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电火花放电检漏技术在参附注射液质量控制的应用研究

周学兴,董礼,张彬 

(华润三九(雅安)药业有限公司, 雅安 625000)

【摘要】  目的  研究电火花放电检漏技术在参附注射液生产质量控制的可行性。方法  在参附注射液瓶两极施加10KV~26KV电压,通过微电流判断存在泄漏缺陷的样品,并对通过放电检测的样品的理化指标进行检测,观察放电后样品质量的变化情况。结果  电火花放电检漏技术能够检测出存在泄漏缺陷的样品;在短暂放电过程中,参附注射液化学成分没有发生显著变化。  结论  电火花放电检漏技术用于参附注射液泄漏缺陷的质量控制灵敏可靠,对产品质量无影响,可用于参附注射液生产质量控制。

【关键词】 参附注射液 电火花放电检测 质量控制

 

Study on electric spark leak detection technology to

Shenfu Injection quality control

Zhou Xuexing,Dong Li,Zhang Bin

 Ya'an san jiu Pharmaceutical Co., Ltd. (Ya'an 625000)

AbstractObjective  To study on the feasibility of quality control to Shenfu Injection by electric spark leak detection technology.  Method  It performed a judgement of leakage defect samples through micro current by  10KV 26KV voltage application between two poles of bottle.  It detected the chemical indexes of samplesand observed the quality change. Result  The electric spark leak detection technology could detect samples with leakage defects. There was no significant change in chemical composition of Shenfu injection during transient discharge. Conclusion   Electric spark leak detection was sensitive and reliable to the quality control of Shenfu injection. And there was no effect on the quality of the product. It could be used for the quality control of Shenfu injection.

Key wordsShenfu InjectionElectric spark leak detection,quality control

参附注射液是依据宋代严用和《济生方》中经典方“参附汤”研制成的现代中药制剂。具有回阳救逆,益气固脱功能,主治阳气暴脱的厥脱症(感染性、失血性、失液性休克等),也可用于阳虚(气虚)所致的惊悸、怔忡、喘咳、胃疼、泄泻、痹症等[1]

参附注射液由红参、附片经提取、精制、配制、灌封、灭菌制成。红参为五加科植物人参Panax ginseng C.A.Mey.的栽培品经蒸制后的干燥根和根茎[2],主要含有皂苷类、挥发油类、脂及类脂类、胆碱、糖类、有机酸类、氨基酸类、维生素类、色素以及无机成分等[3,4];附片为毛茛科植物乌头Aconitum carmichaelii Debx.的子根的加工品经炮制而成[2],主要含有多种生物碱以及尿嘧啶等成分[3,4]

高压放电检漏法,是将电极布置在容器可能泄漏处,施加高频电压,至电极与容器间产生电火花。当容器不泄漏时,容器容抗大,电路中产生较小的电流;若容器发生泄漏,则容器容抗发生变化,电路中电流会显著大于正常时电流;从而发生泄漏的容器就被检出,该方法的检出精度很高,可检出0.1 μm的泄漏微孔,高压放电检漏主要特点包括:高效率、高准确度、高安全性、零污染、通用性强、控制先进等[5,6,7,8]

高压放电检漏原理示意图         高压放电检漏检出信号图         高压放电检漏检出信号对照图

检漏操作是中药注射剂生产过程中质量控制的一个非常关建的环节,其作用是检出安瓿熔封时可能存在的毛细孔、玻璃瓶胶塞封口轧盖后可能的漏气点,安瓿和玻璃瓶在输送、转运中相互碰撞造成的裂纹以及注射剂的各种安瓿瓶和玻璃瓶装药液后的漏气。《药品生产质量管理规范(2010修订)》附录1:无菌药品,第十三章,第七十七条明确规定:无菌药品包装容器的密封性应当经过验证,避免产品遭受污染,熔封的产品(如玻璃安瓿和塑料安瓿)应当作100%的检漏试验,其它包装容器的密封性应当根据操作规程进行抽查[9]

高压放电检漏是利用外加高压电场,检测电路中的电流来实现检漏的目的。在高电场作用下,化学成分可能会发生电离;在放电过程中,处于放电过程的介质会受到电子轰击被激发成不稳态,从而催化化学反应进行。已经有报道称,美国Hospira公司引进的1台高电压放电检漏机在检漏过程中,瓶内产生微量臭氧,导致产品化学成分降解[10]。因此,在引进高压放电检漏技术的时候,必须考察生产检测产品药液在经过放电后化学成分的稳定性,如果发现放电前后化学成分含量发生了变化,则高压放电检漏技术不适用该药品。

