注射用头孢孟多酯钠中碳酸钠的测定

刘 晟

头孢孟多酯钠是第二代半合成头孢菌素，1978年由美国礼来公司研发上市，其对革兰阳性菌的抗菌作用相当强，对流感嗜血菌、大肠埃希菌等革兰阴性菌的抗菌活性也较为突出，适用于敏感细菌所致的肺部感染、尿路感染、胆道感染、皮肤软组织感染、骨和关节感染以及败血症、腹腔感染等［1］。注射用头孢孟多酯钠处方中加入一定比例的碳酸钠能使其制剂水溶液澄清度更不易变化［2］，有保证产品安全有效的作用。已有文献报道［3］，头孢孟多酯钠化学结构中有甲酯基团，在水溶液中很容易水解产生甲酸，尤其在碳酸钠存在下水解更快。当有0.063 g碳酸钠存在时，1.11 g头孢孟多酯钠水溶液的水解率在1 min时为12%，2 min时已达到24%。而水解产生的甲酸又会与碳酸钠反应，消耗一定量的碳酸钠，因此从反应原理上来讲，直接测定注射用头孢孟多酯钠水溶液中的碳酸钠是不可行的。通过ISI Web of Science进行查询，不能够准确测定头孢孟多酯钠中碳酸钠含量的相关报道，仅有一篇文献［4］是报道美国药典和欧洲药典的方法但它却不能准确测定注射用头孢孟多酯钠中的碳酸钠。笔者通过测定碳酸钠的回收率，对欧洲药典和美国药典的方法进行了考察，欧洲药典和美国药典方法的回收率分别为80%和69%，不符合AOAC分析方法验证指导原则中回收率的限度参考值［5］。

为了能够准确测定注射用头孢孟多酯钠中碳酸钠的含量，该文开发了一个简单实用的新方法，在非水溶液状态下，将碳酸钠从注射用头孢孟多酯钠混粉中分离出来，用甲基红-溴甲酚绿作为指示剂进行酸碱滴定。

1 材料与方法

1.1试剂与设备Metller Toledo XSE204分析天平、Binder VD23型真空恒温干燥箱、KQ2200DB型数控超声波清洗器、Whatman paper no.4滤纸 （通用电气生物科技有限公司，批号：9821962）、布氏漏斗、SHZ-D循环水式真空泵、无水碳酸钠（外购，含量99.0%）、头孢孟多酯钠（不含碳酸钠）、注射用头孢孟多酯钠的上市样品 （某制药公司，批号：10160601 和 10160602，规格：1.0 g）、二甲亚砜（色谱级，水分≤0.04%，美国Honeywell公司）、盐酸滴定液（0.1001 mol/L，批号20170614A，深圳市博林达科技有限公司）、甲基红-溴甲酚绿指示剂、纯化水。

甲基红-溴甲酚绿指示剂的配制：取0.1%甲基红的乙醇溶液20 ml，加0.2%溴甲酚绿的乙醇溶液30 ml，摇匀，即得。

1.2方法称取约2 g的注射用头孢孟多酯钠样品，精密称定，110℃减压（绝对真空度：14 kPa）干燥4 h，加入30 ml色谱级的二甲亚砜，超声溶解，置于干燥器中静置5 min，溶液用已放置Whatman paper no.4滤纸的布氏漏斗进行抽滤，并用二甲亚砜40 ml洗涤沉淀，用50 ml水溶解沉淀以及洗涤布氏漏斗，合并溶液于烧杯中，滴加甲基红-溴甲酚绿指示剂10滴，用盐酸滴定液（0.1 mol/L）滴定至溶液由绿色转变成紫红色，煮沸2 min，冷却至室温，继续滴定至溶液由绿色转变为暗紫色，并将滴定的结果用空白试验校正。每1 ml盐酸滴定液（0.1 mol/L）相当于5.3 mg的碳酸钠。

