2. 南京军区南昌药品器材供应站, 南昌 330029
2. Nanchang Pharmaceutical Equipment Supply Station of Nanjing Military Region, Nanchang 330029, China
药品包装最重要的“使命”是确保药品在储存和使用期内不发生变质和失效,即确保药品的安全性。药包材是指直接接触药品的包装材料和容器,是药品不可分割的一部分。它的质量好坏,直接影响着药品质量,关系到公众用药安全。双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜是一种口服制剂常用的药品包装材料,系双向拉伸聚丙烯(BOPP)与真空镀铝流延聚丙烯(VMCPP)通过黏合剂复合而成的膜,它的质量同样也直接影响着口服药品的质量安全。
近红外(near-infrared,NIR)分析技术是一种快速、无损、环保的分析方法。NIR与化学计量学的完美结合,使其逐渐被药物分析领域所采用[1-3],在筛查假劣药品方面发挥了独到的优势,NIR技术被认为是筛查假劣药品强有力的工具之一[4]。从文献报道来看,应用NIR技术可以分析的药品涉及化学药[5]、抗生素[6]及大量的中成药[7]、中药材和饮片[8]等;然而,鲜有NIR技术应用于药包材的文献报道。本文特将NIR技术应用于药包材双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜的研究。
本文利用近红外光谱快速鉴别技术,建立了该品种的近红外光谱相关系数快速鉴别模型,可以快速、准确地对该品种进行筛查,能较好地把双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜与其他不同材质的复合膜样品区分开来,利用药品快检车即可现场实现对上述材质药包材的快速筛查,为监管部门对药包材质量的日常监督提供有力的技术支撑;同时,也为药品检验机构及生产企业建立其他药包材品种的近红外光谱快速鉴别模型提供方法借鉴。
1 仪器MPA近红外光谱仪(德国BRUKER光谱仪器公司)、配有光纤探头和积分球测样附件、OPUS 5.0光谱分析软件。
2 样品建模样品:双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜21批(编号分别为1101、1102、1104-1122,其中1116号被检验确证为其他材质),均为本单位2015年度国家抽验品种,来源于全国18家生产企业。验证样品:双向拉伸聚丙烯/聚酯/聚乙烯复合膜3批(编号分别为0215、0216、0217)、聚酯/镀铝/聚乙烯复合膜1批(编号为1158)、聚酯/镀铝聚酯/聚乙烯复合膜1批(编号为1163),均为本单位2015年监督抽验样品。详细信息见表 1。
光谱采集条件:以仪器内置背景为参比,波数范围12000~4000 cm-1,分辨率8 cm-1,扫描次数32次,每个样品重复测定3次。采用光纤探头、积分球测定方式,对上述双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜分别采集样品的NIR漫反射原始光谱图并进行比对,具体见图 1、图 2。结果显示,以光纤测样方式得到的光谱吸收信号微弱,背景噪音干扰较大,特征吸收峰不明显;故而采用积分球测定方式采集上述26批样品的原始光谱。各材质光谱分别见图 3~10。
选取上述26批不同材质样品的正面和反面原始光谱分别建立聚类分析模型,经过采用不同预处理参数反复验证,最终分别确定了正、反模型的聚类分析参数。结果显示,双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜与其他材质能较好分离。模型参数、验证结果分别见表 2、图 11。
选取10批双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜(编号分别为1101、1102、1104、1105、1109、1110、1112、1113、1114、1117)的正面原始光谱作为参考光谱,把剩余的16批同材质和不同材质样品的正面原始光谱及所有26批样品的反面原始光谱都作为测试光谱。采取一阶导数+矢量归一化,25点平滑,谱段范围8000~4000 cm-1,CI值为7作为模型参数。验证结果显示,剩余10批同材质的正面光谱均在范围内,其他4类不同材质(编号分别为1116、1158、1163、0215、0216、0217)的正、反面光谱均不在范围内(因0215、0216、0217三批样品正面具有相同材质,故0215、0216、0217的正面光谱显示与参考光谱材质相同)。然而,上述20批同材质的反面光谱有13批样品不在范围,因此考虑建立了反面模型,以补充正面模型的不足。
3.3.2 反面光谱模型选取8批双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜(编号分别为1101、1105、1107、1110、1111、1113、1115、1120)的反面原始光谱作为参考光谱,把剩余的18批同材质和不同材质样品的反面原始光谱及所有26批样品的正面原始光谱都作为测试光谱,采取二阶导数,9点平滑,谱段范围8000~4000 cm-1,CI值为7作为模型参数。验证结果显示,剩余12批同材质的反面光谱均在范围内,其他4类不同材质(编号分别为1116、1158、1163、0215、0216、0217)的正、反面光谱及上述20批同材质的正面光谱均不在范围内。因此,反面光谱模型能很好地把双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜与其他4类不同材质区分开来。验证结果见图 12。
选取1批双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜(编号为1101)的正、反面原始光谱分别作为参考光谱,其余25批同材质和不同材质样品的正、反面光谱作为测试光谱,正、反模型均采用二阶导数,9点平滑,谱段范围8000 ~ 4000 cm-1,以阈值98%作为模型参数。
3.4.2 模型的验证及结果正面模型验证结果显示,同材质的19批样品正面光谱相关系数均在98%以上,其他4类不同材质的正、反面光谱相关系数均在98%以下(因0215、0216、0217三批样品正面具有相同材质,故其相关系数也在98%以上),这同样说明所建立的正面光谱模型适用性较强、准确度较高。反面模型验证结果显示,同材质的19批样品反面光谱相关系数均在98%以上,其他4类不同材质的正、反面光谱相关系数均在98%以下,同样证明了反面光谱模型具有较好的适用性。正、反模型验证结果见表 3、表 4。
1)固体样品的近红外光谱采集常用两种方法,即积分球法和光纤漫反射法,其中积分球法在样品光谱扫描期间匀速旋转,带动样品充分接受NIR光源的照射,应用多次扫描的平均光谱作为最终输出,从而能获得比光纤探头更高信噪比的光谱[9]。由于药包材的材质较薄,透光率较高,故采用积分球测样来采集样品的原始光谱为好。
2)在样品光谱的采集过程中,聚酯/镀铝聚酯/聚乙烯复合膜、聚酯/镀铝/聚乙烯复合膜的吸收信号较弱,噪音波动较大,可能与样品本身是透明材质、扫描时透光率较高有关。在快速鉴别过程中,通过将正、反两面光谱的相关系数模型综合分析利用,能较好地把双向拉伸聚丙烯/镀铝流延聚丙烯复合膜与其他不同材质的品种区分开来。本方法快速、准确、省时、省力,可用于快速筛查双向拉伸聚丙烯/真空镀铝流延聚丙烯复合膜。
3)在建模谱段的选择过程中,发现8000~12000 cm-1范围内光谱呈现锯齿状,可能与样品的性质有关,产生了衍射现象。
4)近红外光谱法由于具有测量速度快、分析成本低、无污染、操作简单方便等特点[10],在药品检验工作中越来越被重视[11-14]。通过建立不同模型,可及时剔除不合格产品,有效的指导厂家改善工艺,提高产品质量。另外,近红外光谱法也可以在中药制剂生产过程中快速准确的检测某些成分的含量,帮助厂家实现在线质量控制[15]。
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