衰減全反射傅里葉變換紅外分光光度法快速測(cè)定西甲硅油乳劑中西甲硅油的含量

郝自強(qiáng)，田葳，王欣茹，魏文靜，楊瑞，王淑君（1. 安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，合肥230012；2. 沈陽藥科大學(xué)藥學(xué)院，沈陽 110016；3. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院，沈陽 110034；4. 長(zhǎng)三角藥物高等研究院，江蘇 南通 226133；5. 江西中醫(yī)藥大學(xué)，南昌 330004）

西甲硅油乳劑屬于消泡類藥[1]，主要用來治療因氣體過度產(chǎn)生或聚集導(dǎo)致的腹部膨脹、腸胃氣脹，聯(lián)合其他藥物治療功能性消化不良以及輔助腹部影像學(xué)檢查等，還可以用于治療嬰幼兒胃腸功能紊亂及兒童便秘[2-8]。西甲硅油作為西甲硅油乳劑中起主要消泡作用的成分，為二甲硅油與二氧化硅復(fù)合物，其中二甲硅油的含量為90.5%～99.5%，膠態(tài)二氧化硅的含量為4.0%～7.0%，本品為灰白色或乳白色黏稠油狀液體[9]。因西甲硅油沒有紫外吸收光譜特征峰，而紅外特征吸收明顯且專屬性好，故目前已報(bào)道的國(guó)內(nèi)外各種西甲硅油的含量測(cè)定方法均采用紅外分光光度法（FTIR），在1260 cm－1波數(shù)附近測(cè)定吸光度，對(duì)西甲硅油乳劑破乳后用甲苯[10]或正己烷[11]提取，采用0.5 mm溴化鉀（KBr）液體吸收池，以透射法測(cè)定。目前《中國(guó)藥典》暫未收錄西甲硅油乳劑中的西甲硅油含量測(cè)定方法，僅有《西甲硅油乳劑進(jìn)口藥品注冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)》可供參考[12]，其他各國(guó)藥典目前僅查到美國(guó)藥典收錄西甲硅油乳劑中西甲硅油的含量測(cè)定方法[13]。本文建立了一種衰減全反射傅里葉變換紅外（ATR-FTIR）光度法快速地測(cè)定西甲硅油乳劑中西甲硅油的含量，巧妙采用液體石蠟減少正己烷的揮發(fā)性并省去液體吸收池等附件帶來的誤差，優(yōu)于以往的方法，可用于西甲硅油乳劑中西甲硅油含量的快速測(cè)定，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料

1.1 儀器

Agilent Cary 630 FTIR光譜儀，配有衰減全反射（ATR）附件（安捷倫科技有限公司）；PX85Z型分析天平（奧豪斯儀器有限公司，d＝0.01 mg）；SB25-12D型超聲波清洗機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）。

1.2 試藥

西甲硅油對(duì)照品（含量：95.4%，湖南九典宏陽，批號(hào)：T202105YB203）；西甲硅油乳劑（德國(guó)柏林化學(xué)股份有限公司，批號(hào)：01005A、04080A、04081A）；液體石蠟（批號(hào)：20220602）、正己烷（批號(hào)：20211028）、甲醇（批號(hào)：20211118）、無水硫酸鈉（批號(hào)：20210514）（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

2 方法與結(jié)果

2.1 溶液制備

2.1.1 對(duì)照品溶液的制備 稱取西甲硅油對(duì)照品1200 mg，用正己烷定容至10 mL量瓶中，加無水硫酸鈉0.3 g，振搖，離心（4000 r·min－1，5 min），取上清液，即得。后續(xù)試驗(yàn)所需濃度以液體石蠟稀釋得。

2.1.2 供試品溶液的制備 精密稱定西甲硅油乳劑約5.4 g，置于具塞錐形瓶中，加甲醇2.5 mL，混勻，超聲5 min，精密加正己烷5 mL，混勻，超聲5 min，靜置，分取正己烷層，加無水硫酸鈉1 g，混勻后離心（4000 r·min－1，5 min），取上清液，即得。后續(xù)試驗(yàn)所需濃度以液體石蠟稀釋得。

2.1.3 空白溶液的制備 分別取正己烷和液體石蠟適量于離心管中，加入適量無水硫酸鈉干燥，振搖，離心（4000 r·min－1，5 min），取上清液，即得。

2.1.4 光譜測(cè)定條件 使用ATR附件，掃描范圍4000～650 cm－1，分辨率4 cm－1，掃描次數(shù)為64次，選取特征吸收峰波數(shù)1260 cm－1，試驗(yàn)操作為將樣品直接涂布在ATR附件金剛石檢測(cè)窗口，以特征吸收峰測(cè)定峰高計(jì)為吸光度。

