聚丙烯粒料中鎂與鋁元素含量測(cè)定

呂楊格格 劉元

摘 要 目的：建立電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）進(jìn)行聚丙烯粒料中鎂、鋁元素含量測(cè)定的方法。方法：將聚丙烯粒料置于高壓消解罐中，加入硝酸進(jìn)行消解后，采用ICP-OES法測(cè)定。結(jié)果：鎂、鋁元素在0.025～1.0 mg/ml范圍內(nèi)線性良好，低、中、高濃度回收率分別為鎂92.0%、95.7%、99.2%，鋁86.3%、93.2%、99.6%，重復(fù)性良好，RSD均小于5%。三批聚丙烯粒料中鎂元素含量小于0.001%，鋁元素含量小于0.015%。結(jié)論：本方法適用于同時(shí)測(cè)定鎂、鋁元素在聚丙烯粒料中的含量。

關(guān)鍵詞 聚丙烯 藥包材 相容性 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

中圖分類號(hào)：TQ317.2； O657.39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2020）19-0076-03

Determination of Mg and Al in polypropylene pellets

LYU Yanggege*， LIU Yuan

（Shanghai Food and Drug Packaging Material Control Center， Shanghai 201203， China）

ABSTRACT Objective： To establish an ICP-OES method for the determination of Mg and Al in polypropylene pellets. Methods： The polypropylene pellets were put into a high-pressure digestion tank， in which nitric acid was added to digest the pellets. Results： The calibration curves of Mg and Al were liner under the range of 0.025-1.0 mg/ml， and the recoveries at low， medium and high concentrations were 92.0%， 95.7% and 99.2% for Mg， and 86.3%， 93.2% and 99.6% for Al， respectively with good repeatability and the RSD less than 5%. The contents in three batches of polypropylene pellets were less than 0.001% for Mg and less than 0.015% for Al. Conclusion： This method is suitable for the simultaneous determination of the contents of Mg and Al in polypropylene pellets.

KEY WORDS polypropylene； pharmaceutical packaging； compatibility； ICP-OES

聚丙烯由于具有良好的耐熱性和水蒸氣阻隔性，理化穩(wěn)定性高并易于加工，常用于可濕熱滅菌的藥品包裝材料[1]。聚丙烯在生產(chǎn)過程中常加入添加劑來改善材料性質(zhì)。水滑石或氧化鎂作為生產(chǎn)過程中常用的添加劑是粒料中鎂、鋁元素的主要來源[2]。在制成藥品包裝材料后，可能造成鎂、鋁原子遷移進(jìn)入藥液中。藥品包裝材料與藥物的相容性是藥品質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)維度，包裝材料中的金屬離子遷移進(jìn)入藥液中可能會(huì)對(duì)藥物的降解起到催化作用，改變藥物性狀，影響藥物的穩(wěn)定性[3]。堿性金屬離子可能改變藥液的pH，而使制劑產(chǎn)生刺激性。因此需考察包裝材料可能引入藥品的金屬元素，從該角度對(duì)藥物的安全性風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估[4]。綜上，對(duì)于聚丙烯粒料在加工過程中引入的鎂、鋁元素，控制其含量對(duì)藥物安全具有顯著意義。本研究建立電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測(cè)定聚丙烯粒料中鎂、鋁元素的方法，ICP-OES基體干擾小、靈敏度高，線性范圍廣[5]。該方法操作簡(jiǎn)便，分析速度快，可滿足分析測(cè)試要求。

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

Vista-MPX等離子體發(fā)射光譜儀（美國(guó)安捷倫公司）；CP224S電子天平（德國(guó)賽多利斯公司）；FD240恒溫干燥箱（德國(guó)Binder公司）；氬氣（純度99.999%，上海振信氣體供應(yīng)有限公司），硝酸65%（德國(guó)Merck公司）；鎂（0.100 g/L）和鋁（0.100 g/L）對(duì)照品（國(guó)家金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；醫(yī)用聚丙烯專用料3批（批號(hào)為20151229，20151230，20151231）。

1.2 測(cè)定方法

1.2.1 儀器工作參數(shù)

功率：1.2 kW，等離子氣流量：15.0 L/min，輔助氣流量：2.25 L/min，霧化器流量：0.8 L/min，鎂和鋁的分析譜線分別為279.553 nm和396.152 nm。

1.2.2 溶液配制

1）對(duì)照溶液 取鎂、鋁對(duì)照品各5.00 ml至100 ml容量瓶中，用1%硝酸稀釋至刻度，得到5.00 mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)鎂鋁混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，取1.00 ml標(biāo)準(zhǔn)鎂鋁混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（5.00 mg/ml）至100 ml容量瓶中，再分別取0.25、0.50、2.00、5.00、10.00 ml標(biāo)準(zhǔn)鎂鋁混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（5.00 mg/ml）至50 ml容量瓶中用1%硝酸稀釋至刻度，得到質(zhì)量濃度為0、0.025、0.05、0.2、0.5、1.0 mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)鎂、鋁混合溶液。

2）檢測(cè)限與定量限工作溶液 取硝酸1.0 ml至100 ml量瓶中，用純化水稀釋至刻度，混勻，即得檢測(cè)限與定量限用溶液。

3）回收率工作溶液 分別取適量鎂、鋁標(biāo)液和硝酸8 ml于壓力消解罐中，蓋緊消解罐上蓋，置于恒溫干燥箱中加熱，180 ℃保持4 h，冷卻后轉(zhuǎn)移定容混勻，配制為鎂、鋁元素含量為0.1、0.2和0.4 mg/ml的溶液。同法作空白，即得回收率工作溶液。

