胃溶型丙烯酸樹脂單體殘留的測定及其去除*

董澤民，沈 雁，李慧義，涂家生**

1中國藥科大學藥劑教研室，南京 210009；2國家藥典委員會，北京 100061

丙烯酸樹脂是由丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯類按不同比例共聚而成的一類高分子聚合物，具有安全、穩定、惰性及無刺激性等優點，為各國藥典所收載。根據構成單體及其比例、聚合度的不同，可以分成不同型號。國外的產品主要由德國羅姆藥廠（Rohm Pharma）生產的Eudragit系列；國內產品為聚丙烯酸樹脂Ⅰ～Ⅳ號。胃溶型丙烯酸樹脂（見圖1）國外產品為Eudragit E系列；國內產品為聚丙烯酸樹脂Ⅳ號，常用于片劑及微丸的掩味和防潮包衣[1]。

胃溶型丙烯酸樹脂由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸二甲胺乙酯三種單體按1∶1∶2的比例共聚而成。但該聚合反應并未完全，從而導致殘留單體的出現。殘留單體除了影響聚合物本身的性質外，其本身可能具有毒性。甲基丙烯酸酯類單體與組織接觸時表現出明顯的毒性[2]。Diechmann[3]和Spealman[4]等對一系列甲基丙烯酸酯進行動物毒性測試，發現甲基丙烯酸甲酯毒性最強，其次為甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯。Yoshii[5]發現丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類具有明顯的細胞毒性，且與自身的結構有關。Saillenfait[6]用SD大鼠進行甲基丙烯酸酯類的吸入毒性測試，甲基丙烯酸甲酯為100 ppm和甲基丙烯酸乙酯為1200 ppm，甲基丙烯酸丁酯為600 ppm時，具有顯著的胚胎毒性。Moore等[7]以L5178Y小鼠的淋巴瘤細胞做實驗發現，甲基丙烯酸酯類具有基因毒性。因此，建立對該聚合物單體殘留的檢測方法并將其殘留單體量降至最低是一件非常有意義的事。

對于丙烯酸樹脂單體的測定常用的方法有高效液相色譜法[8]和氣相色譜法[9]。而對于胃溶型丙烯酸樹脂單體檢測還未見文獻報道，《中國藥典》2010版中該品種也未見單體殘留項的收載。表1是國外藥典收載的檢測方法及其限度的規定。

本文參考美國藥典USP34-NF29建立了對甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的檢測方法。

目前關于聚合物殘留單體去除的文獻很少且多見于專利[14]。Nuber等[15]采用活性炭吸附去除聚乙烯吡咯烷酮中的殘留單體?？紤]到胃溶型丙烯酸樹脂具有叔胺基，且叔胺基具有很強的親水性，能夠在pH＜5的酸性環境溶解，而在堿性條件下析出。采用調節pH值的方式對市售產品進行重結晶，并在該過程中使用活性炭吸附殘留單體以達到去除的目的。

1 儀器與試劑

Dionex Utimate 3000系列高效液相色譜儀（德國戴安公司）；PHS-3C型pH計（上海雷磁儀器廠）。

甲基丙烯酸甲酯（梯希愛化成工業發展有限公司，純度:99.8%）；甲基丙烯酸丁酯（J&K CHEMICA，純度:99%）；胃溶型丙烯酸樹脂（江蘇A公司、江蘇B公司、浙江某公司、德國羅姆藥廠）；767型針劑用活性炭，（上?；钚蕴繌S）；甲醇、乙腈均為色譜純，其余試劑為分析純。

2 HPLC方法學的建立

2.1 溶液的制備

混合對照品溶液:取甲基丙烯酸甲酯25 mg和甲基丙烯酸丁酯100 mg，精密稱定，以pH 2.0磷酸鹽緩沖液-乙腈（60∶40，v/v）稀釋定容到 100 mL，再吸取該溶液1 mL于100 mL量瓶中，以相同溶劑稀釋定容到100 mL，得到混合對照品溶液。