2.2 專屬性考察

取質(zhì)量濃度為60 mg·mL－1西甲硅油對(duì)照品、液體石蠟和正己烷，分別按“2.1.4”項(xiàng)下條件進(jìn)樣測(cè)定。結(jié)果顯示，西甲硅油的紅外特征吸收峰在1260 cm－1波數(shù)處，液體石蠟和正己烷對(duì)西甲硅油的特征吸收峰均無干擾（見圖1）。

圖1 西甲硅油對(duì)照品、液體石蠟和正己烷光譜圖Fig 1 Spectra of simethicone reference，liquid paraffin and n-hexane

2.3 精密度考察

取質(zhì)量濃度為60 mg·mL－1的西甲硅油對(duì)照品，按“2.1.4”項(xiàng)下的試驗(yàn)條件連續(xù)測(cè)定6次，結(jié)果顯示西甲硅油紅外特征吸收峰的位置穩(wěn)定，均為1260 cm－1波數(shù)，吸光度的RSD（n＝6）為1.4%，表明試驗(yàn)儀器的精密度良好。

2.4 線性關(guān)系以及范圍考察

精密量取西甲硅油對(duì)照品儲(chǔ)備液0.1、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5 mL，置于不同5 mL離心管中，加液體石蠟稀釋至2.0 mL，分別配成5.724、28.62、45.79、57.24、68.688、85.86 mg·mL－1的西甲硅油對(duì)照品溶液，按“2.1.4”項(xiàng)下的試驗(yàn)條件測(cè)定1260 cm－1波數(shù)處的吸光度。以對(duì)照品溶液濃度為橫坐標(biāo)（X），吸光度為縱坐標(biāo)（Y），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到的線性關(guān)系方程為Y＝0.0036X＋0.0079，相關(guān)系數(shù)r＝0.9993（n＝6），結(jié)果表明西甲硅油在5.724～85.86 mg·mL－1與吸光度線性關(guān)系良好。

2.5 重復(fù)性考察

取批號(hào)為01005A的西甲硅油乳劑樣品，按照“2.1.2”項(xiàng)下方法平行配制6份供試品溶液并測(cè)定含量，分別按“2.1.4”項(xiàng)下的試驗(yàn)條件測(cè)定，結(jié)果測(cè)得西甲硅油乳劑中西甲硅油的含量分別為100.0%、102.5%、104.5%、102.5%、103.8%、105.8%，平均值為103.2%，RSD為1.9%（n＝6），顯示本次試驗(yàn)的方法重復(fù)性良好。

2.6 加樣回收率考察

取1.0 mL已知含量39.14 mg·mL－1的樣品溶液（批號(hào)：01005A）于5 mL離心管中，共9份，分為3組，分別加入質(zhì)量濃度38.16 mg·mL－1西甲硅油對(duì)照品0.8、1.0、1.2 mL，用液體石蠟稀釋至3 mL，超聲5 min使混合均勻，按照“2.1.4”項(xiàng)下條件測(cè)定含量，結(jié)果在相當(dāng)于標(biāo)示量限度85%～110%內(nèi)，低、中、高濃度樣品的平均加樣回收率分別為98.8%、102.5%、103.1%，RSD分別為0.68%、0.44%、0.65%，表明本法準(zhǔn)確度符合規(guī)定。

2.7 樣品含量測(cè)定

取3批西甲硅油乳劑樣品（批號(hào)：01005A、04080A、04081A），按“2.1.2”項(xiàng)下方法制備溶液，按“2.1.4”項(xiàng)下方法測(cè)定并計(jì)算樣品含量，結(jié)果測(cè)得3批西甲硅油乳劑樣品的含量分別為39.14、39.88、40.38 mg·mL－1，平均含量為39.80 mg·mL－1，RSD為1.3%（見表1），說明本法適用于西甲硅油乳劑中西甲硅油的含量測(cè)定。

表1 ATR-FTIR光度法與美國(guó)藥典方法（FTIR）的結(jié)果比較Tab 1 ATR-FTIR spectrophotometry method and United States Pharmacopoeia method（FTIR）

2.8 穩(wěn)定性考察

取西甲硅油乳劑樣品（批號(hào)：01005A），按“2.1.2”項(xiàng)下方法制備溶液，再按“2.1.4”項(xiàng)下方法，分別于0、2、4、6、8、10、12 h測(cè)定1260 cm－1處的吸光度值，結(jié)果西甲硅油吸光度的RSD為1.8%，結(jié)果表明樣品待測(cè)溶液在室溫下12 h內(nèi)是穩(wěn)定的。

