丁硼乳膏中硼砂含量测定方法学研究

丁硼乳膏中硼砂含量测定方法学研究摘要由于原有的硼砂含量的测定的方法存在测定不稳定的问题，为解决这一问题与进一步建立准确的测定丁硼乳膏中硼砂含量的测定方法，为其药效学研究和新药开发提供参考。通过姜黄素和硫酸作用生成质子化的姜黄，硼砂在酸性条件下能够生成硼酸，而硼酸和质子化姜黄素反应而生成红色化合物（称之为玫瑰红花青），且硼砂含量与溶液的颜色呈正比,进而可以通过利用紫外可见分光光度法测定硼酸的含量，由此得知丁硼乳膏样品中硼砂的含量。关键词：丁硼乳膏；硼砂；紫外可见分光光度法；含量测定StudyonthemethodofdeterminationofboraxcontentinbutylboroncreamABSTRACTInordertosolvetheproblemofunstabledeterminationofboraxcontentintheoriginal,Amethodfortheaccuratedeterminationofboraxinbutylboroncreamwasestablished,Itprovidesreferenceforpharmacodynamicsresearchandnewdrugdevelopment.Turmericisprotonatedfromcurcuminandsulfuricacid,Boraxproducesboricacidunderacidicconditions,Boricacidreactswithprotonatedcurcumintoformredcompounds(calledrosesaffronblue),Boraxcontentispositivelyproportionaltothecolorofthesolution,Thecontentofboraxcanbedeterminedbyuvspectrophotometry.Thecontentofboraxinbutylboroncreamwasdetermined.Keywords：Boroncream;borax;Ultravioletvisiblespectrophotometry;Contentdetermination前言硼是人体和动植物（特别是豆类、蔬菜、水果）必须的生长元素，主要以硼酸、硼砂及其与钠、镁、钙形成的络合物三种形式存在。硼砂是制取含硼化合物的基本原料，几乎所有的含\t"/item/%E7%A1%BC%E7%A0%82/_blank"硼化物都可经硼砂来制得，因此硼砂在各行各业都得到广泛应用：例如玻璃和搪瓷行业、工农业生产、医学领域、食品加工等。[1]丁硼乳膏的主要成分之一为硼砂。其用法可以分为敷在患处或直接用于刷牙。硼砂在胃酸作用转变为硼酸，经胃肠道吸收，尽管摄入量不多，因消除速度慢，最终会在体内蓄积而中毒，危及对人体多种器官都有毒害。[2-3]本文主要总结叙述了硼砂的理化性质、应用及危害与丁硼乳膏的临床应用以及含量测定方法的研究现状，对比几种测定方法的优缺点。着重叙述应用双束紫外分光光度计进行硼砂含量测定的方法学验证。

1.概述1.1硼砂的化学结构式Na2B4O7·10H2O1.2概述及理化性质硼砂化学名称为硼酸钠、别称月石、盆砂。分子式是Na2B4O7·10H2O，分子量218.97，[4]易在干燥的空气环境中失水，易被风化为白色粉末。[5]通常用加压碱解法、硫酸法、碳碱法、钠化焙烧-常压水浸法、常压碱解法、等方法制取硼砂的原料。[6]硼砂入药时多用炮制后的煅硼砂，常捻粉或呈粒，具有解毒防清热化痰明目功效。[7]硼砂熔融物能够溶解金属物体表面附着的氧化物，生成的复盐更偏向属于硼酸且具有特殊颜色，这种反应特性被称为“硼砂珠试验”。[8]硼砂的熔融状态能够与许多金属氧化物及其盐反应生成颜色各异的化合物。[9-10]2硼砂的应用2.1硼砂在医学中的应用有研究表明：10%的硼砂对白色念珠菌、大肠杆菌、绿脓杆菌等有抑制作用,可保护皮肤粘膜[11]，因此硼砂在配合治疗恶性肿瘤患者口腔霉菌的感染中有显著的疗效。2.2硼砂在生活中的应用硼砂动是植物生长过程中的重要微量元素之一。喷洒和底施可以从瓜类作物的粉萌发和花粉管的生长、种子的发育促进作物的生长，使得作物产量提高。硼砂还可以提高食物韧度、口感更加劲道、爽脆程度及使食物保持水分及延长保存时时间，起到防腐和改良面粉的作用，肉类食物中使用硼砂可以提亮保鲜。