利用溶液色差值與吸光度的相關(guān)性建立頭孢西丁鈉溶液顏色的儀器測定方法

劉海濤?侯金鳳?寇晉萍?劉琦?齊麟

摘要：目的 建立一種客觀量化的注射用頭孢西丁鈉溶液顏色的儀器測定方法。方法 借助色差計考察色差值與溶液吸光度的相關(guān)性，選擇相關(guān)性最強的波長作為檢測波長，并在該波長下對注射用頭孢西丁鈉溶液顏色的藥典標準進行限度轉(zhuǎn)換。結(jié)果 建立了在420 nm波長處測定注射用頭孢西丁鈉吸光度的溶液顏色儀器測定方法，吸光度限度規(guī)定為不得過0.17。結(jié)論 該方法能夠準確量化測定并表述注射用頭孢西丁鈉的溶液顏色，為更好的研究與控制藥品質(zhì)量提供了數(shù)據(jù)支持，也為其他藥品的溶液顏色檢查從粗略的目視法轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳柿炕膬x器法提供了參考。

關(guān)鍵詞：注射用頭孢西丁鈉；色差計；溶液顏色檢查法；相關(guān)性；限度轉(zhuǎn)換；精準量化

中圖分類號：R978.1文獻標志碼：A

Abstract Objective To establish an objective quantified method for color determination of cefoxitin sodium solution for injection. Methods? The correlation between the color difference value and the absorbance of the solution was investigated by the chromatic meter， and the wavelength with the strongest correlation was selected as the detection wavelength， and the color limit of cefoxitin sodium solution for injection was determined by investigating the absorbance value of the corresponding standard colorimetric solution at the selected detection wavelength. Results A method for the determination of the color of cefoxitin sodium solution for injection was established. The absorbance of the solution was determined at 450 nm wavelength and should not exceed 0.17. Conclusion This method can accurately quantify the solution color of cefoxitin sodium for injection， which provides data support for better research and control of drug quality， and also provides a reference for the transformation of solution color inspection of other drugs from rough visual methods to precise quantitative instrument methods.

Key words Cefoxitin sodium for injection; Chromatic meter; Solution color test; Correlation; Limit conversion; Precise quantization

藥品溶液的顏色與藥品本身的性質(zhì)、純度和雜質(zhì)的含量有著密切的關(guān)系，是藥品內(nèi)在質(zhì)量的一個客觀表征，各國藥典都用以作為藥品質(zhì)量控制的一個重要檢查項目[1]，藥品顏色的變化是其內(nèi)在質(zhì)量改變最直觀的表現(xiàn)，往往意味著降解物的產(chǎn)生、增加，純度或主成分含量的降低[2]，由于對藥品中與顏色相關(guān)的雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)、分析等仍有待深入的研究，目前無法通過對特定有色雜質(zhì)的直接分析來控制藥品的顏色，因此，各國藥典均收載有藥品溶液顏色檢查法的通則[3-4]。目前藥品溶液顏色檢查大多采用目視法，即將供試品溶液與相應(yīng)的標準比色液進行同條件下的目視比較[5]。目視法是一種經(jīng)典的顏色檢查方法[6]，其以直觀、簡捷的特性一直為各國藥典藥品溶液顏色檢查的首選方法且仍將被繼續(xù)廣泛使用[7]。但因其僅能對顏色進行主觀粗略的描述，不能進行精確量化的測定和變化趨勢的細致研究，一旦遇到色調(diào)與標準比色液不匹配，或顏色深度達到限度邊緣時，目視檢查難以避免主觀因素的影響。因此，使用儀器對顏色進行測定就顯得非常必要。

目前，儀器測定溶液顏色的方法常見的有可見光區(qū)吸光度測定法和色差計法，這兩種方法均在《中國藥典》2020年版通則0901中收載。其中吸光度測定法采用普及性較強的紫外可見分光光度計測定。但目前對檢測波長和吸光度限值的制訂缺乏科學系統(tǒng)的指導原則。

色差計法依據(jù)自然界中每種顏色均可用選定的、能刺激人眼中3種受體細胞的紅、綠、藍三原色，按適當比例混合而成這一原理建立。使用三刺激值（分別以X、Y、Z表示）參數(shù)，可在給定的三色系統(tǒng)中表征待測色的3個原刺激量。色差在上述色度指數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了明度指數(shù)L *，在CIE Lab均勻色空間中，三維色坐標L *a *b? *與三刺激值X、Y、Z和色差之間的關(guān)系如下：

以上公式僅適用于X/Xn、Y/Yn、Z/Zn >0.008856時。式中X、Y、Z 為待測樣品的三刺激值；Xn、Yn、Zn 為完全漫反射體的三刺激值；ΔE * 為供試品色與標準比色液色的色差[8]。

