利用溶液色差值与吸光度的相关性建立头孢西丁钠溶液颜色的仪器测定方法

刘海涛?侯金凤?寇晋萍?刘琦?齐麟

摘要：目的 建立一种客观量化的注射用头孢西丁钠溶液颜色的仪器测定方法。方法 借助色差计考察色差值与溶液吸光度的相关性，选择相关性最强的波长作为检测波长，并在该波长下对注射用头孢西丁钠溶液颜色的药典标准进行限度转换。结果 建立了在420 nm波长处测定注射用头孢西丁钠吸光度的溶液颜色仪器测定方法，吸光度限度规定为不得过0.17。结论 该方法能够准确量化测定并表述注射用头孢西丁钠的溶液颜色，为更好的研究与控制药品质量提供了数据支持，也为其他药品的溶液颜色检查从粗略的目视法转变为精准量化的仪器法提供了参考。

关键词：注射用头孢西丁钠；色差计；溶液颜色检查法；相关性；限度转换；精准量化

中图分类号：R978.1文献标志码：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

藥品溶液的颜色与药品本身的性质、纯度和杂质的含量有着密切的关系，是药品内在质量的一个客观表征，各国药典都用以作为药品质量控制的一个重要检查项目[1]，药品颜色的变化是其内在质量改变最直观的表现，往往意味着降解物的产生、增加，纯度或主成分含量的降低[2]，由于对药品中与颜色相关的杂质的结构、分析等仍有待深入的研究，目前无法通过对特定有色杂质的直接分析来控制药品的颜色，因此，各国药典均收载有药品溶液颜色检查法的通则[3-4]。目前药品溶液颜色检查大多采用目视法，即将供试品溶液与相应的标准比色液进行同条件下的目视比较[5]。目视法是一种经典的颜色检查方法[6]，其以直观、简捷的特性一直为各国药典药品溶液颜色检查的首选方法且仍将被继续广泛使用[7]。但因其仅能对颜色进行主观粗略的描述，不能进行精确量化的测定和变化趋势的细致研究，一旦遇到色调与标准比色液不匹配，或颜色深度达到限度边缘时，目视检查难以避免主观因素的影响。因此，使用仪器对颜色进行测定就显得非常必要。

目前，仪器测定溶液颜色的方法常见的有可见光区吸光度测定法和色差计法，这两种方法均在《中国药典》2020年版通则0901中收载。其中吸光度测定法采用普及性较强的紫外可见分光光度计测定。但目前对检测波长和吸光度限值的制订缺乏科学系统的指导原则。

色差计法依据自然界中每种颜色均可用选定的、能刺激人眼中3种受体细胞的红、绿、蓝三原色，按适当比例混合而成这一原理建立。使用三刺激值（分别以X、Y、Z表示）参数，可在给定的三色系统中表征待测色的3个原刺激量。色差在上述色度指数的基础上，增加了明度指数L *，在CIE Lab均匀色空间中，三维色坐标L *a *b  *与三刺激值X、Y、Z和色差之间的关系如下：

以上公式仅适用于X/Xn、Y/Yn、Z/Zn >0.008856时。式中X、Y、Z 为待测样品的三刺激值；Xn、Yn、Zn 为完全漫反射体的三刺激值；ΔE * 为供试品色与标准比色液色的色差[8]。

采用色差计检测药品溶液的颜色较吸光度法更为直接和灵敏，但色差计的普及率和成熟度不如紫外-可见分光光度计，且目前仪器也无法通过自检保证每次实验结果的一致性，实验时需采用标准比色液对色差计进行校准。鉴于标准比色液的配制较为繁复，本实验以头孢西丁钠为例，借助紫外-可见分光光度计-色差计（具备测定吸光度和色差值的功能），探讨注射用头孢西丁钠溶液色差值与吸光度的相关性，获得吸光度测定的最有效吸收波长；通过对稳定性试验样品的考察，对《中国药典》2020年版注射用头孢西丁钠标准正文项下已有的溶液颜色检查项的限度进行对应转换，确定其吸光度限值。在不改变质控标准的前提下，快速实现了对溶液颜色进行精确、数字化的表征与测定，使其更便于用对注射用头孢西丁钠溶液的颜色开展深入细致的稳定性变化趋势考察，以及仿制药品与参比制剂之间的对比研究。

1 仪器设备与试药

1.1 仪器

紫外-可见分光光度计-色差计（具备测定吸光度和色差值功能），型号Color i5 ，购自Xrite公司；紫外-可见分光光度计，型号：TU1901，购自普析通用公司。

1.2 试药

标准比色液，批号 20001，购自天津市天大天发科技有限公司；注射用头孢西丁钠，国内某企业产品和参比制剂，具体信息详见表1。

2 方法与结果

2.1 色差值及吸光度测定

供试品溶液  取上述7种供试品各3支，每支用水溶解并制成含头孢西丁100 mg/mL的溶液，合并，混勻后备用。每批次样品平行配制两份。

测定法 取上述供试品溶液，使用紫外-可见分光光度计-色差计分别测定其a *值、b *值及与水的色差值（ΔE）；同时在波长420～450 nm范围内，间隔5 nm进行各波长下的吸光度测定。

