生物可降解聚酯乙交酯丙交酯共聚物中溶劑殘留測(cè)定*

馬麗霞，吳倩倩，董浩，劉陽(yáng)，朱愛(ài)臣，王憲朋，李俊起，王傳棟，王勤

(山東省藥學(xué)科學(xué)院 山東省醫(yī)用高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250101)

1 引 言

乙交酯丙交酯共聚物(PLGA)是一種生物可降解合成高分子聚合物，具有良好的生物相容性及可降解性[1-5]，在體內(nèi)可降解成乳酸和羥基乙酸，參與人體的新陳代謝，最終形成二氧化碳和水被排出體外。其降解周期通過(guò)調(diào)節(jié)乙交酯和丙交酯的比例，可從幾周到幾年不等[6]，被美國(guó)FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并有多種產(chǎn)品上市，如強(qiáng)生的多股縫合線Vicryl?、Vicryl Rapid?、PANACRYL?，法國(guó)益普生的曲普瑞林PLGA微球，重慶永通的PLGA術(shù)后可吸收防粘連膜等。目前，PLGA在藥物緩控釋[7-9]、組織工程支架[10-14]、可吸收縫線[15-18]、防粘連膜[19-20]、骨植入物[21-23]以及超聲造影劑[24-26]等方面的應(yīng)用被廣泛研究，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。

PLGA作為生物醫(yī)學(xué)材料安全性至關(guān)重要。我們以丙交酯和乙交酯為單體，通過(guò)本體開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)合成了PLGA，其中單體純化、聚合物精制過(guò)程中分別使用了乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、乙醇等溶劑，為確保其殘留量在安全使用限度內(nèi)，建立PLGA殘留溶劑的測(cè)定方法十分必要。目前，溶劑殘留測(cè)定方法多見(jiàn)于藥物，對(duì)高分子材料研究甚少。為此，本研究采用毛細(xì)管色譜柱，以頂空進(jìn)樣方式，對(duì)PLGA75/25和PLGA50/50(丙交酯與乙交酯摩爾比分別為75∶25和50∶50)的溶劑殘留進(jìn)行了測(cè)定，并建立了相應(yīng)的測(cè)定方法。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

Agilent 6890N氣相色譜儀(FID檢測(cè)器)；Agilent 7697A型自動(dòng)頂空進(jìn)樣器。

乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷均為色譜純，山東禹王實(shí)業(yè)有限公司化工分公司；丙酮，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；二甲基亞砜，色譜純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。PLGA 50/50(丙交酯與乙交酯摩爾比50:50)，自制，批號(hào)：17061401、17091302；PLGA 75/25(丙交酯與乙交酯摩爾比75:25)，自制，批號(hào)：17102401。

2.2 色譜條件

DB-624毛細(xì)管柱(30 m×530 μm×3.0 μm)，柱溫：初始溫度100℃，保持5 min，然后以30℃/min的升溫速度升至180℃；進(jìn)樣口溫度：200℃；檢測(cè)器溫度：250℃；載氣：N2，流速3.0 mL/min；分流比為10:1；頂空加熱器溫度：100℃；定量閥溫度：110℃；傳輸線溫度：120℃；頂空瓶平衡時(shí)間：20 min；進(jìn)樣體積：1 mL。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

取乙醇、丙酮、乙酸乙酯各1.0 g，精密稱(chēng)定，置同一100 mL量瓶中；另取二氯甲烷1.2 g，精密稱(chēng)定，加二甲基亞砜溶解并定容至100 mL，精密量取10 mL，置上述量瓶中，用二甲基亞砜稀釋并定容，作為標(biāo)準(zhǔn)貯備液。

精密量取標(biāo)準(zhǔn)貯備液5 mL，置50 mL容量瓶中，二甲基亞砜稀釋并定容，作為標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.4 樣品溶液配制

取乙交酯丙交酯共聚物1.0 g，精密稱(chēng)定，置于頂空瓶中，加入二甲基亞砜5 mL密封，待完全溶解，作為樣品溶液。

3 結(jié)果

3.1 色譜柱類(lèi)型及頂空平衡條件的選擇

乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯均具有一定的極性，根據(jù)“相似相容”原理，選用安捷倫DB-624毛細(xì)管柱進(jìn)行測(cè)定。安捷倫DB-624毛細(xì)管柱其固定相等同于USP固定相G43，極性中等。

考察了頂空平衡時(shí)間10、20、30 min對(duì)殘留溶劑測(cè)定的影響，研究發(fā)現(xiàn)，20 min各組分氣液兩相達(dá)到平衡，見(jiàn)圖1。因此，結(jié)合頂空瓶的氣密性，最終選擇頂空溫度100℃，平衡時(shí)間20 min。

圖1 峰面積隨平衡時(shí)間變化曲線

Fig.1The curve of peak area with the equilibration time

3.2 系統(tǒng)適用性

取標(biāo)準(zhǔn)溶液5 mL置于頂空瓶中，密封，頂空條件下平衡進(jìn)樣，記錄色譜圖，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖可見(jiàn)，出峰順序依次為乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯，各成分峰間的分離度均大于1.5，四種溶劑分離良好。

圖2 各溶劑氣相色譜圖

3.3 精密度

取標(biāo)準(zhǔn)溶液5 mL置于頂空瓶中，密封，頂空條件下平衡進(jìn)樣，連續(xù)進(jìn)樣6次，記算各對(duì)照峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD。結(jié)果表明，乙醇、丙酮、二氯甲烷和乙酸乙酯的RSD值分別為1.65%、0.91%、1.81%和1.08%，精密度良好。