2 结果

2.1溶剂的选择该方法的关键就是选择一种既能易溶头孢孟多酯钠，又不溶碳酸钠的非水溶剂，因此分别考察了头孢孟多酯钠在二甲亚砜、甲醇、三氯甲烷、四氢呋喃、乙醚的溶解性，结果显示，头孢孟多酯钠易溶于二甲亚砜，略溶于甲醇，不溶于三氯甲烷、四氢呋喃和乙醚。分别用二甲亚砜和甲醇作为溶解溶剂，初步考察了注射用头孢孟多酯钠中碳酸钠的回收率（回收率的考察方式：头孢孟多酯钠中加入已知量的无水碳酸钠，充分混合，再进行测定），结果显示，使用二甲亚砜作为溶解溶剂时碳酸钠的回收率超过90%，而使用甲醇作为溶解溶剂时碳酸钠的回收率不到80%。因此该方法选择二甲亚砜作为溶解溶剂。

2.2溶剂洗涤体积的考察该方法分离出的碳酸钠沉淀需要进行洗涤，避免碳酸钠沉淀上残留的头孢孟多酯钠在水溶液中水解并消耗碳酸钠，因此笔者对洗涤体积进行了考察。注射用头孢孟多酯钠用30 ml二甲亚砜超声溶解，过滤，分别用0 ml、20 ml、40 ml和60 ml二甲亚砜洗涤沉淀，再加水溶解后滴定，碳酸钠的回收率分别为88.8%、93.4%、94.4%、94.2%。通过实验认为用40 ml二甲亚砜已经能够将碳酸钠沉淀上残留的头孢孟多酯钠洗涤干净，因此该方法溶剂的洗涤体积定为40 ml。

2.3 二甲亚砜的含水量对测定结果的影响色谱级的二甲亚砜本身含有微量水分（≤0.04%），同时具有一定吸湿性，已有文献［6］报道在（22±2） ℃、50%相对湿度的环境下，二甲亚砜敞口放置130 min时含水量从0.07%增加到0.36%。在实验过程中［实验室长期维持温度（22±2）℃和（50±2）%相对湿度］，二甲亚砜作为溶剂暴露于空气中会从空气中吸收水分，因此向二甲亚砜中加入一定量的水，分别考察了不同含水量（0.04%、0.15%、0.25%、0.35%）的二甲亚砜对注射用头孢孟多酯钠中碳酸钠回收率的影响，见图1。由于该实验进行溶解、过滤时间一般不会超过30 min，由图1可知二甲亚砜在该实验操作过程中的吸湿性不会对注射用头孢孟多酯钠中碳酸钠的回收率产生明显影响。

图1 不同含水量的二甲亚砜对碳酸钠回收率的影响

2.4样品预处理条件的选择注射用头孢孟多酯钠是头孢孟多酯钠和无水碳酸钠的混粉，美国药典40版规定总水分应不得过3.0%。由于水和二甲亚砜互溶，如未将混粉干燥预处理，会使少量碳酸钠溶于微量水中而被过滤掉，导致碳酸钠回收率偏低。因此笔者考察了干燥温度、干燥时间以及减压真空度对碳酸钠回收率的影响。

2.4.1 干燥温度和干燥时间的选择 在相同的真空度条件下，干燥温度越高，干燥速率越快。在绝对真空度14kPa条件下，笔者分别考察了混粉在50℃、80℃及110℃干燥温度下的碳酸钠回收率。50℃条件下，混粉的干燥速度较慢，持续干燥24 h时的碳酸钠的回收率与未干燥前相比几乎无改变，为94.8%。80℃条件下，干燥8 h，碳酸钠的回收率为95.6%，与未干燥前相比提高约1%，符合AOAC分析方法验证指导原则中回收率限度的参考值［5］，已能满足实际分析的需要。但是干燥时间过长，不利于实际操作，由于碳酸钠（固态）分解温度为400℃，同时头孢孟多酯钠（固态）在110℃时降解速度很慢［7］，因此笔者考察了110℃条件下不同的干燥时间对混粉中碳酸钠回收率的影响，见表1。干燥4 h时的碳酸钠回收率最高，为96.7%，比未干燥前提高约2%，且干燥4 h后的碳酸钠回收率已无明显提高。因此该方法的干燥时间定为4 h。

