参比制剂解析系列-注射剂(11)-落寞的长城

文摘   科技   2025-01-24 14:30   湖北  
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本文是骨头的第14篇原创
四、逆向解析
4.6 抑菌剂
抑菌剂是什么?抑菌剂是抑制微生物生长的化学试剂

为何要使用抑菌剂?注射剂在生产、储存、运输还有使用过程中,都面临着微生物污染的风险。在注射剂的世界里,抑菌剂是防止微生物污染的长城,守护着注射剂的质量与安全。它能够有效抑制微生物的生长与繁殖,防止细菌、霉菌等微生物对注射剂的侵蚀,从而确保注射剂的药效稳定,减少因微生物污染导致的药物变质、失效甚至引发严重不良反应的可能性。

抑菌剂有什么危害吗?抑菌剂具有摧毁微生物细胞的能力,对人类有潜在的危害性, 用于人体可能产生安全性风险,注射入人体后会产生过敏反应。

但是如果抑菌剂在规定的范围内使用,危害性很小,收益比极高。以目前已经从儿童疫苗中消失的硫柳汞为例,根据FDA和WHO的调查报道,其实除了轻微局部反应外,没有不良影响被证明。

注射剂中的抑菌剂用量可以减少吗?可以!随着科学技术的发展、生产工艺的不断改进、无菌保障水平大幅提高、包装材料的改进,都进一步降低了注射剂被微生物污染的风险。目前政策法规的收严,也不再建议使用在注射剂中使用抑菌剂。

使用抑菌剂的注射剂的种类在减少吗?是的!根据文章报道,从1996→2005期间,使用防腐剂的种类从281种降低至77种。

需要注意到一点,抑菌剂的减少更加能够证明,随着科学技术的发展,认知水平的提升,控制策略立体化的实施,我们能够从研发、生产、包装等各个环节采用综合化的手段来控制和保证产品的微生物水平完全符合要求,因此注射剂中的抑菌剂使用频率下降,变得逐渐的落寞。

4.6.1 注射剂中常用的抑菌剂有哪些?

根据文献报道,按类别区分,适用于注射剂的主要抑菌剂有以下五类:1.醇类及其取代和卤代衍生物;2.苯甲酸衍生物及其酯类;3.酚类;4.季铵盐类;5.有机汞类。第4类目前很少见,主要应用的还是1、2、3、5类。

按具体的种类划分,目前最常用的是以下8抑菌剂:苯甲醇、三氯叔丁醇、间甲酚、苯酚、苯氧乙醇、对羟基苯甲酸甲酯(羟苯甲酯)对羟基苯甲酸丙酯(羟苯丙酯)和硫柳汞。根据文章报道,在2006年已上市的注射产品中,肽和场外蛋白类产品中最常用是苯甲醇、苯酚和间甲酚;疫苗中最常用的是苯氧乙醇、硫柳汞;在小分子制剂中最常用的苯甲醇、羟苯甲酯和羟苯丙酯的组合,因此就围绕这几类进行解析。

4.6.2 解析方法

这八种常见的抑菌剂的结构式如下表1:

表1:结构式信息

名称
结构式
三氯叔丁醇
苯甲醇
间甲酚
羟苯甲酯
羟苯丙酯
苯酚
苯基乙醇
硫柳汞


        

4.6.2.1 苯甲醇、间甲酚、苯酚、苯基乙醇、羟苯甲酯、羟苯丙酯

测定机理:从上表1汇总的结构式看,这几种均有苯环,可以使用HPLC-UV直接进行检测;而三氯叔丁醇含有三个氯,氯元素在低波长有一定的紫外吸收,因此也可以采用HPLC-UV在低波长下进行检测。

(1)苯甲醇、苯酚、羟苯甲酯、羟苯丙酯、三氯叔丁醇

分析方法如下:色谱柱为Agilent Zorbax SB C18(250×4.6mm,μm)) 流动相A为水,流动相B为甲醇,洗脱程序见下表 1;  流速:1.0mL/min; 柱温30 ℃ ;  进样量 20μL检测波长苯酚苯甲醇三氯叔丁醇选择 220 nm羟苯甲酯羟苯乙酯羟苯丙酯选择 256 nm

时间/min
(%)
甲醇(%)
0
80
20
18
80
20
30
45
55
50
80
20
60
80
20

注意事项:①方法中的洗脱比例可以根据检测防腐剂的种类需要调整,以缩短运行时间;②由于甲醇的截止吸收波长较高,导致220nm下三氯叔丁醇的响应较弱,若单独检测三氯叔丁醇可以将有机相更换为乙腈,同时降低检测波长以提高响应。

4.6.2.2 间甲酚

间甲酚毒性较低,目前在胰岛素、生长激素中使用的较多,目前分析方法主要是比色法、HPLC法、气相色谱法等,由于注射液中含量较低,HPLC法简单易行,准确度高,不易被干扰,因此HPLC法是主流。本次介绍只介绍HPLC法,其他方法忽略不计。