4）樣品供試液 取聚丙烯粒料0.2 g于壓力消解罐中，加入8.0 ml硝酸，蓋緊消解罐上蓋，置于恒溫干燥箱中加熱，180 ℃保持4 h，冷卻后轉(zhuǎn)移定容至50 ml量瓶中，用純化水稀釋至刻度，混勻，平行兩份；同法作空白。

2 結(jié)果

2.1 分析譜線的選擇

共存元素激發(fā)產(chǎn)生譜線將引起光譜干擾。因此在選擇分析譜線時(shí)，通常選擇背景低，背信比高，靈敏度高，基體對(duì)待測(cè)元素干擾小，且無自吸現(xiàn)象的譜線。根據(jù)儀器推薦譜線，選擇較為靈敏的譜線。并選擇0.2 mg/ml鎂、鋁混合標(biāo)準(zhǔn)溶液考察譜線附近的干擾和背景影響情況，選擇適宜分析的譜線。本研究選擇鎂的分析譜線為279.553 nm，鋁的分析譜線為396.152 nm。

2.2 線性

取標(biāo)準(zhǔn)鎂、鋁混合對(duì)照溶液按“1.2.1”項(xiàng)下進(jìn)行測(cè)定。以信號(hào)響應(yīng)（Int）為橫坐標(biāo)、質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸。結(jié)果表明，鎂、鋁元素在該范圍內(nèi)線性良好（表1）。

2.3 檢測(cè)限與定量限

檢測(cè)限與定量限工作溶液按“1.2.1”項(xiàng)下進(jìn)行測(cè)試，平行測(cè)定10次。以其3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢測(cè)限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算定量限。鎂元素檢測(cè)限為0.1 ng/ml，定量限為0.3 ng/ml；鋁元素檢測(cè)限為0.004 mg/ml，定量限為0.014 mg/ml。

2.4 回收率

取回收率工作溶液按“1.2.1”項(xiàng)下引入ICP測(cè)定。結(jié)果表明，回收率滿足分析要求（表2）。

2.5 重復(fù)性

平行測(cè)定6份。鎂元素RSD為2.5%，鋁元素RSD為3.5%，重復(fù)性良好，滿足分析測(cè)試要求。

2.6 聚丙烯粒料中鎂、鋁元素含量測(cè)定

結(jié)果表明，三批聚丙烯粒料鎂元素含量百分比為0.001%，鋁元素含量百分比為0.015%（表3）。

3 討論

本研究建立了一種聚丙烯粒料中鎂、鋁元素含量測(cè)定的方法。測(cè)定材料中的元素含量時(shí)，前處理均需對(duì)材料進(jìn)行消解，目前常用的消解方法包括干法消解、熱壓消解及微波消解等。干法消解過程中樣品前處理步驟較多，揮發(fā)元素易損失，對(duì)部分元素測(cè)定產(chǎn)生影響；鋁作為自然界中普遍存在的元素，非常容易引入污染，對(duì)測(cè)定結(jié)果造成干擾，干法消解全過程樣品均與外界進(jìn)行接觸，更易造成污染[6]。本文采用熱壓消解法，操作步驟較少，消解完成前系統(tǒng)密閉，可有效避免污染及實(shí)驗(yàn)誤差?，F(xiàn)有消解方法為避免消解不完全，常使用多種酸混合體系，本方法中使用單一酸即可完全消解材料，操作便捷，安全度高。隨著實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及檢測(cè)技術(shù)的不斷更新，現(xiàn)微波消解也可完成材料的消解過程，且微波消解效率較熱壓消解更高，后續(xù)研究中可考慮開發(fā)適宜的微波消解方法來替代現(xiàn)有的熱壓消解法[7]。

在儀器選擇方面，鎂、鋁元素含量測(cè)定可選擇石墨爐原子吸收光譜儀、ICP-MS、ICP-OES進(jìn)行測(cè)定[8-10]。在只測(cè)定材料中鎂、鋁含量時(shí)，本研究選擇儀器為ICPOES。相較于石墨爐原子吸收光譜儀與ICP-MS，ICPOES在滿足檢測(cè)靈敏度要求的基礎(chǔ)上，操作更為簡(jiǎn)便，進(jìn)樣速度更快，有助于提高分析效率。石墨爐原子吸收光譜儀及ICP-MS由于檢測(cè)靈敏度高，在檢測(cè)過程中常用于痕量分析檢測(cè)，材料的消解供試液中各組分含量往往相對(duì)較高，引入儀器系統(tǒng)中可能對(duì)系統(tǒng)造成污染，不利于其他樣品的檢測(cè)。在后續(xù)的相容性研究環(huán)節(jié)中，即提取與遷移試驗(yàn)中，因待測(cè)元素含量更低，可考慮開發(fā)新的分析方法。

綜上，本文所采用的方法前處理消解過程操作簡(jiǎn)便，消解完全，元素可以完全釋放。測(cè)定方法高效快速，方法學(xué)研究結(jié)果表明滿足檢測(cè)要求，為材料安全性提供了數(shù)據(jù)參考。

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