2.2 实验结果

2.2.1 供试品溶液色调的考察

上述供试品溶液按“2.1”项下方法测得的a*值、b *值、与水的色差值（ΔE）以及目视检测结果详见表2。

根据图1颜色色系模型[9]，上述各供试品溶液的a *值、b *值的结果分布在黄色和黄绿色范围内，即供试品溶液的色调介于黄色至黄绿色调之间。从目视观察来看，供试品溶液的色调判断为接近黄色调，但接近的程度不太一致。

2.2.2 检测波长的确定

不同波长供试品溶液吸光度测定结果见表3。以各溶液的ΔE为横坐标，每个波长下的吸光度为纵坐标，分别进行线性回归，计算相关系数。

从表3可以看出：相关系数R在420 nm波长处最大，表明在该波长处溶液的吸光度与ΔE值的相关性优于其他波长，以此确定420 nm作为注射用头孢西丁钠溶液颜色仪器检测法的检测波长最为适宜。

2.2.3 限度的确定

《中国药典》2020年版中注射用头孢西丁钠标准正文项下规定溶液的颜色不得比黄色或黄绿色8号标准比色液更深[8]。根据“2.2.1”供试品溶液色调的考察结果，本次实验所用供试品溶液色调也介于黄色与黄绿色调之间，因此考察《中国药典》黄色与黄绿色系列标准比色液的色差值及吸光度。测定结果详见表4。

从表4数据看到，黄色8号与黄绿色8号标准比色液吸光度均为0.17，因此，限度可定为0.17。

2.2.4 测定用溶液稳定性的考察

按照“2.1”项下方法配制供试品溶液（批号：2110172），每隔0.5 h测定该溶液的色差值与吸光度，详见表5。

从表5可以看出，注射用头孢西丁钠溶液配制后，4 h内色差值有上升趋势，吸光度也有变化，但幅度较小，目视观察几乎无差别。

2.2.5   转换后的注射用头孢西丁钠溶液颜色仪器测定方法

取本品5瓶，按标示量分别加水制成约含0.1 g/mL的溶液，照紫外-可见分光光度法（《中国药典》2020年版四部通则0401），自溶液制备后1 h内在420 nm的波长处测定吸光度，不得过0.17。

3 讨论

（1） 目视法检查溶液的颜色有着不可克服的先天缺陷：①灵敏度低和精密度差，表现在测定和表达两方面。在药品的质量标准中，溶液的颜色检查项是对药品内在质量的间接检测，其检测结果和限度规定应与药品内在质量相结合，但目视法的粗略会使结合的紧密性、科学性受到限制。②主客观影响因素多：如视觉差异、照明条件乃至心理因素等，使得检查结果重现性差。③偏色调样品和合格边缘样品难于判断。即便是相同品种的药品，有时也会因为各生产厂工艺的不同，杂质种类不同等原因引起色调的不同，常常出现药品的色调介于两种标准比色液之间，甚至不在6种标准比色液色调范围，使得目视无法判断，也没有量化的客观指标。限度边缘样品也存在同样问题，合格与否完全凭经验主观判定，极易引起检验结果的差异或纠纷。利用本实验建立的方法能够很好地克服目视法的上述缺陷，较为精密准确地测定注射用头孢西丁钠的溶液颜色，为更好的研究与控制药品质量提供了数据支持。因此，可在需要精细研究和精准判断方面取代目视法在实际中的应用。

（2）《中国药典》2020年版注射用头孢西丁钠标准正文项下虽然已经设立了溶液的颜色检查项，规定为含头孢西丁100 mg/mL的溶液不得比黄色或黄绿色8号标准比色液更深。但8号比色液颜色较深，注射用头孢西丁钠在效期24个月时溶液颜色已经接近限度，用目视法基本无法灵敏准确地判定合格与否。且这个规定还包含了两种色调，药品有时就介于这两种色调之间，选择哪种标准比色液都不完全一致，给目视检测带来巨大难度。所以本品在进行稳定性考察监控颜色变化趋势时，或在仿制药研发中与参比制剂进行细致比较时，药典方法与限度都很难适应研究的需要。

（3） 进行溶液颜色检查时，制备供试品溶液的溶剂首选水。当由于溶解度或稳定性等原因使得水不适用时，也可改用该药品在临床使用时的溶解溶剂。

（4） 有些药品溶液的颜色在制备后仅在一定时间内稳定，通常情况下，如果溶液颜色能在2 h内稳定即可认为满足实验分析的需要；如果溶液颜色有不稳定趋势，可在标准中进行实验时间提示；如果溶液颜色不能在制备后0.5 h内保持稳定，则应考虑更换溶剂。

（5） 确定限度时，如供试品溶液色调介于两种色调之间，可使用两种色调吸光度的平均值作为供试品溶液颜色的吸光度限值。

参 考 文 献

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