摘  要｜Abstract

 

目的：测定玻璃安瓿中氧化铈的含量和铈元素的浸出量，考察二者之间的关系。方法：采用电感耦合等离子体原子发射光谱法对83 批玻璃安瓿中的氧化铈含量和铈元素浸出量进行测定。结果：83批玻璃安瓿中的氧化铈含量最大值为0.370%、铈元素浸出量最大值为0.0397mg/L，二者呈现出一定的正相关性。结论：在玻璃安瓿的生产过程中，为了控制铈元素的浸出量，除了控制氧化铈含量外，还需综合考虑其他因素。

 

Objective: To determine the content of cerium oxide and the leaching amount of cerium element in glass ampoules and investigate the relationship between the two. Methods: Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy was used to determine the cerium oxide content and cerium elemental leaching amount in 83 batches of glass ampoules. Results:The maximum content of cerium oxide in 83 batches of glass ampoules was 0.370%, and the maximum leaching amount of cerium element was 0.0397mg/L, showing a certain positive correlation between the two. Conclusion: In the production process of glass ampoules, in addition to controlling the cerium oxide content, other factors need to be comprehensively considered to control the leaching amount of cerium element.

 

关键词｜Key words

 

玻璃安瓿；氧化铈含量；铈元素浸出量；电感耦合等离子体原子发射光谱法

 

glass ampoules; cerium oxide content; cerium element leaching amount; inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy

 

随着医药产业的蓬勃发展，药品安全成为焦点，其中药品包装材料的安全性更是引起了广泛关注。玻璃安瓿作为一种常见的药品包装形式，其安全性尤为重要。

 

药用玻璃包装容器的主体成分是二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁等，玻璃的澄清温度一般在1400~1580℃ [1]。除了这些主体成分外，为了去除玻璃熔化过程中产生的气泡，在配合料中加入少量的三氧化二砷和氧化锑等氧化物。但是，考虑到三氧化二砷和氧化锑等是有毒有害物质。近几年，在药用玻璃包装容器生产过程中，使用氧化铈作为澄清剂代替三氧化二砷和氧化锑。氧化铈为柠檬黄色粉末，是稀土元素氧化物，在1400℃的高温下能分解放出氧气，是高温澄清剂[2]。此外，氧化铈还可将FeO 氧化成Fe2O3，使着色能力强的FeO 变为着色能力较弱的Fe2O3（一般认为Fe2O3 的着色能力较FeO 低10 倍）[3]，从而减少玻璃着色。此外，氧化铈还可降低70%~80% 的硒、钴着色[4]。因此，氧化铈又是玻璃的化学脱色剂。

 

研究表明，当铈元素以高浓度形式存在时，可能对人体多个器官尤其是肺部和肝脏造成损伤。长时间或大量接触铈物质，可能导致这些器官的功能受损，进而引发一系列健康问题[5]。在印度开展的一项流行病学研究显示，食用高铈土壤中长大的根茎类食物会大大提高患心内膜心肌纤维化的风险以及发生心肌梗死的概率[6]。

 

综上所述，铈元素在药用玻璃包装容器外观质量控制中发挥积极作用的同时，也可能对人体健康产生潜在风险。因此，在使用氧化铈作为药用玻璃包装容器澄清剂时，需要全面考虑其利弊，并采取科学、合理的措施来确保其安全性和效益性。

 

目前，国内药品包装材料玻璃中含有一定量的氧化铈，这类材料在盛装不同酸碱度的药品时是否有铈离子的迁移和吸附等问题，需要进行大量的实验加以验证。因此，本文针对国内主要药用玻璃包装容器玻璃安瓿进行氧化铈含量和铈元素浸出量的测定，考察我国药用玻璃包装容器中氧化铈的使用情况，并全面、系统地研究氧化铈含量与铈元素浸出量的关系，为药品包装材料质量监管和铈元素浸出量对药品质量影响的研究提供数据基础。

 

1、 仪器与材料

 

1.1 仪器

 

iCAP PRO XP 型电感耦合等离子体发射光谱仪[ 赛默飞世尔科技（中国）有限公司] ；202-0型电热恒温干燥箱（上海锦屏仪器仪表有限公司通州分公司）；MT-2A 型电热恒温沙浴锅（北京科伟永兴仪器有限公司）；HHS4A型电热恒温水浴锅（北京科伟永兴仪器有限公司）。

 

1.2 试剂

 