供試品溶液:取胃溶型丙烯酸樹脂0.5 g，精密稱定，以 pH 2.0 磷酸鹽緩沖液-乙腈（60∶40，v/v）溶解，并超聲10 min，以相同溶劑稀釋定容到25 mL，用0.45 μm有機濾膜過濾，濾液直接用于進樣分析。

2.2 色譜條件

色譜柱:XBridge誖C18柱（4.6 mm×150 mm，5 μm，Waters公司）；流動相:甲醇-pH 2.0磷酸鹽緩沖液（55∶45，v/v）；柱溫:30℃；流速:1.8 mL·min-1；進樣量:50 μL；檢測波長:205 nm。

2.3 線性范圍、檢出限和定量限

以溶劑為稀釋劑，將混合對照品溶液逐級稀釋，得到不同濃度的對照品溶液，進樣50 μL進行色譜分析，以對照品質量濃度（X，μg·mL-1）對峰面積（Y，mAU·min-1）進行線性回歸，得到線性方程；當信噪比（S/N）為3時，測定兩種單體的檢測限；當信噪比（S/N）為10時，測定兩種單體的定量限，結果見表 2、表 3。

表2 低濃度線性范圍（用于去除后的單體檢測）

表3 高濃度線性范圍（用于去除前的單體檢測）

2.4 精密度試驗

取混合對照品溶液和供試品溶液各1份，依法連續進樣5次測定峰面積。5次測定對照品混合溶液的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的相對標準偏差（RSD）分別為0.20%、0.74%；5次測定供試品溶液的甲基丙烯甲酯、甲基丙烯酸丁酯的相對標準偏差（RSD）分別為0.47%、0.88%。

2.5 重復性試驗

取同一樣品5份，按“2.1”項方法制備供試品溶液，依法進樣進行色譜分析，5次進樣所得的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的相對標準偏差（RSD）分別為1.50%、1.59%。

2.6 穩定性試驗

取混合對照品溶液和供試品溶液各1份，室溫下分別放置 0、1、4、8、12 h 后，依法測定峰面積。5 次測定混合對照品溶液的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的相對標準偏差（RSD）分別為2.34%、2.28%；5次測定供試品溶液的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的相對標準偏差（RSD）分別為2.33%、1.67%。

2.7 加樣回收率試驗

精密稱取已測知甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯含量的樣品9份，分成三組。第一組加入混合對照品溶液2 mL，混合后按“2.1”項方法制備供試品溶液進行色譜分析，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的平均回收率分別為100.6%、97.66%，相對標準偏差（RSD）分別為2.80%、0.38%；第二組加入混合對照品溶液4 mL，混合后同法制備供試品溶液進行色譜分析，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的平均回收率分別為103.2%、96.69%。相對標準偏差（RSD）分別為1.46%、2.38%；第三組加入混合對照品溶液6 mL，混合后同法制備供試品溶液進行色譜分析，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的平均回收率分別為97.39%、99.89%，相對標準偏差（RSD）分別為 2.31%、2.49%。