2.9 美國(guó)藥典方法與本文方法含量測(cè)定結(jié)果比較

目前僅有美國(guó)藥典中收錄了的西甲硅油乳劑中西甲硅油的含量測(cè)定方法，操作如下：① 精密稱定西甲硅油對(duì)照品50 mg，置于具塞錐形瓶中，加稀鹽酸溶液（2 → 5）50 mL，振蕩5 s，再精密加入甲苯25 mL，選用往復(fù)搖床200 r·min－1，振搖10 min；然后離心（4000 r·min－1，30 min），取出后立即將約5 mL的上層有機(jī)層（甲苯）轉(zhuǎn)移到含有約1 g無水硫酸鈉的10 mL離心管中，劇烈振搖后，離心（4000 r·min－1，10 min），取上清液作為對(duì)照品溶液。② 分別取3批西甲硅油乳劑樣品，精密稱定西甲硅油乳劑約1.35 g，按“①”項(xiàng)下方法處理，取上清液作為供試品溶液；③ 精密量取25 mL的甲苯，按“①”項(xiàng)下方法處理，取上清液作為空白溶液。選擇0.5 mm KBr液體吸收池，測(cè)定波長(zhǎng)為（1260±4）cm－1。按公式＝（AU/AS）（CS/CU）×100%計(jì)算，其中AU：供試品溶液的吸光度；AS：對(duì)照品溶液的吸光度；CS：標(biāo)準(zhǔn)溶液中西甲硅油中的濃度（mg·mL－1）；CU：供試品溶液中西甲硅油的濃度（mg·mL－1）。

取3批西甲硅油乳劑樣品（批號(hào)：01005A、04080A、04081A），分別按照美國(guó)藥典方法（FTIR）以及本文方法（ATR-FTIR）進(jìn)行含量測(cè)定，并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較（見表1）。美國(guó)藥典中規(guī)定含西甲硅油應(yīng)為標(biāo)示量的85%～110%，本文方法測(cè)定含量結(jié)果為標(biāo)示量的99.5%，美國(guó)藥典方法測(cè)定的含量結(jié)果為標(biāo)示量的99.3%，均符合藥典規(guī)定，同時(shí)兩種方法的RSD均小于2%，但本文方法更簡(jiǎn)便快捷，安全性更高。

3 討論

3.1 試驗(yàn)裝置比較

林翔等[14]對(duì)于ATR的原理進(jìn)行了研究，ATR的原理是基于光內(nèi)反射，當(dāng)反射元件的折射率（n1）大于樣品的折射率（n2），并且入射角θ大于臨界角θ（sinθ＝n2/n1）時(shí)，就會(huì)發(fā)生全反射。如果在入射輻射的頻率范圍內(nèi)有樣品的吸收區(qū)，則部分入射輻射被吸收，在反射輻射中相應(yīng)頻率的部分形成吸收帶，攜帶出樣品的結(jié)構(gòu)信息，這就是ATR譜。FTIR的ATR法與透射法相比，其差別主要是附件系統(tǒng)：ATR法用到衰減全反射附件，透射法通常采用KBr壓片或者是吸收池，因此只要在FTIR上配置ATR附件即可實(shí)現(xiàn)ATR測(cè)試（見圖2）。對(duì)于一些能涂在全反射晶體反射面上的液體，可用一般測(cè)量固體樣品的ATR附件，直接把液體涂在晶體反射面上進(jìn)行測(cè)定。但對(duì)于低沸點(diǎn)液體，或不能在全反射晶體的反射面上形成液層的高沸點(diǎn)液體，必須使用帶液體池的ATR附件[15]。

圖2 衰減全反射操作臺(tái)以及原理示意圖Fig 2 Operating of attenuating total reflection and principle sketch map

