑,用30 mL超純水溶解,精密量取1.0 mL,加入1.0 mL二甲基亞砜后置于頂空瓶中,混勻。

50%濃度水平加標供試品溶液的制備:取一瓶注射用阿尼芬凈制劑,用30 mL超純水溶解,精密量取1.0 mL,加入0.1 mL混合對照品儲備液D、0.9 mL二甲基亞砜后置于頂空瓶中,混勻。

100%濃度水平加標供試品溶液的制備:取一瓶注射用阿尼芬凈制劑,用30 mL超純水溶解,精密量取1.0 mL,加入0.1 mL混合對照品儲備液C、0.9 mL二甲基亞砜后置于頂空瓶中,混勻。

150%濃度水平加標供試品溶液的制備:取一瓶注射用阿尼芬凈制劑,用30 mL超純水溶解,精密量取1.0 mL,加入0.1 mL混合對照品儲備液F、0.9 mL二甲基亞砜后置于頂空瓶中,混勻。

2 結果與討論

2.1 色譜條件的優化

2.1.1 升溫程序的確定

按1.3方法制備混合對照品溶液,分別在以下4種升溫程序下進樣分析,通過比較各成分分離度(表1),確定最優的升溫程序。

表1 不同升溫程序下各成分的分離度

升溫程序一:起始溫度60 ℃保持3 min,以5 ℃·min-1升溫到80 ℃保持10 min,以15 ℃·min-1升溫到240 ℃保持10 min,運行時間37 min。

升溫程序二:起始溫度60 ℃保持3 min,以20 ℃·min-1升溫到240 ℃保持15 min,運行時間27 min。

升溫程序三:起始溫度60 ℃保持5 min,以5 ℃·min-1升溫到80 ℃保持10 min,以15 ℃·min-1升溫到240 ℃保持10 min,運行時間40 min。

升溫程序四:起始溫度40 ℃保持3 min,以5 ℃·min-1升溫到80 ℃保持10 min,以15 ℃·min-1升溫到240 ℃保持10 min,運行時間42 min。

由表1可知,按升溫程序一、三、四進樣分析,各成分分離度均優于升溫程序二。考慮到升溫程序三、四的運行時間較長,選擇升溫程序一進行檢測。

采用DB-624色譜柱,按升溫程序一進樣分析,混合對照品溶液的頂空-氣相色譜如圖1所示。

1～5:2-甲基戊烷(8.350 min)、3-甲基戊烷(8.788 min)、

由圖1可知,采用DB-624色譜柱,按升溫程序一進樣分析,混合對照品溶液各成分分離度均大于1.5,滿足分離需求。

2.1.2 頂空瓶平衡溫度和平衡時間的確定

設置平衡時間為30 min,在平衡溫度分別為70 ℃、75 ℃、80 ℃、85 ℃、90 ℃時,混合對照品溶液各成分頂空-氣相色譜峰的峰面積隨著平衡溫度的升高逐漸增大,80 ℃后峰面積整體變化緩慢(圖2)。因此,確定平衡溫度為80 ℃。

1～5:2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷

設置平衡溫度為80 ℃,在平衡時間分別為20 min、30 min、40 min、50 min、60 min時,混合對照品溶液各成分頂空-氣相色譜峰的峰面積隨著平衡時間的延長先減小后增大再趨于穩定,40 min后峰面積變化不明顯(圖3)。為節省時間,確定平衡時間為40 min。

1～5:2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷

2.2 標準曲線與線性范圍

取各濃度線性溶液,以峰面積(A)為縱坐標、濃度(c)為橫坐標繪制各對照品溶液的標準曲線,結果如圖4所示。

圖4 各對照品溶液的標準曲線

依據標準曲線計算各對照品溶液的線性回歸方程及相關系數。得到2-甲基戊烷:A=361180.8380c-50944.1155,R2=0.9985;3-甲基戊烷:A=357876.2729c-50420.6082,R2=0.9985;正己烷:A=362486.6981c-49285.6570,R2=0.9984;甲基環戊烷:A=368637.7664c-37344.3748,R2=0.9986;環己烷:A=444778.9533c-44637.6230,R2=0.9986。表明,2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷濃度在0.1～20 μg·mL-1范圍內與峰面積線性關系良好。

