使用FTIR鉴定包装材料以实现质量控制和假冒药物检测

包装材料的成分和质量对药品的性能、功能和生产成本具有很大的影响。包装不当 会导致药物中的活性药物成分 (API) 更快降解，并缩短保质期。在包装过程或包装材 料供货早期检测出问题、杂质或不正确的聚合物成分，可以避免从消费者处召回有 缺陷的最终产品带来的高成本损失。 在鉴定制药、涂料和化学工业中所用聚合物、填料和添加剂的化学成分方面，中红 外 FTIR 光谱具有悠久的历史。中红外光谱通常被称为材料的指纹谱图。这是因为该 技术提供了丰富的细节，并能地确认已知成分。FTIR 光谱是一种快速且易于操 作的技术，广泛用于筛查聚合物和其他包装材料。 FTIR 光谱可用于： – 定性并鉴定药品包装要用的原材料是否合规 – 包装生产过程中的材料质量保证 (QA) – 通过比较正品与来源不明产品的塑料包装成分差异，来鉴定疑似假冒药品.

本应用简报的重点是使用 Agilent Cary 630 FTIR 光谱仪分析药 品包装中所用的聚合物。本应用简报提供以下信息： – 非处方感冒/流感品牌药和仿制药包装的 FTIR 光谱之间的 差异。从泡罩包装所含聚合物的光谱中观察到的差异表 明，FTIR 光谱可帮助解释任何包装质量控制 (QC) 问题 – 通过分析包装材料来检测假冒药品。高质量假药及其包装 的获取渠道受到严格限制。因此，本研究分析的材料代表 了在假冒产品和正品包装中观察到的成分差异 – Cary 630 FTIR 在 USP 第 <661.1> 章中塑料结构材料概述 的药品包装法规中的应用[1]

本章节要求使用红外光谱 (IR) 鉴定用于组成药品包装系统的 塑料材料。红外光谱仪必须能够“以透射模式测量或配备内反 射附件”[1]。 USP 通则 <854> 概述了中红外光谱仪的仪器确认要求，并将 衰减全反射 (ATR) 光谱法描述为一种内反射技术[3]。此外， USP 通则 <197> 接受 FTIR 作为合适的鉴定方法，并将其称为 “药典专著中使用最广泛的化学鉴定方法”[4]。

仪器 本研究采用配备 KBr 光学元件的 Cary 630 FTIR 主机和钻石 晶体的 ATR 附件a 。使用 Agilent MicroLab FTIR 软件采集数 据并自动将样品光谱与谱库中标准聚合物的光谱进行比较。 MicroLab 是一款简单易用的可视化软件，操作界面设计可逐 步指导用户完成分析工作流程（图 1）。

材料与方法 在药店购买非处方感冒液体胶囊泡罩包装药物。总共购买了五 种仿制和四种品牌药。对泡罩包装样品的透明聚合物泡罩内外 进行测量（图 2A），并对外层铝箔（封盖）的未印字部分进 行测量（图 2B）。

结果与讨论 包装材料的表征 对非处方仿制药和品牌药的包装进行比较。泡罩包装的透明塑 料材料通常由双层聚合物组成（图 2A）。使用粘合剂将封盖 或铝箔（图 2B）粘到塑料泡罩上，以密封产品。完整的泡罩 包装为药品提供了干燥稳定的环境。泡罩包装中使用的双层聚 合物的组成对泡罩包装的水蒸气渗透性有很大影响。水蒸气渗 透性以水蒸气透过率 (WVTR) 来衡量。 聚氯乙烯 (PVC) 的鉴定 硬质聚氯乙烯 (PVC) 是一种行业标准泡罩包装材料，具有低 水蒸气透过率和的热成型特性。在每一个经过测试的泡罩 包装中都至少有一层含有这种物质。最基本且成本最低的泡罩 包装结构是 PVC/PVC 双层，所测试的五种感冒仿制药中有一 种采用了这种结构。正如本研究中的观点，所有品牌药的外泡 罩层均采用聚三氟氯乙烯 (PCTFE)，内层则采用 PVC。

图 3 显示了仿制药产品的外泡罩层（红色）与品牌药内泡罩 层（紫色）光谱的比较。泡罩聚合物是 PVC，其中含有约 2%–3% 的共聚物，如聚丙烯酸酯或聚醋酸乙烯酯，这可以由 1736 cm-1 处存在弱酯羰基键来证明。该共聚物的浓度因制造 商而异，如图 3 所示。因此，1736 cm-1 处的谱带可以用于正 品包装材料的质量控制检查或确认。