目前已知的兩種方法中，西甲硅油乳劑中的西甲硅油含量測(cè)定均采用0.5 mm KBr液體吸收池，以透射法測(cè)定，而本文采用的是反射法，雖然透射法靈敏度高于反射法[16]，但由于西甲硅油和稀釋用的液體石蠟在室溫下均具有低揮發(fā)性，反射法的靈敏度已滿足西甲硅油乳劑中西甲硅油的含量測(cè)定，而透射法需要將測(cè)定所需的液體樣品注入到KBr液體吸收池中，無論采用甲苯還是正己烷作為溶劑，均有較大揮發(fā)性，易導(dǎo)致配制的對(duì)照品溶液和供試品溶液濃度在加入KBr液體吸收池密封前發(fā)生偏離，繼而導(dǎo)致測(cè)量的不確定度上升[17]。除此之外，在此過程中如果操作不當(dāng)，會(huì)帶入氣泡，并且KBr液體吸收池易吸收空氣中的水分，使KBr液體吸收池窗片模糊發(fā)毛，導(dǎo)致透光率下降，基線噪音上升，檢測(cè)靈敏度下降，而本文采用的ATR-FTIR光度法，不僅在稀釋劑選擇上降低了溶劑的揮發(fā)性，而且操作簡(jiǎn)便，減少了因?yàn)椴僮鞑划?dāng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。

3.2 試驗(yàn)原理比較

目前已報(bào)道的國(guó)內(nèi)外各種西甲硅油的含量測(cè)定方法均采用紅外分光光度法（FTIR），在1260 cm－1波數(shù)附近測(cè)定吸光度，采用0.5 mm溴化鉀（KBr）液體吸收池，以透射法測(cè)定，應(yīng)用的理論是朗伯比爾定律，其公式為A＝lg（1/T）＝Kbc，其中K為摩爾吸光系數(shù)，A為吸光度，b為吸收層厚度，c為吸光物質(zhì)的濃度，因此需要精準(zhǔn)的控制光程，即液膜厚度。

而衰減全反射法是根據(jù)麥克斯韋理論，其公式如下：dP＝λ1/[2πn1√sin2θ＝（n2/n1）2]，其中λ1為紅外光束在反射介質(zhì)中的波長(zhǎng)，θ為入射角，n1、n2分別為晶體材料和樣品的折射率，當(dāng)檢測(cè)條件固定時(shí)，光程即液膜厚度也是固定的，因此相比于采用0.5 mm溴化鉀（KBr）液體吸收池的方法更加簡(jiǎn)便快捷。

3.3 溶劑的選擇

李舸遠(yuǎn)等[18]研究發(fā)現(xiàn)液體石蠟?zāi)芘c二甲硅油以任意比例混溶，對(duì)選取的二甲硅油的紅外特征吸收無干擾且具有低揮發(fā)性，為本試驗(yàn)的溶劑選擇提供了依據(jù)。本研究是對(duì)西甲硅油乳劑含量測(cè)定方法的探討，需破乳后用提取劑提取，方可對(duì)西甲硅油進(jìn)行測(cè)定，目前國(guó)內(nèi)外已報(bào)道的測(cè)定西甲硅油含量的方法，采用甲苯或正己烷作為西甲硅油的溶劑，但甲苯在提取過程容易乳化[17]，造成分層困難，加上甲苯屬于易制毒類的管控試劑，購買使用較煩瑣，最終選擇正己烷作為溶劑。繼而對(duì)正己烷、液體石蠟以及西甲硅油三者的溶解情況進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)3種試劑可以任意比例混溶，且正己烷、液體石蠟對(duì)西甲硅油的紅外特征吸收無干擾，并且在加入液體石蠟后能有效降低正己烷的揮發(fā)性，故本研究采用液體石蠟作為稀釋劑。

3.4 其他

本方法受外界環(huán)境影響小，適用范圍更廣，尤其適用于濕度較高、KBr窗片不易于保存的地區(qū)，如長(zhǎng)三角區(qū)域；由于KBr窗片容易吸濕導(dǎo)致窗片發(fā)毛，需要經(jīng)常更換，此方法省去了KBr窗片的應(yīng)用，在檢測(cè)費(fèi)用上也更加低廉；在簡(jiǎn)便性上不用液體池，直接滴在檢測(cè)平臺(tái)上即可，省時(shí)省力；減少了有機(jī)溶劑如正己烷或甲苯的揮發(fā)性，這兩個(gè)有機(jī)溶劑對(duì)人體均有危害，因此可以減少操作人員的意外吸入。本方法的不足之處是不能大批量、長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行含量測(cè)定，因?yàn)樵诓僮鬟^程中發(fā)現(xiàn)ATR操作臺(tái)在長(zhǎng)時(shí)間使用后，會(huì)造成發(fā)熱，繼而加速混合溶劑中正己烷的揮發(fā)，影響試驗(yàn)結(jié)果。除此之外，本試驗(yàn)并未考察正己烷與液體石蠟的混合比例是否對(duì)試驗(yàn)結(jié)果存在影響，所以在混合體系的比例方面還有待于進(jìn)行進(jìn)一步研究。