采用色差計檢測藥品溶液的顏色較吸光度法更為直接和靈敏，但色差計的普及率和成熟度不如紫外-可見分光光度計，且目前儀器也無法通過自檢保證每次實驗結(jié)果的一致性，實驗時需采用標準比色液對色差計進行校準。鑒于標準比色液的配制較為繁復，本實驗以頭孢西丁鈉為例，借助紫外-可見分光光度計-色差計（具備測定吸光度和色差值的功能），探討注射用頭孢西丁鈉溶液色差值與吸光度的相關(guān)性，獲得吸光度測定的最有效吸收波長；通過對穩(wěn)定性試驗樣品的考察，對《中國藥典》2020年版注射用頭孢西丁鈉標準正文項下已有的溶液顏色檢查項的限度進行對應(yīng)轉(zhuǎn)換，確定其吸光度限值。在不改變質(zhì)控標準的前提下，快速實現(xiàn)了對溶液顏色進行精確、數(shù)字化的表征與測定，使其更便于用對注射用頭孢西丁鈉溶液的顏色開展深入細致的穩(wěn)定性變化趨勢考察，以及仿制藥品與參比制劑之間的對比研究。

1 儀器設(shè)備與試藥

1.1 儀器

紫外-可見分光光度計-色差計（具備測定吸光度和色差值功能），型號Color i5 ，購自Xrite公司；紫外-可見分光光度計，型號：TU1901，購自普析通用公司。

1.2 試藥

標準比色液，批號 20001，購自天津市天大天發(fā)科技有限公司；注射用頭孢西丁鈉，國內(nèi)某企業(yè)產(chǎn)品和參比制劑，具體信息詳見表1。

2 方法與結(jié)果

2.1 色差值及吸光度測定

供試品溶液? 取上述7種供試品各3支，每支用水溶解并制成含頭孢西丁100 mg/mL的溶液，合并，混勻后備用。每批次樣品平行配制兩份。

測定法 取上述供試品溶液，使用紫外-可見分光光度計-色差計分別測定其a *值、b *值及與水的色差值（ΔE）；同時在波長420～450 nm范圍內(nèi)，間隔5 nm進行各波長下的吸光度測定。

2.2 實驗結(jié)果

2.2.1 供試品溶液色調(diào)的考察

上述供試品溶液按“2.1”項下方法測得的a*值、b *值、與水的色差值（ΔE）以及目視檢測結(jié)果詳見表2。

根據(jù)圖1顏色色系模型[9]，上述各供試品溶液的a *值、b *值的結(jié)果分布在黃色和黃綠色范圍內(nèi)，即供試品溶液的色調(diào)介于黃色至黃綠色調(diào)之間。從目視觀察來看，供試品溶液的色調(diào)判斷為接近黃色調(diào)，但接近的程度不太一致。

2.2.2 檢測波長的確定

不同波長供試品溶液吸光度測定結(jié)果見表3。以各溶液的ΔE為橫坐標，每個波長下的吸光度為縱坐標，分別進行線性回歸，計算相關(guān)系數(shù)。

從表3可以看出：相關(guān)系數(shù)R在420 nm波長處最大，表明在該波長處溶液的吸光度與ΔE值的相關(guān)性優(yōu)于其他波長，以此確定420 nm作為注射用頭孢西丁鈉溶液顏色儀器檢測法的檢測波長最為適宜。

2.2.3 限度的確定

《中國藥典》2020年版中注射用頭孢西丁鈉標準正文項下規(guī)定溶液的顏色不得比黃色或黃綠色8號標準比色液更深[8]。根據(jù)“2.2.1”供試品溶液色調(diào)的考察結(jié)果，本次實驗所用供試品溶液色調(diào)也介于黃色與黃綠色調(diào)之間，因此考察《中國藥典》黃色與黃綠色系列標準比色液的色差值及吸光度。測定結(jié)果詳見表4。

從表4數(shù)據(jù)看到，黃色8號與黃綠色8號標準比色液吸光度均為0.17，因此，限度可定為0.17。

2.2.4 測定用溶液穩(wěn)定性的考察

按照“2.1”項下方法配制供試品溶液（批號：2110172），每隔0.5 h測定該溶液的色差值與吸光度，詳見表5。

從表5可以看出，注射用頭孢西丁鈉溶液配制后，4 h內(nèi)色差值有上升趨勢，吸光度也有變化，但幅度較小，目視觀察幾乎無差別。

2.2.5 ? 轉(zhuǎn)換后的注射用頭孢西丁鈉溶液顏色儀器測定方法

取本品5瓶，按標示量分別加水制成約含0.1 g/mL的溶液，照紫外-可見分光光度法（《中國藥典》2020年版四部通則0401），自溶液制備后1 h內(nèi)在420 nm的波長處測定吸光度，不得過0.17。