分析方法来源于药典的间甲酚测定方法,结合其他研究者的研究结果,汇总如下:色谱柱为Venusil ASB C18 (150mm×4.6mm,μm流动相为pH2.3的硫酸盐缓冲液( 取无水硫酸钠28.4g,加 800 mL 水溶解后,加磷酸2.7mL,用乙醇胺调节pH 至2.3,加水至1000mL))-乙腈(74:26);  流速:1.0mL/min; 柱温40 ℃ ;  进样量 20μL,检测波长270nm。

4.6.2.3 苯氧乙醇 

苯氧乙醇是硫柳汞的替代品,由于毒性和潜在危害更小,目前主要在疫苗类行业应用。目前含量分析方法主要是HPLC法、GC法等,由于注射液中含量较低,HPLC法简单易行,准确度高,不易被干扰,因此HPLC法是主流。本次介绍只介绍HPLC法,其他方法忽略不计。分析方法汇总如下:色谱柱为Zorbax Eclipse XDB C18 (250×4.6mm,5μm); 流动相为水-乙腈(50:50),流速:1.0ml/min;柱温25℃;进样量 20μL;检测波长270nm。

4.6.2.4 三氯叔丁醇

测定机理:氯元素在低波长有一定的紫外吸收,三氯叔丁醇含有三个氯,因此也可以采用HPLC-UV在低波长下进行检测;也可以根据其沸点(约78℃)选择使用气相色谱法检测。

三氯叔丁醇的分析方法选择气相色谱法或液相色谱法均可,液相色谱法可以直接参考4.6.2.1项下的HPLC方法;气相色谱法直接参考药典二部的《垂体后叶注射液》的三氯叔丁醇分析方法,详细色谱条件如下:

以聚乙二醇(或极性相近)为固定液的毛细管柱为色谱柱;起始温度为90℃,维持2分钟,以每分钟50℃的速率升温至200℃,维持2分钟;进样口温度为250℃;检测器温度为280℃;进样体积1μL。对照品溶液:取0.25%醋酸溶液配制一系列的0.5~5mg/ml的线性溶液。供试品溶液:直接取供试品溶液或按稀释至线性范围内即可。

4.6.2.5 硫柳汞

硫柳汞的测定方法主要有以下几种:①滴定法原子吸收分光光度法无焰原子吸收光谱法(Flameless atomic absorption spectroscopy)④高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法液相色谱-原子荧光光谱法液相色谱法。目前中国药典在《3115硫柳汞测定法》中收载的法和法,在《苄达赖氨酸滴眼液》中收载的是⑥法;USP在硫酸汞个论中收载的是⑥法硫酸汞的制剂(酊剂、外用气雾剂、外用溶液)中收载的是③法;化妆品和动物源性食品中收载的④⑤⑥法。
测定原理:①②③法均是在高温条件下将硫酸汞氧化成为无极汞离子,然后进行测定;④法是硫柳汞经分离后,采用电感耦合等离子质谱仪检测,可以同时测定硫柳汞和苯基汞;⑤法的原理是硫柳汞经分离后,通过相对温和的条件氧化成为无极汞离子,然后进行荧光分析;⑥法通过适合的方法处理后,用HPLC法检测。
①②③⑤类方法存在的问题是无法区分产品中的有机汞和无机汞,无法确认硫柳汞有效含量;法的问题是仪器比较昂贵;法的问题是若产品中存在大分子物质,长期应用容易在色谱柱上吸附聚集,影响柱效。
根据硫柳汞的强制降解试验结果,在酸、碱、氧化、氯化钠溶液、氢氧化铝佐剂、磷酸盐缓冲生理盐水(PBS溶液)中均不稳定,会降解生成乙基汞硫代水杨酸以及2,2-二硫代二苯甲酸 ;而疫苗的生产工艺过程中往往不可避免的使用的到此类试剂,因此制剂产品中的总汞其实包括了两部分:硫柳汞和乙基汞。综上建议参考USP的硫柳汞个论中的HPLC方法来准确产品中硫柳汞的含量,①法或②法来确认总汞含量,以准确认识产品中硫柳汞的含量。
详细的色谱条件如下:色谱柱为ACE Excel C18-AR(100×2.1mm,2μm); 流动相为0.05%三氟乙酸-甲醇(40:60),流速:0.35ml/min;自动进样器温度4℃;柱温建议30℃;进样量 2.5μL;检测波长222nm。
寄语:我们希望在解析中,不仅了解抗氧化剂的种类与用量,更能深入探究其选择依据、副反应规避机制以及用量设计的科学逻辑,为未来新药研发奠定坚实基础。

参考文献:

1、《HPLC 法检测醋酸奥曲肽注射剂中 5 种抑菌剂 》,李茜 等;
2、《HPLC 法测定重组人胰岛素制剂中苯酚和间甲酚含量 》,孙纪慧 ;
3、《反相高效液相色谱法检测吸附无细胞百白破联合疫苗2-苯氧乙醇含量》,邓海清;
4、《气相色谱法测定复方门冬维甘滴眼液中三氯叔丁醇的含量 》,段希英 ;
5、《Antimicrobial Preservative Use in Parenteral Products:Past and Present 》,BRIAN K. MEYER ;
6、Pharmaceutical Technology 1984,8(5):36];
7、Chp、USP。
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