为加快中药现代化的进程,提升参附注射液质量控制的整体水平,降低色水检漏法存在的漏检混淆风险[10],确保临床用药安全,提高劳动生产率,通过课题研究,给出高压放电检漏用于参附注射液生产质量控制的最终效果和质量影响评价结果,为引进全自动高压放电检漏设备提供技术支持。

1、实验仪器及试剂材料

1.1、仪器设备

电火花高电压放电检漏小试试验仪器(乐嘉文北京实验室);

Agilent 1260/1100高效液相色谱仪(安捷伦科技有限公司);

岛津UV-2450紫外可见光分光光度计(日本岛津公司);

Thermo LCQ-FLEET 液质联用仪(美国热电公司);

METTLER TOLEDO AE-240电子天平(梅特勒-托利多公司);

Waters e2695高效液相色谱仪;

Waters 2998二级阵列管检测器(沃特世公司)等。

1.2、试剂及对照品

色谱乙腈(meck)、色谱甲醇(meck)、无水乙醇(分析纯,成都科龙);

人参皂苷Rg1/ Re/ Rf/ Rb1/ Rg2/ Rc/ Rh1/ Rb2/ Rb3/ Rd/ Ck(对照品,中国药品质量检定研究院);

尿苷(Uridine,99%,Lot:A017402701,C.A.S.:58-96-8,ACROS ORGANICS,New Jersey,USA)、鸟苷(Guanosine,99%,Lot:A018147001,C.A.S.:118-00-3,ACROS ORGANICS,New Jersey,USA)、腺苷(Adenosine,110879-200202,中国药品生物制品检定所)。

苯甲酰新乌头原碱、苯甲酰次乌头原碱、苯甲酰乌头原碱、新乌头碱、次乌头碱、乌头碱(对照品,中国药品质量检定研究院)

1.3、试验样品

参附注射液50ml规格、10ml规格漏气和有碰撞痕迹的不合格品,雅安三九药业有限公司提供。参附注射液正常产品50ml规格、10ml规格,雅安三九药业有限公司生产。

1 收集到的各类泄漏样品供实验室检漏效果研究用

品种

规格

数量

备注

参附注射液

10ml

5支

人工判断惊裂

2支

0.1微米孔(制备样)

2支

尖刺

50ml

2瓶

漏气(外观完好长菌)

50ml

15

蝴蝶斑

2 正常产品供考察高压放电影响实验室试验研究用

品种

批号

规格

送检漏数量

不放电留样量

附注射液

Z-120505

50ml

19瓶

19瓶

Z-120505

10ml

40支

40支

2、试验方法与结果

2.1、检漏效果试验及结果

实验室用高电压检漏仪对参附注射液样品进行检测,高压放电电压参数为10KV~26KV,接收电极长度为20mm~30mm,检出信号值设定为2~4。结果见表

3 10ml参附注射液检漏试验及结果

外观缺陷位置  数量      检测结果             备注

底部裂纹

3支

检出

16kV可以检出

肩部裂纹

1支

检出

16kV可以检出,18kV直接放电(检测点离接收电极近,电压高出现直接放电)

瓶身裂纹

1支

检出

20kV可以检出

底部微孔

2支

检出

0.1μm微孔,16kV可以检出

顶部尖刺

2支

检出

12kV可以检出

注:渗漏位置在高压下有大量细小的气泡产生,正常样品无明显变化。

4  50ml规格大容量参附注射液检漏试验及结果

外观缺陷位置    数量     检测结果               备注

底部惊裂

1支

检出

14kV可以检出

肩部蝴蝶斑

1支

未检出

接收电极长度40mm也不能检出(大蝴蝶斑)

底部蝴蝶斑

3支

未检出

接收电极长度40mm也不能检出

底部惊裂

2支

检出

16kV可以检出

浑浊

1支

检出

14kV可以检出,(浑浊但瓶身无裂痕,分析轧盖漏气,在轧盖处检测,检漏效果明显)