3 市售產品中殘留單體的測定

按“2.1”項方法制備供試品溶液進行色譜分析，測定結果見表4。

表4 各市售產品殘留單體的比較

由表4可見，國內產品的單體殘留量明顯高于德國產品，因此盡可能將其去除。

4 市售產品單體殘留物的去除

4.1 去除方法

步驟1:取聚丙烯酸樹脂Ⅳ號5.0g混懸于50mL水中，不斷攪拌，滴加1 mol·L-1磷酸調節該混懸液pH約為1.0，并超聲使聚合物溶解，溶液呈淡黃色。

步驟2:加入藥用活性炭0.01 g于該溶液中，室溫下攪拌1 h。

步驟3:抽濾聚合物溶液以去除活性炭大顆粒，再過0.45 μm膜徹底去除活性炭小微粒，收集濾液。

步驟4:向濾液中滴加1 mol·L-1NaOH溶液調節pH＞8，聚合物會析出形成乳白色混懸液。

步驟5:抽濾該乳白色混懸液并用適量水洗滌沉淀。將沉淀轉移至50℃烘箱內干燥3～5 h即得精制產品。

4.2 去除前后色譜圖對比

按“2.1”項方法，取去除前后浙江某企業產品制備供試品溶液進行色譜分析，并以混合對照品溶液進行參照。結果見圖2。

圖2 甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的HPLC圖

去除后的浙江產聚丙烯酸樹脂Ⅳ號和尤特奇誖EPO的色譜圖在對應位置上幾乎看不到兩種單體的色譜峰。對色譜峰放大積分可求得去除后浙江產聚丙烯酸樹脂Ⅳ號的單體殘留總量約10ppm，與尤特奇誖EPO 3.4 ppm的單體殘留總量已十分接近，故去除方法簡單有效，能達到與國外產品相近的單體殘留水平。

4.3 去除過程的單因素分析

為了獲得較好的去除效果，對去除過程中的一系列影響因素進行單因素考察，所得產品按“2.1”項方法制備供試品進行色譜分析。

從表5～10可以看出，在精制過程的各影響因素中，活性炭用量、處理溫度、處理時間、攪拌速率對單體殘留具有顯著影響。隨著活性炭用量增加，處理溫度提高，處理時間延長，攪拌速率加快，總的單體殘留量明顯降低，但產品收率也略有降低。在實際操作中，活性炭用量過大則其去除較為困難；溫度較高時溶劑水易蒸發而導致聚合物析出，同時對聚合物的穩定性也可能造成影響；處理時間過長則處理效率低下；故以上三因素宜選擇中間值，而提高攪拌速率則較為可行。pH值和溶劑用量的影響較小，考慮到聚合物在pH 1.0時溶解較快，故應在該pH下進行處理，而當聚合物溶劑比為1∶20（w/w）時，單體殘留量和產品收率都較為理想。

綜合以上各因素，選擇活性炭用量為0.5%，溫度為50℃，處理時間為1 h，處理pH值為1.0，攪拌速率為 1800 r·min-1，聚合物溶劑比為 1∶20（w/w）。對該條件下去除結果進行分析，單體殘留總量約0.3 ppm，已低至定量限附近，而產品收率則為80.76%，結果較為理想。

表5 活性炭用量的影響

表6 溫度的影響

表7 處理時間的影響

表8 pH的影響

表9 攪拌速率的影響

表10 溶劑用量的影響

5 討 論

本文建立了胃溶型丙烯酸樹脂中甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的高效液相色譜檢測方法。設計了高低濃度兩個線性范圍用于去除單體殘留前后的檢測，從定量限結果來看最低可以檢測到0.1 ppm。精密度、重復性、穩定性實驗結果的RSD基本符合要求，由于采用加樣回收率實驗，所得回收率范圍略有加寬?？傮w來看，該方法簡便快速，靈敏可靠。

從對各市售產品進行的色譜分析結果可以看出，國內產品與國外產品由于合成工藝的不同而導致單體殘留量差距較大，國內產品單體殘留量遠高于國外產品。

通過去除單體殘留物后的國內產品，單體殘留量大大減少，已低至20 ppm以下，達到與國外產品相當的水平?！吨袊幍洹?010版對本品的描述為淡黃色粒狀或片狀固體，有特臭，對去除后產品性狀進行觀察為類白色粒狀固體，臭味很淡。從性狀的改變和單體殘留的降低可以說明該去除方法簡單有效。

通過單因素考察并結合實際操作情況，最終確定了較佳的去除條件。在該條件下去除后產品的單體殘留量已相近于國外產品。

綜上，本文對胃溶型丙烯酸樹脂殘留單體的檢測及其去除提供了參考，隨著殘留單體量的減少，能否增強該聚合物成膜后的力學性能，以及提高包衣制劑的質量還需要進一步實驗予以驗證。

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