2.3 定量限與檢出限

稱取2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷各100 mg,分別置于25 mL容量瓶中;再分別吸取各對照品溶液于容量瓶中,用二甲基亞砜逐級稀釋,得到梯度濃度的混合對照品稀釋液。精密量取各對照品稀釋液0.1 mL,加入1.0 mL水、0.9 mL二甲基亞砜,置于頂空瓶中,注入氣相色譜儀,調節儀器靈敏度,信噪比10∶1時為定量限,信噪比3∶1時為檢出限。各對照品的定量限與檢出限見表2。

表2 各對照品的定量限與檢出限

2.4 加標回收率

按1.5方法制備注射用阿尼芬凈50%、100%、150%濃度水平加標供試品溶液,進樣測定,計算加標回收率,結果見表3。

表3 供試品加標回收率(n=3)/%

由表3可知,注射用阿尼芬凈50%、100%、150%濃度水平加標供試品溶液中的5種揮發性化合物的加標回收率均在81.1%～101.7%之間,RSD值均小于10%,說明該方法準確、可靠。

2.5 樣品檢測

在優化的色譜條件(DB-624色譜柱;起始溫度60 ℃保持3 min,以5 ℃·min-1升溫到80 ℃保持10 min,以15 ℃·min-1升溫到240 ℃保持10 min;分流比20∶1;頂空瓶80 ℃平衡40 min)下,測定鍍膜鹵化丁基膠塞中的5種揮發性化合物(圖5a)。另取加速條件[溫度(25±2) ℃,濕度60%±10%]下0月、3月、6月注射用阿尼芬凈,測定鍍膜鹵化丁基膠塞中的5種揮發性化合物遷移進入藥液中的含量(圖5b為0月注射用阿尼芬凈)。結果表明,在3批注射用阿尼芬凈中均未檢出2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷等5種揮發性化合物,表明鍍膜鹵化丁基膠塞與注射用阿尼芬凈的相容性良好。

圖5 膠塞中5種揮發性化合物(a)及其遷移至藥液中的頂空-氣相色譜(b)

2.6 安全性評估

根據ICH Q3C殘留溶劑的指導原則,正己烷、環己烷的口服每日允許最大暴露量(PDE)分別為2.9 mg·d-1、38.8 mg·d-1,靜脈PDE按口服PDE的10%進行計算,正己烷、環己烷的靜脈PDE分別為0.29 mg·d-1、3.88 mg·d-1。

搜索“化學藥品數據庫”:2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、甲基環戊烷組實驗中出現的顯著性差異,均沒有正己烷組明顯,即正己烷的毒性強于2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、甲基環戊烷。因此,按照從嚴控制的原則,將正己烷在注射液中PDE作為2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、甲基環戊烷的PDE。

注射用阿尼芬凈每日最大用量為2瓶,即200 mg或60 mL,經計算藥液中2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷日最大攝入量均為3.6～4.8 μg·d-1。表明,2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷等5種揮發性化合物日攝入量均遠低于PDE,鹵化丁基膠塞中揮發性化合物的遷移不會給藥品帶來風險。

3 結論

采用頂空-氣相色譜法同時測定鹵化丁基膠塞中2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基環戊烷、環己烷等5種揮發性化合物,在加速0月、3月、6月的注射用阿尼芬凈藥液中,均未檢出5種揮發性化合物,表明鹵化丁基膠塞與注射用阿尼芬凈的相容性良好。頂空-氣相色譜法具有專屬性強、重現性好、準確度高等特點,可用于包裝材料與藥品相容性試驗中的可揮發性化合物的檢測,以更好地控制藥品質量。