3 討論

（1） 目視法檢查溶液的顏色有著不可克服的先天缺陷：①靈敏度低和精密度差，表現(xiàn)在測定和表達兩方面。在藥品的質(zhì)量標準中，溶液的顏色檢查項是對藥品內(nèi)在質(zhì)量的間接檢測，其檢測結(jié)果和限度規(guī)定應(yīng)與藥品內(nèi)在質(zhì)量相結(jié)合，但目視法的粗略會使結(jié)合的緊密性、科學性受到限制。②主客觀影響因素多：如視覺差異、照明條件乃至心理因素等，使得檢查結(jié)果重現(xiàn)性差。③偏色調(diào)樣品和合格邊緣樣品難于判斷。即便是相同品種的藥品，有時也會因為各生產(chǎn)廠工藝的不同，雜質(zhì)種類不同等原因引起色調(diào)的不同，常常出現(xiàn)藥品的色調(diào)介于兩種標準比色液之間，甚至不在6種標準比色液色調(diào)范圍，使得目視無法判斷，也沒有量化的客觀指標。限度邊緣樣品也存在同樣問題，合格與否完全憑經(jīng)驗主觀判定，極易引起檢驗結(jié)果的差異或糾紛。利用本實驗建立的方法能夠很好地克服目視法的上述缺陷，較為精密準確地測定注射用頭孢西丁鈉的溶液顏色，為更好的研究與控制藥品質(zhì)量提供了數(shù)據(jù)支持。因此，可在需要精細研究和精準判斷方面取代目視法在實際中的應(yīng)用。

（2）《中國藥典》2020年版注射用頭孢西丁鈉標準正文項下雖然已經(jīng)設(shè)立了溶液的顏色檢查項，規(guī)定為含頭孢西丁100 mg/mL的溶液不得比黃色或黃綠色8號標準比色液更深。但8號比色液顏色較深，注射用頭孢西丁鈉在效期24個月時溶液顏色已經(jīng)接近限度，用目視法基本無法靈敏準確地判定合格與否。且這個規(guī)定還包含了兩種色調(diào)，藥品有時就介于這兩種色調(diào)之間，選擇哪種標準比色液都不完全一致，給目視檢測帶來巨大難度。所以本品在進行穩(wěn)定性考察監(jiān)控顏色變化趨勢時，或在仿制藥研發(fā)中與參比制劑進行細致比較時，藥典方法與限度都很難適應(yīng)研究的需要。

（3） 進行溶液顏色檢查時，制備供試品溶液的溶劑首選水。當由于溶解度或穩(wěn)定性等原因使得水不適用時，也可改用該藥品在臨床使用時的溶解溶劑。

（4） 有些藥品溶液的顏色在制備后僅在一定時間內(nèi)穩(wěn)定，通常情況下，如果溶液顏色能在2 h內(nèi)穩(wěn)定即可認為滿足實驗分析的需要；如果溶液顏色有不穩(wěn)定趨勢，可在標準中進行實驗時間提示；如果溶液顏色不能在制備后0.5 h內(nèi)保持穩(wěn)定，則應(yīng)考慮更換溶劑。

（5） 確定限度時，如供試品溶液色調(diào)介于兩種色調(diào)之間，可使用兩種色調(diào)吸光度的平均值作為供試品溶液顏色的吸光度限值。

參 考 文 獻

王國蘭， 寇晉萍， 余立， 等. 注射用粉針溶液顏色限度的制訂[J]. 中國藥品標準， 2004， 5（4）： 23-25.

姜俊. 談藥品外觀顏色的確定及有色雜質(zhì)的控制[J]. 齊魯藥， 2009， 28（9）： 537-538.

Pack B W， Montgomery L L， Hetrick E. Modernization of physical appearance and solution color tests using quantitative tristimulus colorimetry： Advantages， harmonization， and validation strategies[J]. J Pharm Sci， 2015， 104： 3299-3313.

International Commission on Illumination. ISO/CIE Publication ISO 23603/CIE S012 （previously designated as CIE Publication 51.2）. Standard method for assessing the spectral quality of daylight for visual appraisal and measurement of color[R]. 2004. standards.globalspec.com.

ASTM International. ASTM E308-18. Standard practice for computing the colors of objects by using the CIE system[R/OL]. West Conshohocken， PA： ASTM International， 2017. www.astm.org/e0308-08.html .

Judd D B， Chamberlin G J， Haupt G W. The ideal Lovibond color system[J]. J Res NIST， 1962， 66C（2）： 121-136.

馬穎， 祁景琨， 王冠杰， 等. 標準物質(zhì)特性分析和量值溯源中應(yīng)注意的事項[J]. 中國藥事， 2012， 26（11）： 1228-1230.

國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典2020年版四部[S]. 2020： 122-123.

周怡.“溶液顏色檢查法”判定標準色系模型的建立與應(yīng)用[D]. 北京： 中國協(xié)和醫(yī)科大學， 2011年第S1期.