3.4 線性與范圍

分別精密量取標(biāo)準(zhǔn)貯備液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5 mL，置于10 mL量瓶中，加二甲基亞砜稀釋并定容，制備一系列線性試驗(yàn)溶液。分別取5 mL置于頂空瓶中密封，頂空條件下平衡進(jìn)樣，以峰面積(A)為縱坐標(biāo)，濃度(c，mg/mL)為橫坐標(biāo)，建立線性回歸方程，見(jiàn)表1。結(jié)果表明，乙醇、丙酮和乙酸乙酯均在0.2～1.5 mg/mL，二氯甲烷在0.024～0.18 mg/mL濃度范圍內(nèi)與各自峰面積線性關(guān)系良好。

表1 各溶劑線性方程和相關(guān)系數(shù)

3.5 檢測(cè)限和定量限

取乙醇適量，精密稱(chēng)定，置于10 mL量瓶中，加二甲基亞砜溶解定容，搖勻，然后逐級(jí)稀釋?zhuān)芰咳∠♂尯蟮娜芤? mL，置頂空瓶中，密封，按照2.2節(jié)的色譜條件進(jìn)樣測(cè)試，滿足S/N≥3作為乙醇的檢測(cè)限，滿足S/N≥10作為乙醇的定量限。同法測(cè)定丙酮、二氯甲烷和乙酸乙酯的檢測(cè)限和定量限。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 各溶劑的檢測(cè)限和定量限結(jié)果

3.6 回收率

采用加樣回收方法，精密量取標(biāo)準(zhǔn)貯備液4、5、6 mL，分別置于50 mL量瓶中，用二甲基亞砜稀釋定容，搖勻，作為80%、100%和120%回收率對(duì)照溶液。取樣品約1.0 g，精密稱(chēng)定，置頂空瓶中，精密加入80%回收率對(duì)照溶液5 mL，密封，待樣品全部溶解，作為80%回收率樣品溶液，平行制備3份；同法制備100%和120%回收率樣品溶液；按照2.4節(jié)的方法制備樣品溶液，按2.2節(jié)的方法，分別測(cè)定回收率樣品溶液、樣品溶液和回收率對(duì)照溶液的峰面積，按外標(biāo)法以峰面積計(jì)算，四種溶劑回收率試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 回收率試驗(yàn)結(jié)果

由表3可以看出，乙醇的平均回收率為99.50%，RSD值為1.78%；丙酮的平均回收率為98.54%，RSD值為1.96%；二氯甲烷的平均回收率為98.89%，RSD值為1.38%；乙酸乙酯的平均回收率為99.14%，RSD值為1.57%。

3.7 樣品測(cè)定

按照2.4節(jié)的配制樣品溶液，頂空條件下平衡進(jìn)樣，記錄色譜圖。按外標(biāo)法以峰面積計(jì)算PLGA中乙醇、丙酮、二氯甲烷和乙酸乙酯的含量。三批樣品的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 三批樣品的四種殘留溶劑的檢測(cè)結(jié)果

按照《中國(guó)藥典》2015版四部通則“藥品中常見(jiàn)的殘留溶劑及限度”要求，乙醇、丙酮和乙酸乙酯的限度均為0.5%，二氯甲烷的限度為0.06%。由表4可知，三批樣品的乙醇、丙酮和乙酸乙酯殘留量均低于0.5%，二氯甲烷殘留量低于0.06%，表明樣品中有機(jī)溶劑殘留得到有效控制。

4 討論

PLGA作為生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用廣泛，其合成過(guò)程中無(wú)論單體經(jīng)重結(jié)晶提純、還是聚合物經(jīng)溶解-沉淀法提純以除去催化劑或小分子殘留物、未反應(yīng)單體等，均會(huì)引入有機(jī)溶劑，常用的溶劑有二氯甲烷、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。本研究采用頂空氣相色譜法，對(duì)PLGA中各溶劑的殘留量同時(shí)進(jìn)行了測(cè)定，建立了溶劑殘留量測(cè)定方法。

方法學(xué)研究中，選擇了二甲基亞砜作為溶劑，該溶劑不僅其沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于4種待測(cè)溶劑，而且對(duì)PLGA溶解性較好。氣相色譜圖(圖2)表明，二甲基亞砜與各溶劑的色譜峰分離良好，對(duì)各溶劑測(cè)定無(wú)干擾，同時(shí)各溶劑間的分離度均大于1.5，說(shuō)明本色譜條件專(zhuān)屬性良好。其次，對(duì)色譜條件中的頂空瓶平衡時(shí)間進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，選擇20 min較適宜。此外，乙醇、丙酮和乙酸乙酯均在0.2 ～1.5 mg/mL范圍內(nèi)與各自峰面積線性關(guān)系良好，二氯甲烷在0.024～0.18 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，各溶劑檢測(cè)限和定量限分別在0.09～0.31 μg/mL和0.16～1.17 μg/mL，精密度RSD均小于2%，回收率在98.54%～99.50%，RSD均小于2%。研究表明，該方法專(zhuān)屬性強(qiáng)、重現(xiàn)性好、靈敏度高，可用于生物可降解聚酯PLGA中乙醇、丙酮、二氯甲烷和乙酸乙酯殘留量的測(cè)定。

采用建立的方法，對(duì)自制的兩批PLGA50/50和一批PLGA75/25樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果三批樣品中乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯的殘留量均在藥典規(guī)定的安全限度內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自制PLGA材料中溶劑殘留量的準(zhǔn)確檢測(cè)，使各溶劑殘留量控制在安全限度內(nèi)。