红外图像与热分析法联合分析药品包装材料成分

刘秀玲 胡永水 海娟 陈贵芳 段桂峰

【摘要】本文通过一个分析实验，利用红外图像与结合热相结合的方法，对于药品包装的成分进行了分析，过程中采用4个不同型号和大小的塑料药品包装瓶进行试验，通过一定的技术手段研究出药品包装的各个成分的组成以及相应的分布情况，结果为：在4个不同型号的药品包装中，主要成分均为高密度聚乙烯(HDPE)，除此之外还有一种比较重要的成分就是聚丙烯(PP)，这是组成4个塑料药品包装的两种主要成分。另外，红外图像对实验对象分析的结果与热分析法得到的数据之间相互吻合，说明试验结果具有真实性和可靠性。同时，红外图像作为一种先进的痕量杂质检出手段，能够提供一种高效的、快速地分析成分的方法，能够与国外的先进分析手段相媲美。

【关键词】红外图像；热分析法；药品包装；材料成分

【中图分类号】R722.12 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)07-0191-01

引言：

塑料发明以来，在人们的日常生活中得到了广泛的应用，尤其是在医学方面，由于塑料本身的特点使得成为大部分药品的主要包装材料，其中聚氯乙烯(polyvinylchloride,PVC)和聚丙烯(polypropylene,PP)还被广泛地运用在一些医疗器械上，例如：注射器、输液导管等等，塑料在医学上的广泛应用成为推动医学不断进步的一个重要因素。目前，可以用来分析药品包装的技术主要有红外图像技术和热分析法，也可以是这几种技术的结合，本文的创新之处在于不仅分析出药品塑料包装的主要成分，而且还将一些成分的分布情况显现出来。本文就是采用红外图像技术与热分析法相结合的技术对药品的塑料包装进行了分析，利用这些技术方法的不同特点，从而能够对一些高聚物进行进一步分析，能够利用最短的时间得到最精确的效果，这种方法可以利用较少的样品，结合比较简单的操作，为药品的塑料包装成分分析提供一种全新的、高效的技术手段。

1试验部分

1.1仪器和试样

仪器：试验中用到的仪器主要有以下几类：红外图像系统,美国PE公司的Spectrum Spolight 300 FT-IR Imaging System；差示扫描量热仪,德国Netzsch公司的DSC204型；热失重分析仪,德国Netzsch公司的TG209C型。

试样：本实验中主要采用了4中不同型号的塑料药品包装，其型号分别为：CYBC20080518, CYBC20082201, CYBC20082215,CYBC20082244；以上用到的试样来源于山西药检所；结果中所用到的标准HDPE与PP为中国药品生物制品鉴定所提供。

1.2实验方法

1.2.1热分析测试

差示扫描量热测试：首先取少量的（3~8mg)的试样放置到铝钳锅中，然后将其密封好放置在加热器具中，同时设置加热器具以每分钟10摄氏度的速度升温。该测试仪器可以连接计算机，一些实验数据的采集和分析都可以呈现在计算机上。

热失重测试：首先将铝钳锅去皮，然后取少量的（3~8mg)的試样放置其中，然后将其放置到TG热天平上进行试验，同时设置加热器具以每分钟10摄氏度的速度升温。该测试仪器可以连接计算机，一些实验数据的采集和分析都可以呈现在计算机上。

1.2.2傅里叶变换衰减全反射红外测试

将试样分别切成体积较小的薄片，然后放置在Ge晶体上，通过红外光谱进行测试，采样器分辨率为4 cm-1,扫描次数为64次,光谱范围为4 000~650 cm-1.该测试仪器可以连接计算机，一些实验数据的采集和分析都可以呈现在计算机上。

1.2.3红外图像系统测试

将试样进行溶解铺成厚度均匀的薄膜，放置在载物片上，然后进行红外图像测试，该测试仪器可以连接计算机，一些实验数据的采集和分析都可以呈现在计算机上。

2结果与讨论

2.1FTIR-ATR分析

对于4种不同的塑料药品包装与标准的HDPE和PP进行红外测试后的对比结果，通过观察可以初步得出四种试样的主要成分为HDPE和PP，从实验中可看出,720 cm-1峰没有裂分,所以可初步确定是HDPE .1375 cm-1吸收峰是甲基特征吸收峰,加之978 cm-1和969 cm-1及840 cm-1是聚合物PP的特征吸收峰,故可初步确定4种药瓶的主要成分是HDPE和少量的PP .同时,与标准HDPE和PP红外光谱图比较,这4种药瓶均具有HDPE和PP的特征峰.

2.2热分析

2.2.1 差示扫描量热(DSC)分析

为了进一步确定药品包装的成分，是否是HDPE和PP，我们还进行了差示扫描量热(DSC)测试，用来作为2.1的对比结果，测试结果如图二所示：利用实验二二的显示结果与标准的HDPE和PP分析结果进行对比，能够进一步确定4种试样的主要成分即为HDPE和PP。

2.2.2热失重(TG)分析

通过对4种药瓶进行热失重分析，得到图表1的分析结果：在一定的失重比例下，其温度在HDPE和PP之间，说明了PP是作为少部分杂质掺入HDPE内。

表1HDPE,PP与4种不同样品的TG测试数据

样品型号 Td/℃标准PP

标准HDPE

HDPE-0518

HDPE-2201

HDPE-2215

HDPE-2244 337.8

432.0

417.8

417.8

415.3

417.82.3 红外图像系统分析

通过对试验进行红外图像系统分析，在红外谱图中可以看出，HDPE中参杂着一定的混合物，该测试分析能够进一步确定四个塑料药品包装试样的主要成分为HDPE和PP，与其他几个实验结果相吻合。

3结论

1）本文通过利用FTIR-ATR,DSC和TG不同的技术对4种药品包装进行分析，得到的结论是四种药品包装的主要成分是HDPE和PP；

2）利用红外图像的试验方法对四种试样再次进行了试验，更加确定了四种药品包装的成分，同时分析出了成分的主要分布情况；

3）红外图像技术与其他传统技术，在分析塑料药品包装成分过程中具有相同的效果，不仅能够高效快速地分析出塑料的成分，而且能够利用该技术进一步分析出试样各种成分的分布状态，成为一种新兴的、强有力的塑料成分分析手段。

参考文献

［1］黎玉伦,宋伏虎,洪小英,等?医用塑料对药物吸附作用的研究［J］?医学综述,2008,14(6):930-932?

［2］Van Dalen G,Heussen P C M,De Adel R,et al.Attenuated total reflection infrared microscopy of multilayer plastic packaging foils［J］.Applied Spectroscopy,2007,61:593-602.

［3］曲文忠,徐新宇,李明超,等?CaCO3纳米晶须对PBT/PE/LCI杂化材料性能的影响［J］?东北大学学报:自然科学版,2010,31(7):1003-1006