摘要制药生产所用乙醇必须具备高纯度,且符合药典标准。本应用简报介绍了使用Agilent Cary 3500 多功能紫外-可见分光光度计搭配可变长光程支架,按照美国、欧洲和日本药典中的乙醇专论,对两种乙醇样品进行纯度验证。在所检测的两个乙醇样品中,96% 未变性乙醇样品符合要求,而 100% 未变性乙醇样品的杂质吸光度不满足可接受标准。本应用简报还重点介绍了如何使用 Agilent Cary UV Workstation 软件创建简单、高效的常规质量检测流程。
前言紫外-可见 (UV-Vis) 光谱法是一种快速、灵敏且无损的检测方法,广泛应用于制药行业的质量控制 (QC)。该方法通常需要使用标准的 10 mm 光程比色皿来测量材料的吸光度,QC 实验室可依据检测结果,对目标分析物进行定量或定性分析。在紫外-可见光谱检测中,分光光度计的光度响应遵循朗伯-比尔定律,即样品吸光度与样品光程之间呈线性关系。光程是入射光在样品中穿过的距离。将比色皿光程从 10 mm 增加到50 mm,可以提高样品的吸光度,有助于对峰强度较低的组分实现更准确的定量。反之,如果样品浓度较高,超出系统的线性动态检测范围,则可以使用光程较短的比色皿[1]。在制药行业中,乙醇被广泛应用于药品生产环节,常用作消毒剂、溶剂以及防腐剂。由于乙醇具有两亲性结构,可以溶解亲水性物质和亲脂性物质,因此可作为介质来溶解各类药物制剂的关键成分。乙醇的双重特性还能够破坏微生物细胞膜、使蛋白质变性,以此抑制微生物生长,该作用机制对于药品消毒与防腐至关重要[2]。
因此,制药生产所用乙醇必须符合药典标准,以保障药品的安全性、有效性与质量。美国药典 (USP)[3]、欧洲药典 (EP)[4] 以及日本药典 (JP)[5] 均规定,采用紫外吸收光谱法在指定波长下检测乙醇中的杂质(表 1)。该检测要求:样品吸收光谱曲线应呈平稳下降趋势,无明显吸收峰与肩峰;若出现吸收峰或肩峰,则可作为样品中存在杂质的定性指标。由于杂质的吸光度较低,USP、EP 和 JP 要求使用 50 mm 比色皿来提高灵敏度和检测能力。

实验部分样品前处理空白:量取 17 mL Milli-Q 水 (Millipore, USA) 转移到安捷伦50 mm 光程矩形石英比色皿(部件号 6610016100)中,制得空白。样品:将两种市售乙醇样品(Chem-Supply,部件号 EL043-20L-P,100% 未变性,)各取 17 mL分别转移到单独的 50 mm 光程石英矩形比色皿(部件号6610016100)中,制得待测样品。为了减少蒸发,所有比色皿均加盖密封。仪器:准备好样品后,使用 Cary 3500 多功能紫外-可见分光光度计和可变长光程比色皿支架(设置为 50 mm)测量其吸光度。测试所用仪器参数列于表 2。

结果与讨论使用 Cary UV Workstation 软件中的自定义计算器,评估乙醇样品在美国、欧洲和日本药典指定波长下的吸光度值,这些药典均规定了可接受的杂质吸光度限值。使用批次扫描功能,采集乙醇样品在 235–340 nm 波长范围内的紫外-可见光谱,并观察吸光度曲线的形态。使用 End-of-sequence analysis(序列后分析)功能自动识别指定波长范围内的最大吸光度,并确定乙醇样品是否符合可接受标准(图 2)。
使用水(空白)测量基线后,Cary UV Workstation 软件生成了两个乙醇样品的连续光谱,并根据图 2 中设定的End-of-sequence analysis 参数生成了吸光度表。

图 2. 使用 Agilent Cary UV Workstation 软件内置的 End-of-sequence analysis(序列后分析)功能进行乙醇评估。该计算器支持使用样品元数据创建自定义公式,这些公式可以保存在方法中,以提高效率并尽可能减少出错
如图 3 所示,100% 未变性乙醇(蓝色曲线)满足三项吸光度标准中的两项,仅在 240 nm 处超过了 0.4 的阈值。但该样品的光谱曲线整体平滑下降,无明显凸起或肩峰,表明样品仅存在痕量杂质,不存在污染或大量常规杂质。96% 未变性乙醇(红色曲线)满足所有三项吸光度标准,其光谱曲线整体呈平稳下降趋势,但在 260–290 nm 区间存在一处凸起。该凸起表明样品含有杂质,但其含量处于药用标准允许范围内。由于96% 未变性乙醇样品符合美国、欧洲和日本药典规定的所有三项吸光度标准,因此可用于制药应用,而 100% 变性乙醇样品则不满足药用要求。

生成报告在制药行业,报告必须准确且可追溯,以确保重现性与合规性。Cary UV Workstation 软件通过集成的 Agilent OpenLab 软件包,可满足上述需求。该软件包具备管理控制功能(包括审计追踪),能够保障数据安全采集与存储,符合 FDA 21CFR Part 11 和欧盟附录 11 的要求[6]。检测完成后,软件可自动生成扫描报告(PDF 和/或 CSV 格式),汇总仪器参数、样品信息和计算参数等重要信息,且内容格式可按照用户自定义需求调整(图 4)。然后可以将这些关键参数作为专属检测方法保存在 Cary UV Workstation 软件中,后续乙醇纯度质量检测可直接调用,从而简化流程,无需再每次分析都手动设置序列参数。

值得信赖的系统,更高的数据可靠性对于需要使用长光程比色皿的分析,Cary 3500 多功能模块配备了独特的可变光程支架,适用于矩形和圆柱形比色皿[1]。该支架包含内置卡槽,用户无需使用任何工具即可快速、可重复地切换 20、40、50 和 100 mm 四档光程,省去耗时的校准程序(图 5)。氘灯或钨灯等传统紫外-可见光源必须每年更换,更换流程耗时且成本较高。Agilent Cary 3500 多功能紫外-可见分光光度计配备脉冲氙灯,无需预热,同时节省了更换成本。该光源享有 10 年质保。此外,在使用紫外-可见分光光度计开展任何分析之前,制药实验室必须验证其仪器是否符合运行要求。全球各国药典均明确规定了应如何测试仪器的操作范围。Cary UV Workstation软件可自动执行这些测试,使实验室能够轻松验证其仪器是否符合多种药典(USP、EP、JP)的要求[7]。
结论Agilent Cary 3500 多功能紫外-可见分光光度计搭配可变光程比色皿支架,在依据全球药典标准检测乙醇杂质时,展现出的检测性能。这充分证明该系统适用于药品级质量控制。该系统配备 Agilent Cary UV Workstation 软件,且脉冲氙灯享有 10 年更换质保,操作界面简洁易用,硬件符合 USP、EP、JP 全球药典要求,能够长期稳定运行、维护成本低。优化的工作流程可实现准确的常规光度质量检查,以确保产品符合医药级标准。