在药物包装领域，选择合适的材料对于确保药物的稳定性和有效性至关重要。为确保供应商提供的包装组件符合使用要求，尤其是与药品直接接触的材料和表面，对材料的鉴别研究起到重要作用。
在药物包装领域，选择合适的材料对于确保药物的稳定性和有效性至关重要。药物包装领域由各种材料类别制成，包括玻璃、橡胶和塑料等。这些材料通过涂层、处理和工艺改进等手段，赋予了容器特殊的性能和功能。
包装材料鉴别
包装材料鉴别是指对使用的包装系统组件材料和表面成分进行确认，利用一系列不同的分析技术，与内部数据库中的参照进行比较，从而识别出所选组件的特性，深入了解所使用的不同基材的功能化处理，例如表面的硅化、涂层或脱碱化等。
玻璃容器的分类与鉴别
玻璃是与药品直接接触的最常见的包装容器材料，由不同含量的氧化硼、氧化铝和碱金属氧化物组成，根据具体情况添加其他氧化物，例如碱土金属氧化物和着色剂。
根据美国药典USP<660> 和欧洲药典Ph Eur 3.2.1. 的定义，药用玻璃分为硼硅玻璃（中性）或钠钙硅玻璃。玻璃容器根据其耐水解性被分类为I型、II型和III型。I型和II型容器具有较高的耐水解性，而III型则表现出中等耐水解性。
中国药典2020<9622>，根据线热膨胀系数和三氧化二硼含量的不同，将药用玻璃分为高硼硅玻璃、中硼硅玻璃、低硼硅玻璃和钠钙玻璃。按耐水性能分类I类玻璃和Ⅲ类玻璃。I类玻璃即为硼硅类玻璃，具有高的耐水性；Ⅲ类玻璃即为钠钙类玻璃，具有中等耐水性。Ⅲ类玻璃制成容器的内表面经过中性化处理后，可达到高的内表面耐水性，称为Ⅱ类玻璃容器。
可通过X 射线荧光 (XRF) 以及湿化学分析技术（玻璃消解分析氧化硼含量），区分不同的玻璃 。将小瓶研磨并融合到片剂中以进行半定量 XRF 分析元素氧化物，测量不确定度可达到 0.5 wt%~0.1 wt% 或更好。
容器涂层和硅化处理鉴别
硅化是改变初级包装容器内表面行为和功能的常见处理方法。
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注射器药筒内表面需要喷涂硅油作为滑动层，以确保注射过程中柱塞运动，此外，硅化的小瓶可以形成疏水表面，减少生物分子的吸附。
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橡胶塞硅化处理，在其表面附着上一层二甲基硅油膜，起到润滑作用，以防止胶塞在储存运输时产生粘连,保证胶塞在灌装机械上正常运行以及正常插入容器。
然而，硅油的应用可能会产生亚可见颗粒，使用合适的溶剂通过超声提取后，采用原子吸收光谱法 (GF-AAS) 或电感耦合等离子法（ICP）法来测定可提取的硅。
可通过溶剂（例如异丙醇）提取后，采用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）直接测定硅油量。
二甲基硅油红外光谱图
硅油存在或不存在的定性表征可以通过飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS) 来解决，这是一种非常灵敏的表面分析方法，用于识别有机硅分子。薄层的定性成分和厚度可以通过内表面的 ToF-SIMS 深度分析来有效表征。
容器的处理和加工鉴别
容器的进一步加工可以改变其性能，如提高玻璃内表面耐水解性（通过硫酸铵处理“脱碱”）、增强容器强度（通过离子交换和清洗）和减少摩擦（外表面涂层）。
玻璃内表面硫酸铵处理可以通过目视检查，或直接测量经处理容器内表面上的硫酸钠颗粒来确认。
硫酸钠拉曼光谱图
用于化学强化的离子交换可以通过二次离子质谱（SIMS）深度分析来确认，以测量近表面层中交换离子（通常是 K+ 取代 Na+）的增加量，或通过光学双折射方法来评估强化的深度。
ToF-SIMS强度-溅射时间曲线
知识点 二次离子质谱（SIMS）**是一种表面分析技术，分析从材料表面溅射出的离子来获取材料的化学信息。可用于离子交换确认和表面涂层分析，能够提供纳米级别的深度分辨率。表面涂层可以通过二次离子质谱（SIMS）分析来确认。
容器密封件的鉴别
弹性体组件是初级包装系统中与药品接触的常见组件，主要包括瓶塞、注射器和药筒柱塞、密封圈等。
大多数密封件的基础材料是卤化丁基橡胶，特别是溴丁基橡胶和氯丁基橡胶，其他材料包括丁腈橡胶、丁基橡胶、热塑性弹性体、苯乙烯-丁二烯和聚硅氧烷。为了减少可浸出物和颗粒脱落，通常使用乙烯四氟乙烯 (ETFE) 和聚四氟乙烯 (PTFE) 制成的阻隔膜。
丁基橡胶红外光谱图
USP和Eur Ph推荐了几种可能的鉴定测试方法，例如灰分测定、硫测定、比重、提取物色谱分析、衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、提取物的紫外吸收等。
其中ATR-FTIR 分析可以确定是否存在涂层和润滑剂，通过比对药品接触表面和横截面 ATR 光谱，确定是否进行了硅化处理，如 Si-CH3 的谱带出现在1260 cm-1。
对于弹性体成分材料鉴定而言，信息最丰富的是成分提取物色谱分析（GC-MS），可确定弹性体的基底化学材料，并可在同条件下对不同制造商的参考橡胶塞提取物分析结果进行比对。
聚合物容器的鉴别
对于聚合物组件，可以采用与橡胶组件相同的方法进行表征和鉴定。例如，聚合物类型可以通过ATR-FTIR和GC-MS的组合来识别，而有机硅和润滑剂也可以通过ATR-FTIR或SIMS技术来识别。
总结
结合各种组件属性与基础材料的化学特性，可以通过各种经过验证的湿化学、色谱、光谱和物理测量方法，识别和验证玻璃容器、弹性体或塑料组件的成分。
一个设备齐全的实验室，经验丰富的材料科学家以及分析化学家，对于确保包装材料的正确选择和使用至关重要。