底部蝴蝶斑

1支

未检出

接收电极长度40mm偶尔检出

底部蝴蝶斑

1支

未检出

接收电极长度40mm也不能检出

肩部蝴蝶斑

1支

未检出

26kV未检出

底部惊裂

1

检出

10kV可以检出

瓶身中下部惊裂

1

检出

14kV可以检出

底部表面裂纹

2

未检出

26kV未检出

肩部蝴蝶斑

1

未检出

26kV未检出

漏气

2瓶

检出

6kV检测

注:部分(内惊和浑浊)样品检出,部分样品(表面有裂纹)未检出。

从上表可看出,高压放电检漏实验可以明确的检出具有明显裂纹或倒勾的10ml样品(安瓿装);对于所提供的样品,在电压10kV到最高20kV时,能检测出有缺陷样品。

50ml规格(玻璃瓶装)有明显惊裂的玻璃瓶,能被轻易检出,最高检出电压16kV;对于瓶子表面有创口,但没有贯穿到瓶内(蝴蝶斑)的外观缺陷,检漏实验机无法检出,分析因玻璃瓶壁较厚,表面的碰撞蝴蝶斑可能未贯穿瓶壁,未造成泄漏,将该7瓶外观有碰撞痕,26KV均未检出的样品编号放在恒温箱中3个月时间考察其是否漏气长菌污染,放置3个月后,将7瓶样品逐一对光检查,未发现其长菌浑浊,在灯箱下人工检查可见异物,结果合格,佐证其未内壁未破而密封性完好。

从以上研究结果,初步说明检漏实验机对已漏气的产品和部分有明显裂纹的外观缺陷瓶和部分漏气但外观无异常的产品有较好的检出效果。有裂纹但不贯穿瓶内壁未泄漏的外观缺陷瓶不能检出。

2.2、高压放电检漏对产品质量和化学成分影响的试验结果

2.2.1 检漏试验

取参附注射液将其随机分为两组,一组用于放电检漏实验,另一组不放电用于阴性对照组,样品分组见表2。

高压放电检漏实验条件:

加载电压: 按试验用设施最高设定电压设定为26KV,放电检漏时间约5s。

接收电极长度:小容量20mm,大容量30mm

质量考察指标:可见异物、pH、电导率、人参皂苷Rg1、Re、Rb1含量、乌头碱含量、核苷含量[1]、指纹图谱、溶血、微粒、5-羟甲基糠醛含量、LC-MS定性检测。

2.2.2、质量考察

对参附注射液放电检漏样和同批次未放电样,进行平行检测,对比二者之间的含量差别,结果见表5~表7。从表中可看出:参附注射液在高电压放电5秒检漏后,可见异物未发生变化;同时pH和电导率也表现稳定;人参皂苷Rg1、Re、Rb1、核苷、乌头类生碱和5-HMF含量也表现稳定;指纹图谱与对照图谱相比,相似度无变化。可以看出参附注射液经高压放电5秒后,产品质量稳定。

5  参附注射液放电与未放电样品质量对比表

批号

规格

样品

类型

0月质量检测

可见

pH

电导率

指纹

图谱

5-HMF(μg/ml)

Z-120505

50ml

检漏样

未检出

6.0

3740

0.95

32.4

未放电

未检出

6.1

3740

0.95

32.4

Z-120505

10ml

检漏样

未检出

5.8

4450

0.96

34.3

未放电

未检出

5.9

4470

0.96

34.0

6参附注射液放电与未放电样品质量对比表

批号

规格

样品

类型

溶血微粒检测

人参皂苷(μg/ml)

核苷含量(μg/ml)

Rg1

Re

Rb1

尿苷

鸟苷

腺苷

Z-120505

50ml

检漏样

合格

110.7

41.6

124.2

14.8

7.0

16.2

未放电

合格

111.0

42.9

124.9

14.5

7.1

16.5

Z-120505

10ml

检漏样

合格

106.9

51.3

130.7

12.3

6.8

17.3

未放电

合格

107.5

51.7

130.5

12.6

6.8

17.1

7  参附注射液放电与未放电样品质量对比表

批号

规格

样品

类型

单酯生物碱含量

μg/ml)

双酯生物碱含量μg/ml)

苯甲酰新

乌头原碱

苯甲酰

乌头原碱

苯甲酰次

乌头原碱

新乌

头碱

次乌

头碱

头碱

Z-120505

50ml

检漏样

2.80

0.57

0.61

未放电

2.92

0.59

0.65

Z-120505

10ml

检漏样

2.52

0.51

0.54

未放电

2.62

0.53

0.59

质量考察结果:参附注射液经高压放电检漏5秒,可见异物、pH、电导率、人参皂苷Rg1、Re、Rb1含量、乌头碱含量、核苷含量、指纹图谱、溶血、微粒、5-羟甲基糠醛含量等指标均与放电检漏前无变化。

2.2.4、再次试验

采用参附注射液50ml规格装量扩大样再次试验,主要考察高压放电检漏前后对参附注射液中生物碱、11种人参皂苷和指纹图谱的影响。

2.2.4.1、样品准备

8 实验室参附(50ml)产品质量对高压放电的适应性研究用

品种

批号

实验数量

留样数量

实验前样品

备注

参附注射液

Z-120902

20

20

可见异物

合格

用于研究产品质量对高压放电的适应性

Z-121102

20

20

Z-121201

20

20

2.2.4.2、高压放电检漏实验:

加载电压: 按试验用设施最高设定电压设定为26KV,放电检漏时间约5s。

接收电极长度:30mm

2.2.4.3、高压放电检漏前后产品质量指标检测情况

对参附注射液放电检漏样品与未放电样品的可见异物、溶血、微粒、指纹图谱相似度、11种皂苷、LC-MS法检测生物碱进行检测,结果见表9和图1。从表中可以看出三批样品可见异物、溶血、微粒均合格,阴性和阳性指纹图谱相似度高,LC-MS离子流图无明显差异信号,且双酯性生物碱放电后没有产生,11种人参皂苷含量无显著差异,说明放电检漏样品质量无变化。

9  参附注射液50ml规格样品质量检测结果

批号

样品信息

对比相似度

可见异物、溶血、微粒检测

Z-120902

放电

0.99

均合格,且无明显差异

未放电

均合格,且无明显差异

Z-121102

放电

1.00

均合格,且无明显差异

未放电

均合格,且无明显差异

Z-121201

放电

0.99

均合格,且无明显差异

未放电

均合格,且无明显差异

注:相似度为同批阴性和样品全峰匹配计算

10  参附注射液50ml规格样品质量检测结果

批号

样品

信息

人参皂苷含量(μg/ml)

Re

Rg1

Rf

Rb1

Rg2

Rc

Rh1

Rb2

Rb3

Rd

CK

Z-

120902

放电

51.4

119.0

33.3

120.9

2.9

61.9

85.7

59.0

27.6

29.5

29.5

未放电

51.7

119.6

33.5

121.5

2.9

62.2

86.1

59.3

27.7

29.7

29.7

Z-

121102

放电

58.1

128.5

36.2

164.7

2.9

71.4

83.8

73.3

31.4

34.3

50.5

未放电

58.4

129.2

36.4

165.5

2.9

71.8

84.2

73.7

31.6

34.4

50.7

Z-

121201

放电

55.2

129.5

35.2

135.2

2.9

54.3

73.3

55.2

27.6

26.7

31.4

未放电

55.5

130.1

35.4

135.9

2.9

54.5

73.7

55.5

27.7

26.8

31.6

 

 

 

 

 

 

1  参附注射液放电前后总离子流对比图(TIC)

 

2.2.4.4、质量考察结果

3批次50ml规格装量的参附注射液经过高压放电检漏后,与未放电样品对比,指纹图谱相似度无变化,LC-MS法检测生物碱无变化,11种人参皂苷含量无变化,可见异物、溶血、微粒均合格且无明显差异。

2.2.4、试验结论

通过该课题的试验研究,表明参附注射液采用高电压放电检漏效果灵敏可靠,对产品质量无影响。因此,高压放电检漏设备可以用于参附注射液生产过程中密封完整性检查,以提升参附注射液质量控制水平,确保产品质量,提高临床用药安全性。

参 考 文 献

1周学兴,张彬.液相色谱-质谱联用法和高效液相色谱法研究参附注射液中的核苷类成分[J].中国中医急症,2014,23(8)1411-04.

2 国家药典委员会.《中华人民共和国药典》(2010年版)一部.北京:中国医药科技出版社,2010:143,177~178

3 中药辞海.《中华人民共和国药典》(2005年版)二部附录[M]. 北京:化学工业出版社,2005:76~77,467

4 中国药品生物制品检定所.《参附注射液指纹图谱检测项目及质量标准修订的研究技术报告》.2005:6,12

杨春文. 注射剂内包装容器检漏方法探讨[J]. 机电信息, 2010, (29) : 8-11.

6 周绍辉. 无菌药品的密封性检测与全自动电子微孔检漏机[J]. 装备应用与研究,2012,(7):24-27.

邵建设,严萍,孙瑶鸿,等. 介质阻挡放电检测塑料容器的密封性能[J]. 高电压技术,2009,35(3):641-645.

王新新. 介质阻挡放电及其应用[J]. 高电压技术,2009,35(1):1-11.

9 中华人民共和国卫生部.药品生产质量管理规范(2010年修订)[Z].卫生部令[2010]79号2011.

10 Chris M. McGinley, Paul Bigwarfe, Andrew Thiel, et.al. Degradation Of Drug Product Caused By A Leak Detection Instrument: Mechanistic Studies Of Degradation[J]. Bioprocess Online, December 6, 200

11 国家食品药品监督管理局药品认证管理中心,药品GMP指南(无菌药品)[M]. 北京:中国医药科技出版社,2011:295-301.

 

 项目编号:“重大新药创制”科技重大专项“十二五” 第三批课题

“中药大品种参附注射液技术改造”(编号:2013ZX09201018)

 

 

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