表1 不同干燥时间下头孢孟多酯钠和碳酸钠混粉中碳酸钠的回收率

2.4.2 减压真空度的选择 在干燥温度110℃、干燥时间4 h条件下，考察了不同的真空度对碳酸钠回收率的影响，见表2，绝对真空度为14 kPa时的碳酸钠的回收率最高。因此该方法的真空度定为14 kPa。

表2 不同的绝对真空度下头孢孟多酯钠和碳酸钠混粉中碳酸钠的回收率

2.5滤纸的选择在干燥温度110℃、绝对真空度14 kPa、干燥时间4 h条件下，考察了Whatman paper no.4和Whatman paper no.43滤纸对碳酸钠回收率的影响，见表3，使用这两种滤纸过滤后的碳酸钠回收率几乎相同，无明显差别，综合考虑滤纸过滤速度以及滤纸成本，该方法选用Whatman paper no.4滤纸。

表3 不同型号滤纸下头孢孟多酯钠和碳酸钠混粉中碳酸钠的回收率

2.6准确度（回收率）根据欧洲药典9.0版头孢孟多酯钠的规定，碳酸钠的含量应在4.8%～6.4%之间。以含5.6%的碳酸钠作为100%的浓度水平，分别向药品基质（不含碳酸钠的头孢孟多酯钠）中加入80%，100%，120%三个浓度水平的碳酸钠，按照1.2方法进行测定。结果如表4所示，碳酸钠的平均回收率在96.0%～96.8%之间，相对标准偏差为0.4%，符合AOAC分析方法验证指导原则中回收率限度参考值［5］，能满足实际分析的要求。

表4 头孢孟多酯钠和碳酸钠混粉中碳酸钠的回收率

2.7精密度按照该文1.2方法考察了同一批注射用头孢孟多酯钠上市样品的日内精密度和日间精密度，相对标准偏差分别为0.6%和0.8%，检测结果见表5和表6，符合AOAC分析方法验证指导原则中日内精密度和日间精密度的限度参考值［5］。

表5 日内精密度（n=6）

表6 日间精密度（n=4）

2.8上市样品的分析照该文1.2方法对购自同一厂家的两批注射用头孢孟多酯钠样品进行检测，分别测定了3份样品，碳酸钠的平均含量分别为5.29%和5.38%，检测结果见表7。

表7 样品中碳酸钠的含量

2.9与欧洲药典、美国药典方法的比较笔者采用测定注射用头孢孟多酯钠中碳酸钠的回收率来评判欧洲药典和美国药典的方法。欧洲药典9.0版［8］采用电位滴定法，9份样品的碳酸钠平均回收率为80.1%，RSD 为 1.9%，见表 8。 美国药典 35 版［9］用甲基橙作为指示剂采用硫酸直接滴定，滴定终点颜色应从黄色变为橙黄色，但在实际实验中滴定终点颜色变化非常不明显，无法判断滴定终点。由于甲基橙变色阈值为pH4.4，因此滴定终点溶液的pH值应在4.4～4.3，笔者用pH计辅助判断滴定终点，9份样品的碳酸钠平均回收率为69.4%，RSD为1.8%，见表9。

用该文开发的新方法测定9份样品，碳酸钠的平均回收率为96.4%，能满足实际样品的准确测定，优于欧洲药典和美国药典的测量方法。

表8 碳酸钠回收率（欧洲药典9.0版）

表9 碳酸钠回收率（美国药典35版）

3 结论

该方法是将碳酸钠从注射用头孢孟多酯钠混粉中全部分离出来，所得到的碳酸钠除用指示剂法进行酸碱滴定外，还可以用电位法进行测定。该方法成本低、简单、可靠，不需要使用原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等大型精密仪器，利于推广应用。

该方法为其他头孢类注射剂中助溶剂碳酸钠的测定提供了一个新的参考方法。