铈元素溶液标准物质[ 钢研纳克检测技术股份有限公司，标准值：100μg/ml ；编号：GBW(E)082177(58-1) ；批号：22072523] ；高氯酸（天津市大茂化学试剂厂，优级纯，批号：20211115）；硝酸（天津市科密欧化学试剂有限公司，优级纯，批号：20221203）；氢氟酸（天津市北辰区方正试剂厂，优级纯，批号：20220502）；乙酸（上海泰坦科技股份有限公司，优级纯，批号：P2528194）。

 

1.3 样品

 

本研究广泛收集了市场上不同材质、不同生产批次的83 批玻璃安瓿，其中76 批低硼硅玻璃安瓿、7 批中硼硅玻璃安瓿，以确保样品的代表性。样品收集后，将按照严格的清洗和干燥流程进行处理，以消除外界干扰因素，确保实验结果的准确性。

 

2、 方法与结果

 

2.1 氧化铈含量的测定

 

2.1.1 溶液制备

 

2.1.1.1 标准溶液的制备

 

精密量取铈元素标准溶液适量，用4% 乙酸溶液逐级稀释，分别配制成浓度为 0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、4mg/L 的标准溶液上机测试，并根据测试结果建立标准工作曲线。

 

2.1.1.2 供试品溶液的制备

 

参考GB/T 1549—2008《纤维玻璃化学分析方法》[7] 中的方法制备供试品溶液：样品研成细粉，置于称量瓶中，于105℃电热恒温干燥箱中干燥1h，取出，放入干燥器中冷却至室温。精密称量细粉约0.1000g，置于铂金坩埚中，用少量去离子水润湿，加入2ml 高氯酸和10ml 氢氟酸至电热恒温沙浴锅中，300℃加热分解至高氯酸白烟冒尽，冷却后，加入4ml 硝酸和30ml 去离子水，加热至样品全部溶解。冷却至室温后，移入100ml 量瓶中，用去离子水稀释至标线，摇匀。

 

2.1.2 测定方法

 

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定玻璃安瓿中氧化铈含量，并采用标准曲线法进行计算。检测参数：采用Aqueous模式，RF 功率为1150W，高纯氩气载气流量为0.5L/min，高纯氩气辅助气体流量为0.5L/min，高纯氩气冷却气流量为12.5L/min，蠕动泵泵速为45r/min，样品提取时间为30s。

 

2.1.3 方法学考察

 

2.1.3.1 线性关系

 

以铈元素测定结果强度值为纵坐标，铈元素浓度为横坐标绘制标准曲线。经测定r2=0.9998，表明线性关系良好。

 

2.1.3.2 检出限与定量限

 

用样品空白溶液连续测定11次，以测定结果的3 倍标准偏差所对应的浓度值作为检出限，以测定结果的10 倍标准偏差所对应的浓度值作为定量限。结果：检出限为0.004μg/ml，定量限为0.009μg/ml。

 

2.1.3.3 精密度

 

用铈元素标准溶液稀释成浓度为1μg/ml 的标准溶液，连续测定6 次。结果：铈元素浓度的相对标准偏差为0.3%，表明方法精密度良好。

 

2.1.3.4 重复性

 

用编号为1 的样品， 按照2.1.1.2 方法制备供试品溶液6份，依次测定。结果：铈元素浓度的相对标准偏差为3.5%，表明方法重复性良好。

 

2.1.3.5 回收率

 

用编号为1 的样品30 支，清洗干净后，分别精密加入低、中、高浓度分别为0.01、0.5、4mg/L的铈元素标准溶液至缩肩部，每个浓度分别平行制备3 份，按照2.1.1.2 的步骤制备回收率样品溶液，测定并计算回收率。结果：平均回收率为97.8%，表明方法准确性良好。

 

2.1.4 样品测定

 

取83 批玻璃安瓿按照2.1.1.2 方法制备供试品溶液，进行测定，计算样品中氧化铈的含量，结果见表1。氧化铈的最高含量达0.370%，样品为编号79的中硼硅玻璃安瓿。

2.2 铈元素浸出量的测定

 

2.2.1 溶液制备

 

2.2.1.1 标准溶液的制备

 

同2.1.1.1。

 

2.2.1.2 供试品溶液的制备

 

参考YBB00372004—2015《砷、锑、铅、镉浸出量测定法》[8]中的方法制备供试品溶液：将样品清洗干净，灌装4% 乙酸溶液至玻璃安瓿瓶身缩肩部，用惰性材料铝箔盖住口部，98℃ ±1℃蒸煮2h，冷却后取出，即得供试品溶液。

 

