文│張遂平 楊建春(河南亞衛(wèi)動物藥業(yè)有限公司)吳勝耀(河南省鄭州種畜場)
pH值是獸用注射液控制質(zhì)量標準的指標之一。一方面,pH值不合格直接判定產(chǎn)品不合格,影響產(chǎn)品合格率;另一方面,pH值與藥物溶解度、穩(wěn)定性、最佳藥效以及畜禽的生理適應(yīng)性有著密切的關(guān)系。因此,獸用注射液pH值的控制顯得十分重要。在研制注射液時,要利用酸、堿、緩沖液等pH調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)溶液的pH值,使之達到一定的酸堿度。單一或復(fù)方成分的注射液,pH值的確定及pH調(diào)節(jié)劑的選擇是不同的。筆者就多年來的實踐經(jīng)驗談一下體會。
注射液的pH值對藥物的溶解性、穩(wěn)定性、最佳藥效和畜禽生理適應(yīng)性有顯著影響。而每一種藥物有其最終的沉淀pH值、穩(wěn)定pH值和發(fā)揮最佳藥效的pH值,這些pH值常與畜禽生理所需的pH值(5.6~6.2)相矛盾。為此,在調(diào)節(jié)pH值時,一般來說,應(yīng)在保證制劑穩(wěn)定性、溶解性和有效性的前提下,兼顧生理適應(yīng)性。例如,注射用硫酸卡那霉素注射液,在工藝研究中發(fā)現(xiàn),用6NH2SO4調(diào)節(jié)pH值時,pH值越低(pH值低于3),其溶解性越好,質(zhì)量穩(wěn)定且溶液的顏色無色澄明,隨著pH值的升高,溶解性、穩(wěn)定性都會受到不同程度的影響,溶液的顏色也由無色逐漸變深,但兼顧到畜禽生理適應(yīng)性,pH值最終確定在4.5以上。
1.沉淀pH值計算。藥物為弱的有機酸或有機堿鹽時,可用水溶液降低至某一pH值(對弱酸)或升高到某一pH值(對弱堿)而析出有機酸或堿,此pH值稱沉淀pH值。測知此pH值,就可用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值到該沉淀pH值以上或以下,保證藥液呈溶解狀態(tài)。如鹽酸環(huán)丙沙星注射液,沉淀pH值為7,注射液的pH值應(yīng)調(diào)到7以下;而復(fù)方磺胺注射液,沉淀pH值為9,注射液應(yīng)調(diào)到9以上。沉淀pH值可利用酸堿中和反應(yīng)原理,用已知的酸或堿對未知注射液的pH值進行試驗,從而計算出沉淀pH值。
2.最穩(wěn)定pH值的測定。不少酯類、酰胺類藥物的水解受H+或OH-所催化,有些藥物的氧化受H+和OH-所催化,而且它的水解氧化的速度由pH決定,在適宜的pH條件下其水解和氧化速度緩慢。低pH值為酸催化,高pH值為堿催化,氣動力學(xué)方程如下:
◎圖1 pH—速度
若配制某藥的系列pH值藥液,在較高溫度下(60℃以上)做加速試驗,求得各pH值下的降解速度系數(shù)k,以lgk對pH值作圖(圖1),pH—速度曲線的最低點所對應(yīng)的pH值為最穩(wěn)定的pH值,記為pHm,繼而用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)之。
3.Henderson—Hasselbach方程。該方程表述了有機酸或有機堿類藥物的離解指數(shù)(pKa)、離解程度(未離解型藥物/離解型藥物濃度,即Cu/Ci)與藥物pH值的關(guān)系:
對于酸:pKa - pH = lg(Cu/Ci)
對于堿:pKa - pH = lg(Ci/Cu)
通常情況下,未離解型才是可吸收型。從上面方程可以看出,對有機酸類藥物,可用降低pH值的方法來增加未離解型藥物的量;對于堿性類藥物,則要用升高pH值的方法才能增加未離解型藥物的量。當(dāng)pKa為定值時,求存在90%以上未離解型藥物的pH值,即是吸收發(fā)揮療效的最適pH值。這一最適pH值與該藥物保持溶解狀態(tài)所需的pH值正好相反,解決這一矛盾的途徑是選擇吸收部位或在吸收部位改變pH值環(huán)境,使離解平衡向著未離解型方向前進,如酸性藥物易在胃中吸收,堿性藥物易在腸中吸收。
注射液中的pH調(diào)節(jié)劑有三種:酸、堿、緩沖溶液。選用pH調(diào)節(jié)劑,首先要預(yù)知原藥液的pH值,其次根據(jù)調(diào)節(jié)pH值的目的選用pH調(diào)節(jié)劑。
1.增加藥物的溶解度。增加藥物的溶解度常用成鹽的方法,即常用單一的一定濃度的酸或堿,將pH值調(diào)節(jié)到沉淀pH值以上或以下,不能過高或過低。
2.增加藥物的穩(wěn)定性。pH值與注射液的穩(wěn)定性有很大關(guān)系。藥物在溶液中的水解、氧化、分解、變色等各種化學(xué)反應(yīng)都與pH值有關(guān)。還有一些附加劑、助溶劑、抗氧劑、抑菌劑等的穩(wěn)定性也與pH值有關(guān),處方配制時必須考慮。例如,吐溫80對藥物分子增溶作用良好,如在某pH值下藥物成離子狀態(tài),則增溶作用減弱;選擇抗氧化劑時要注意,如亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、維生素C等適用于偏酸性溶液,本身也呈弱酸性。
3.注意高溫高壓因素。絕大多數(shù)注射液均采用高溫高壓蒸氣滅菌,由于滅菌過程中受熱的影響,許多品種的pH值發(fā)生變化,因此在對半成品進行pH值設(shè)計時可適當(dāng)?shù)纳呋蚪档?,以確保成品的最終pH值。
4.避免配伍禁忌。有些藥物遇到酸或堿pH調(diào)節(jié)劑時會直接發(fā)生反應(yīng)或被催化,生成另外一種物質(zhì),致使藥物成分降低,甚至產(chǎn)生毒性物質(zhì)。比如:在配置碘解磷定注射液時,反復(fù)用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值時,會產(chǎn)生毒性強的氰化物等。