[12]2.3硼砂在制造业中的应用基于硼砂具有吸热脱水的性质，在钻石研磨之前将其置于由热水溶解的硼砂过饱和溶液中浸泡，当取出来进行研磨的过程中，硼砂会在磨削热的高温之下发生变化。一方面高温脱水降低钻石表面温度，另一方面在高温下的硼砂熔融，形成了可以隔绝氧气和钻石的保护层，避免了钻石加工过程中因高温和空气产生的褐黑色灼烧痕，可以有效防止钻石氧化现象的发生。[13]制冷设备的焊接维修中硼砂可以净化金属表面，清除表面的氧化物。3硼砂的危害硼砂在人体内消除代谢的速度较慢。长期食用添加硼砂的食物会引起慢性中毒，主要表现涉及体温调节和皮肤、胃肠、生殖泌尿、心脏血管、神经等多个方面，严重者会出现会出现休克、昏迷等症状，引发多脏器的蓄积性中毒。[14]成人服用1～3g即中毒，当食用15g则致死；婴儿的致死量为2～3g。[15-16]按照我国《食品安全法》和2008年12月份卫生部公布的《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单(第一批)》公告规定：严格禁止在食品中加入硼酸或硼砂。[15]4丁硼乳膏4.1丁硼乳膏概述4.1.1概述丁硼乳膏是含有丁香酚和硼砂的复合制剂，有类似丁香香气。属于口腔科用药类非处方药的一种，功能主治和适应症为急慢性牙龈炎、口腔炎等引起的牙痛、牙龈出血、肿痛、溃疡、溢肿等症状，也可用于治疗牙龈炎、牙周炎、牙龈红肿、口腔炎疾病等，具有消炎止痛的功效。[17]4.1.2处方及用法用量硼砂和丁香罗勒油是丁硼乳膏的主要有效成分，对口腔常见的致病菌群有良好的抑菌效果，例如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及厌氧菌、产黑菌等。其标示量为65克，每克含丁香罗勒油适量（相当于丁香酚7mg），硼砂25mg。[18]丁硼乳膏的用法是直接当作牙膏用于睡前刷牙，或将乳膏当作外用药品涂抹于患处，停留3至5分钟左右后清水漱口，每次使用1到1.5cm（约重1g），每日3～4次。4.2丁硼乳膏的临床应用4.2.1丁硼乳膏用于牙龈炎牙龈炎是最为常见的口腔疾病，它主要是由于牙周产生菌斑微生物，出现牙石，或长期食物嵌塞而产生，另外，妊娠期妇女由于怀孕期间体内性激素增加，促使牙龈毛细血管发生变化，通透性增高致使慢性炎症加重形成牙龈瘤样改变的疾病。[19]丁硼乳膏结合超声波洁治术[20]可有效治疗牙龈炎，对于妊娠期妇女来说避免了全身性药物治疗引起的胎儿致畸等副作用，快速止血止痛，收敛保护创面，去除局部病损组织的刺激，有效抑制口腔细菌，缓解患者疼痛。4.2.2丁硼乳膏治疗牙周炎牙周炎是一种破坏牙龈及牙周组织的一种慢性炎症，一般患者因饮食不规律不节制，脾胃食用辛辣厚味的食物而内伤，湿热化火引入到了齿龈所致。[21]丁硼乳膏通过与细菌蛋白质中的氨基结合达到抑制细菌生长的作用，临床上结合一些全身性作用的抗菌药物、局部消炎药或超声波洁治术等可显著治疗牙周炎症患者的口腔问题。5硼砂含量测定的研究现状5.1研究的意义硼砂作为丁硼乳膏的主药之一，其含量的多少决定了药物的疗效与毒副作用。硼砂含量的测定显得尤为的重要，但目前在中国药典中关于硼砂含量测定的方法微乎其微，能够提供的具有参考价值的有效的文献更是少之又少。因此开展硼砂含量测定方法的研究也具有格外重要的意义。5.2四国药典记载方法及其比较硼砂作为一种弱酸强碱盐，其检测方法一般可分为两种：一类使用盐酸采用直接滴定法通过盐酸和硼砂反应生成硼酸来直接滴定硼砂，此法以美国药典收载为代表；另一类是用氢氧化钠滴定通过加入多羟基化合物（如甘露醇或甘油）作为强化剂滴定的方法。此法又可以分为两类：一种是在滴定前加入强化剂，与硼砂形成络合的酸，再用NaOH滴定液滴定，即直接滴定法。此法以英国和欧洲药典收载为代表；另一种先将硼砂用酸性溶液转变为硼酸，再加入强化剂，再用NaOH滴定液滴定，即间接滴定法。以《中国药典》方法为代表，将四国药典收载的测定方法进行比较最为简单操作快速的是美国药典；中国药典方法操作繁琐，成本较高，且结果误差略大，需要改进；英国和欧洲药典介于中国和美国药典之间。5.3现用其他方法5.3.1紫外分光光度法通过姜黄素和硫酸作用生成质子化的姜黄，硼砂在酸性条件下能够生成硼酸，而硼酸和质子化姜黄素反应而生成红色化合物（称之为玫瑰红花青），且硼砂含量与溶液的颜色呈正比,进而可以通过利用紫外可见分光光度法测定硼酸的含量。[23-24]5.3.2近红外光谱法采集样品近红外光谱,以一阶导数为预处理方法,将硼砂的平对照品均光谱作为参考光谱,在全谱段范围内计算所有样品光谱与参考光谱之间的相关系数,确定对照品与样品之间的相关系数阈值,建立硼砂的定性定量分析模型。