红外光谱在药品包材检测中的应用

       在药品包装容器和密闭系统中，弹性体胶塞一直是一种重要组件。为有效控制橡胶密封件产品的质  量，加强对配方的监控，设置鉴别试验很有必要。在方法的选择上，选择专属性强，重现性好，操作简便、快速的方法，其中红外光谱既能区分官能团的差异，也能根据指纹区的不同提高鉴别的专属性，是一种常用的鉴别方法。

       红外光谱法作为一种常规鉴别技术手段，不仅可鉴别橡胶材质的类别，还可以表征配方前后的一致性。国家药包材标准( 简称YBB标准) 中涉及9个橡胶类药包材品种，其标准正文中均收载了红外光谱法用于鉴别橡胶材质。在国家药典委员会组织下，新的国家药包材标准体系持续构建，中国药科大学王丹丹课题组对常见橡胶类药包材，包括基材硅橡胶、聚异戊二烯橡胶、对其红外光谱进行采集并解析，讨论影响红外光谱结果的因素。

        实验仪器: 尼高力公司(赛默飞)红外光谱仪，配置Diamond ATR 装置。样品：口服制剂用硅橡胶胶塞(编号A)，预灌封注射器用聚异戊二烯针头护帽(编号B)。 红外光谱测定条件:采集波数范围400-4000 cm-1，分辨率4 cm-1，扫描次数32。

       硅橡胶分子结构为聚硅氧烷，分子主链为Si-O结构，侧链主要为甲基乙烯基、二甲基等有机基团，经硫化处理得到弹性体密封件，其中甲基乙烯基硅橡胶目前使用最多。

图 1 口服制剂用硅橡胶胶塞( A) 红外图谱

         红外图谱见图1。其中，3000 cm-1右侧1个尖锐 吸收峰为CH3中C-H伸缩振动吸收峰;1258 cm-1为CH3变形振动吸收峰;1007 cm-1附近宽、强吸收峰 为Si-O 键伸缩振动吸收峰;787 cm-1处为Si-C 变形振动吸收峰。由于侧链乙烯基团少，所以从红外光谱上不能完全判断侧链基团类型，只能确定含有CH3 基团。

       用于药品包装密封件的合成聚异戊二烯橡胶主要由合成聚异戊二烯生胶加入补强剂、硫化剂和硫化促进剂、活性剂等其他助剂加工制成。合成聚异戊二烯橡胶常用做塑料输液容器组合盖 用垫片、预灌封注射器用针头护帽等。用途不同时，聚异戊二烯橡胶中加工助剂也有较大变化。红外图谱见图2。

图 2 预灌封注射器用聚异戊二烯针头护帽( B) 红外图谱

      其中，3000 cm-1右侧一组3个尖锐中等吸收峰分别为CH3和CH2不对称伸缩振动和对称伸缩振动特征吸收峰; 1660 cm-1附近为C=C 吸收峰，由于硫化处理后聚异戊二烯中双键变为单键，所以该峰非常弱; 1448 cm-1为CH3不对称弯曲振动与CH2剪式弯曲振动重叠吸收峰; 1 375 cm-1峰尖锐，它的出现证明存在CH3; 1077 cm-1和800 cm-1处吸收峰强度大且峰宽，为添加助剂，例如高岭土、滑石粉等中Si-O 键产生的吸收峰。

      合成聚异戊二烯垫片和预灌封注射器用聚异戊二烯针头护帽主成分虽然都是聚异戊二烯生胶，但由于填充剂的种类和含量的不同，预灌封注射器用聚异戊二烯针头护帽在1077 cm-1处有强吸收，合成聚异戊二烯垫片在该范围内吸收峰较弱。红外谱图1000～1300cm-1波长范围内峰形及强度的不同，可辨别聚异戊二烯橡胶配方的不同。

      不同生产企业生产的同类橡胶类产品，或者同一家生产企业生产的不同配方组成的橡胶密封件产品，由于配方组成的不同，样品红外光谱在1000 cm－1附近存在不同程度的差异，因此红外光谱可用于了解橡胶密封件配方中加工助剂的种 类及其变更情况。

     《国家药包材标准》2015年版中卤化丁基 橡胶密封件红外鉴别方法均指定为衰减全反射法 （ATR法）直接测定样品，ATR法法操作简单，无需对橡胶样品进行处理，无需损坏样品，不受样品形状、颜色、厚度限制，只需要少量样品即可得到红外光谱图,所以广泛应用于橡胶类药包材红外光谱的测定。