在图 4 中，显示了另一种品牌药的内层 PVC（红色）与仿制 药的外层 PVC（蓝色）的叠加光谱。红色光谱在 3026 cm-1 、 2915 cm-1 、2850.5 cm-1 、1639 cm-1 、1601 cm-1 、1492 cm-1 、 964 cm-1 、911 cm-1 、755.5 cm-1 和 698 cm-1 处观察到额外的 SBR 吸收。这些吸光谱带的强度与 PVC 中的 SBR 浓度成正 比。使用 Cary 630 FTIR 和 MicroLab FTIR 软件可以测量 SBR 的浓度。

FTIR 能够检测出泡罩聚合物中少量的 SBR 共聚物，可作为仿 冒品鉴定手段。为了简单验证包装真伪，可以将具有特定红外 特征的化合物添加到药品的一级或二级包装中。

聚偏二氯乙烯 (PVDC) 的鉴定 通常，PVC 用作仿制药泡罩包装的外层，聚偏二氯乙烯 (PVDC) 用作内层，面朝产品和封盖。PVDC 层使 WVTR 降低 到 1/10–1/5 [7]，但这也使得泡罩包装的生产成本更高。图 6 显示了在 Cary 630 钻石晶体 ATR 附件上采集的一个仿制药样 品的 PVDC 复合层红外光谱。

FTIR 在鉴定假药包装中的应用 FTIR 分析最重要的优点之一是它能够快速测量单个样品的多 个部分。此功能可实现制造过程中的额外质量保证，或提供假 药应用中的篡改证据。图 8 显示了通过 FTIR 鉴定假冒包装的 示例，该图是对泡罩包装纸质背衬的分析结果。大多数泡罩包 装（品牌药或仿制药）的背衬都使用微晶纤维素纸粘在铝箔薄 膜上（图 8 红色）。对一种品牌药泡罩包装（图 8 蓝色）的红 外分析显示其使用了含有高浓度填充剂的聚合物背衬材料。 聚合物背衬材料的红外光谱表明，材料中包含苯乙烯-丙烯酸酯 共聚物（3060 cm-1 、3026 cm-1 、1729 cm-1 等），且含有较高 含量的碳酸钙（1420 cm-1 、874 cm-1）和高岭土（3690 cm-1 、 1026 cm-1、910 cm-1 等）。检测到相对低含量的苯乙烯-丙烯 酸酯共聚物再次表明添加红外敏感聚合物对于鉴定假冒药泡罩 包装非常有效。 独特的指纹式红外谱图可以快速鉴定是否发生了包装替换。 配备 ATR 采样附件的 Cary 630 FTIR 可以测量一级和二级包 装，并与已知参比标样进行比较[5]。一级包装如泡罩包装会与 药品直接接触，而二级包装如感冒药盒会与一级包装组件直 接接触。

结论 配备钻石晶体 ATR 附件的 Agilent Cary 630 FTIR 可以快速轻 松地鉴定品牌和仿制感冒药泡罩包装材料之间的差异。 在这项研究中，我们观察到品牌药使用的一级包装包含比仿 制药泡罩包装中使用的标准 PVC 更昂贵的泡罩聚合物双层成 分。即使是不同品牌药泡罩包装中使用的类似 PVC 材料， 也包含不同量的苯乙烯-丁二烯共聚物，这些共聚物可以通过 Cary 630 FTIR 进行精确检测和测量。 按照 USP 章节 <661.1> 的要求，Cary 630 FTIR 使用 MicroLab 软件中的谱库定性方法进行聚合物筛查，展示了其聚合物鉴 定能力。该软件自动将聚合物测试样品的 FTIR 光谱与 USP <661.1> 中描述的参比标样库中包含的光谱进行比较，给出匹 配度值。匹配度值是衡量样品与 USP 聚合物参比标样匹配程 度客观、可量化的指标。 通过这种方法观察到的谱图差异通常很细微，但意义重大。它 们可以鉴定包装使用的聚合物中存在的无意差异，这些差异可 能会导致产品质量问题和代价高昂的产品召回。它们也可能提 示假冒药。如果包装材料不符合厂家的标准，那么药品可能也 不符合。 Cary 630 FTIR 具有鉴定假冒药品、应对 QC 和 USP 章节 <661.1> 合规性问题的能力和灵活性。

来源：上海斯迈欧分析仪器有限公司