[25]6.硼砂含量测定方法学验证6.1方法学验证概述分析方法学验证包含：准确度、线性、范围、精密度（包括重复性、中间精密度、重现性）、专属性、检测限、定量限、耐用性及高效液相色谱法涉及到的系统适应性试。[26]1.专属性：指将被测物中的有效成分与杂质区分开来，即为“选择性”。一般要求所得分离度值大于2.0。2.线性：指即给的规定范围内，供试品检测结果与对照品检测结果呈线性关系的程度。3.准确度：指被测定物的测定结果与其真实结果之间相近的程度。4.精密度：指规定条件下，一个样品至少连续取样6次检测所得检测值之间的相近程度。一般用相对标准偏差（RSD）表示。5.范围：在具备一定的准确度、线性、精密时，样品中能被检测到的浓度范围，纯度测定的浓度范围为80%-120%。6.检出限：指被测物能被检测到的最小量，不需要准确定量，一般能够达到进样浓度的0.05%的信噪比为3：1。7.定量限：指被测物含量能被定量检测到的最小量。可以通过加大进样体积来确定信噪比为10：1的被测物的定量限。8.耐用性：指改变检测条件测定结果不发生改变的适用程度，主要表明检测方法设计的抗干扰能力。9.系统适应性试验：流动相、检测器、检测色谱柱、实验操作及待测物被视为完整的系统进行评估。是分析方法的组成部分。6.2硼砂含量测定方法摸索6.2.1滴定法精密称定本品2.0g加水50mL，称重，超声30分钟，放置室温冷，再称定重量，加水补足重量，离心，取上清液。用移液管取上清液25mL，加0.05%甲基橙溶液2滴，用盐酸滴定液（0.02mol/L)滴定至橙红色，煮沸2分钟，冷却，如溶液呈黄色，继续滴定至溶液呈橙红色，加中性甘油[取甘油80mL，加水20mL与酚酞指示液1滴，用NaOH滴定液(0.lmol/L)滴定至粉红色]10mL与酚酞指示液8滴，用NaOH滴定液（0.02mol/L)滴定至显粉红色。每lmLNaOH滴定液(0.02mol/L)相当于1.9068mg的Na2B4O7•10H2O。滴定反应方程式：Na2B4O7+2HCl+5H2O==4H3BO3+2NaCl少量氢氧化钠时：4B(OH)3+2NaOH=Na2BO4O7+7H2O过量氢氧化钠时：B(OH)3+NaOH=NaBO2+2H2O实验结果显示：自制样品与厂家样品的平均含量差异较大，从上述结果可知，此方法测得结果存在数据不平行的情况，复测仍有此情况，可能是由于滴定终点不容易判断或者提取方法存在问题所致，故该方法仍需优化。后续实验中改用了加热形式对丁硼乳膏中的硼砂进行提取，以保证硼砂能提取完全。实验结果中检测到空白辅料干扰严重，分析原因发现处方中CMC-Na消耗的NaOH滴定液体积与辅料消耗的NaOH滴定液的体积相近，故得知CMC-Na对丁硼乳膏中硼砂含量测定的干扰源头。根据CMC-Na的相关性质，未找到合适的实验方法对它进行消除，另外，该方法操作过于繁琐，且滴定终点时颜色判断较困难，同时对实验中的碱性滴定液存储要求较高，故该方法不适应于硼砂含量的测定。6.2.2UV测定法0.125%姜黄素的制备:称取姜黄素1.25g于1000mL烧杯中，加冰乙酸适量超声使溶解，再稀释至所需浓度，混匀，即可；对照品溶液的制备：精密称取对照品15mg于100mL棕色容量瓶中，加酸性甲醇40mL，超声处理30min，使之溶解，加甲醇定容，混匀，即得。供试品溶液的制备：取丁硼乳膏适量(含硼砂3.75mg)，精密称定，于25mL容量瓶中，加酸性甲醇10mL，超声30min，放置室温，加甲醇定容，混匀，离心，取上清液备用。空白溶液的制备：用移液管取酸性甲醇10mL于25mL容量瓶中,加甲醇定容至刻度，混匀。用移液管取对照品溶液与供试品溶液各1mL，置50mL容量瓶，加入酸性溶液（浓硫酸：冰乙酸(1:1)）3mL，姜黄素6mL，混合，于室温下放置40min，加甲醇定容，混匀，稀释10倍，测其吸光度。从初步的实验结果中得知该方法需进一步优化和改善，对于浓硫酸-冰乙酸（1:1），0.125%姜黄素冰乙酸溶液的加入量以及放置时间需要进一步考察。6.2.3两种测定方法的比较本次试验中采用滴定法和紫外可见分光光度法测定硼砂含量，但由于滴定法中羧甲基纤维素钠干扰硼砂含量测定，且未找到合适的方法将它消除，故最终选用了紫外可见分光光度法。此法利用硼砂在酸性溶液中反应成为硼酸，然后与姜黄素反应生成玫瑰花青素（红色络合物），最终根据比色法测量硼酸的含量，从而得到硼砂的含量。