2.2.2 测定方法

 

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定玻璃安瓿中铈元素浸出量，并采用标准曲线法进行计算。检测参数：同2.1.2。

 

2.2.3 方法学考察

 

2.2.3.1 线性关系

 

以铈元素测定结果强度值为纵坐标，铈元素浓度为横坐标绘制标准曲线。经测定r2=0.9999，表明线性关系良好。

 

2.2.3.2 检出限与定量限

 

用样品空白溶液连续测定11次，以测定结果的3 倍标准偏差所对应的浓度值作为检出限，以测定结果的10 倍标准偏差所对应的浓度值作为定量限。结果：检出限为0.002μg/ml，定量限为0.006μg/ml。

 

2.2.3.3 精密度

 

用铈元素标准溶液稀释成浓度为1μg/ml 的标准溶液，连续测定6 次。结果：铈元素浓度的相对标准偏差为0.3%，表明方法精密度良好。

 

2.2.3.4 重复性

 

用编号为3 的样品， 按照2.2.1.2 方法制备供试品溶液6份，依次测定。结果：铈元素浓度的相对标准偏差为3.2%，表明方法重复性良好。

 

2.2.3.5 回收率

 

用编号为3 的样品30 支，清洗干净后，分别精密加入低、中、高浓度分别为0.01、0.5、4mg/L的铈元素标准溶液至缩肩部，每个浓度分别平行制备3 份，按照2.2.1.2 的步骤制备回收率样品溶液，测定并计算回收率。结果：平均回收率为101.5%，表明方法准确性良好。

 

2.2.4 样品测定

 

取83 批玻璃安瓿按2.2.1.2方法制备供试品溶液，进行测定，计算供试品溶液中铈元素的浸出量，结果见表1。铈元素的最高浸出量达0.0397mg/L，样品为编号52 的低硼硅玻璃安瓿。

 

3、 氧化铈含量和铈元素浸出量趋势分析

 

由图1 所示，83 批玻璃安瓿中氧化铈含量和铈元素浸出量呈现出一定的正相关性。

 

从氧化铈含量的角度来看，其高低直接影响着铈元素的浸出量。理论上，当玻璃安瓿中的氧化铈含量逐渐上升时，铈元素的浸出量也会相应增加。但铈元素的浸出量除了受氧化铈含量的影响外，还受其他诸多因素的影响，如氧化铈在玻璃安瓿中的存在形式、稳定性以及与玻璃基质的相互作用等。因此，铈元素的浸出量需要综合多方因素进行考虑。

 

从药物安全性的角度来看，铈元素浸出量的变化对药品的质量和疗效可能产生潜在的风险。铈元素可能会与药品中的活性成分发生反应，导致药效降低或产生不良反应。因此，应密切关注铈元素的浸出量，确保其在可接受的范围内，以保障药品的安全性和有效性。

 

4、 小结与展望

 

本研究通过测定玻璃安瓿中氧化铈含量与铈元素浸出量，发现二者呈现一定的正相关性。除了受氧化铈含量的影响外，玻璃安瓿铈元素的浸出量还受其他因素的影响，包括：玻璃安瓿的类型；玻璃安瓿的生产工艺、规格大小、成型后的处理方式；药品的性质，如药液的pH、离子强度等；制剂生产过程中的清洗灭菌等工艺，如洗瓶阶段的干热灭菌工艺、制剂冷冻干燥工艺、终端灭菌工艺等。由于铈元素浸出量受多种因素影响，因此建议生产者根据玻璃安瓿的使用目的及具体使用情况设计相应的研发方案，以控制铈元素的浸出。

 

玻璃安瓿作为药品存储和运输的重要容器， 其质量对于保障药品的安全性和稳定性至关重要。通过监测氧化铈含量和铈元素浸出量的变化， 可以对玻璃安瓿的质量进行全面、准确地评估。在生产过程中， 严格控制氧化铈的含量是确保玻璃安瓿质量的关键措施之一。同时也需要通过优化生产工艺、选用高质量的原材料等方式，降低铈元素的浸出量， 以满足药用玻璃包装容器对药品质量的安全性和稳定性的要求。

 

未来，将进一步深入研究不同种类的药用玻璃包装容器氧化铈含量与铈元素浸出量之间的关系。并通过探索氧化铈在药用玻璃包装容器中的存在形式、稳定性以及与玻璃基质的相互作用等因素，以更好地了解铈元素浸出量的变化规律，为药用玻璃包装容器的质量控制和药品的安全存储提供更为精确的理论依据。