该方法显色快速且明显，生成的络合物性质稳定，色谱分析条件简便易行，分析速度快，为制剂质量控制给出了有效的依据。6.3硼砂含量测定方法学验证6.3.1专属性考察精密称取缺硼砂阴性样品0.15g，按供试品溶液的制备方法制样，取上清液、对照品储备液(双份)、空白溶液各1mL分别于50mL容量瓶，加入酸性溶液（浓硫酸：冰乙酸(1:1)）3mL，姜黄素6mL，混合，于室温下放置40min，加甲醇定容，混匀，稀释10倍，550nm测其吸光度。结果：表1专属性考察结果样品吸光度10.00122-0.0004小结：缺硼砂阴性样品的测量值几乎为0，故样品对硼砂的含量测定无干扰。6.3.2标准曲线精密量取硼砂标准贮备液(0.15mg/mL)0.2mL、0.5mL、1.0mL、1.2mL、1.5mL、2.0mL分别于50mL容量瓶中，，加入酸性溶液（浓硫酸：冰乙酸(1:1)）3mL，姜黄素6mL，混合，于室温下放置40min，加甲醇定容，混匀，稀释10倍，550nm处测其吸光度。结果：表2线性考察结果浓度μg/ml吸光度值Au吸光度均值0.62030.09950.09120.08281.55080.26480.27620.28753.10170.52940.53580.54223.72200.64290.63570.62844.65250.71610.78280.75546.20331.05881.07161.0844图1硼砂线性关系结果小结：求得线性方程为：y=0.1726x-0.0056，r=0.9995，硼砂在0.6203-6.2033μg/ml范围内线性关系良好。6.3.3重复性考察取同一批丁硼乳膏精密称定6份样品，与与样品制备方法相同，取上清液、对照品储备液(双份)、空白溶液各1ml分别于50mL容量瓶，加入酸性溶液（浓硫酸：冰乙酸(1:1)）3mL，姜黄素6mL，混合，于室温下放置40min，加甲醇定容，混匀，稀释10倍，550nm处测其吸光度。结果：表3重复性考察结果表称样量/g理论硼砂浓度mg/ml吸光度Au硼砂含量/%均值RSD/%重复性-10.15220.15220.5166100.7399.860.83重复性-20.15050.15050.502199.01重复性-30.14980.14980.501199.28重复性-40.15050.15050.502499.07重复性-50.15120.15120.5109100.28重复性-60.15050.15050.5112100.81小结：六个样品测得硼砂的含量均值为99.86%，RSD=0.83%，RSD<5%,硼砂的重复性合格。6.3.4准确考度察精密称取缺硼砂阴性6份(同一批号)置25mL容量瓶,分别加入硼砂标准品(80%、100%、120%),与样品制备方法相同,取上清液、标准品储备液(两份)、空白溶液各1mL分别置于50mL容量瓶中，加入酸性溶液（浓硫酸：冰乙酸(1:1)）3mL，姜黄素6mL，混合，于室温下放置40min，加甲醇定容，混匀，稀释10倍，测其吸光度。结果：表4准确度考察结果表称样量g加入硼砂mg硼砂浓度mg/mL吸光度Au测得硼砂含量mg回收率%均值RSD/%10.15013.76100.15230.51203.81101.2399.611.3920.15263.76100.14910.50123.7399.0930.15343.76100.15140.50893.78100.6140.15163.76100.15130.50873.78100.5750.15253.76100.14740.49563.6997.9860.15443.76100.14770.49653.6998.16小结：6个样品硼砂回收率均值在99.61%，RSD=1.39%，RSD<5%,样品基本符合规定。6.3.5稳定性考察称取丁硼乳膏0.15g于25mL容量瓶中，按照上述方法制样，分别于在0h、1h、2h、3h、4h、6h、8h测定样品的吸光度值。结果：表5稳定性考察结果表时间/h0123468吸光度Au0.52820.52200.51310.53070.53570.53200.5335RD%——0.591.450.240.700.360.50小结：将各个时间点的测得值与0h测得值比较，可得RD值小于2.0%，因此样品在室温下8h稳定性较好。

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