CN102549423A - 用于肠胃外和肠内制剂的氧指示剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过颜色变化可视氧存在与否的氧指示剂以及这种氧指示剂在监测肠胃外和肠内制剂中的应用。

Description

用于肠胃外和肠内制剂的氧指示剂

本发明涉及一种通过颜色变化可视氧存在与否的氧指示剂，以及这种氧指示剂在监测肠胃外和肠内制剂中的应用。

在医疗领域，许多玻璃外包装已经被塑料材料的外包装所取代。塑料外包装质量较轻，价格往往也比较便宜。在肠胃外与肠内治疗领域，其内容物通常需要与外界空气隔绝，尤其是氧气。塑料材料或多或少地对空气是可通透的因而便渗透进了氧气。通过与氧的接触，医学产品会分解而失去活性，或者可能产生不良的降解产物。

因此，检测没有氧气渗透到空气敏感产品中是非常有必要的。这种检验应简单而快速的进行，最好没有任何辅助设备。

在现有技术中，众所周知，指示剂在与氧的接触时改变他们的颜色。这些都是常见的金属或金属化合物，特别是Fe²⁺化合物。因此，EP 0 922 219 B1和US 6,093,572 A描述了一种由一个邻苯三酚化合物，一个Fe²⁺盐和一个有机酸组成的有色组合物。邻苯三酚化合物自然地或合成地或半合成地产生丹宁酸。在有氧气存在时，原本黄色的化合物变成黑色。颜色的变化是基于Fe²⁺氧化成Fe³⁺，然后再与丹宁酸的芳香环体系进行反应。

US 6,627,443 B1 and US 6,399,387 B1也描述了一种由一种Fe²⁺化合物和一种邻苯三酚化合物组成的有色组合物。这里描述的氧指示剂颜色的变化能够随着铁离子的减少而逆转。

WO 2007/059900 A1涉及一种脱氧剂/指示剂，包含至少一种氧气吸附剂，该氧气吸附剂是由一种能被氧气转换为高氧化状态的金属或金属化合物组成。此外，还包括一种络合剂或氧化还原指示剂，更进一步的包含一种电解质。指示剂效应是氧气吸附剂通过与氧化还原指示剂形成络合物和/或相互作用引发的物理性质的变化所引起的。

JP 56132560描述了一种氧气检测组合物。该组合物容易处理，在氧气存在或缺乏时显现出明显的颜色差异。这种材料包含一种由一种无噁嗪核，一种铁化合物，镁硅酸盐和水或酒精组成的化合物。该混合物在有氧时变成红紫色，在无氧时变成白色。这种色调变化是可逆的。

除了金属离子外，氧化还原性染料也用作氧指示剂。一些染料在还原状态，或隐色体或二氢状态下有不同的颜色，用于区分他们的氧化状态。双色指示剂如亚铁菲绕啉离子（蓝色到红色的颜色转变）和单色指示剂如中性红（无色到红色的转变）之间具有差别。在所有情况下，颜色的变化是可逆的。

因此，US 2007/0031976 A1涉及一种氧指示剂，显示氧气在装有一种药物的包装内的存在。该指示剂是由一种混合物组成，该混合物的每个成分与医疗产品一并使用被视为是安全的。靛卡红作为氧化还原性染料并与纤维素、一种还原剂和水混合调节PH值至9.0~9.75之间。

JP 56065072描述了一种检测氧气的混合物。一种含有噁嗪骨架的化合物作为氧化还原性染料。此外，该混合物包括葡萄糖，至少一种化合物选自氢氧化物，碱金属或碱土金属的硅酸盐和氢氧化铝。氧化状态和还原状态的颜色的变化是可逆的。

EP 0524021B1涉及一种氧气指示剂，包含至少一种具有三个或更多碳原子和至少一个伯氨基和至少一个羟基的有机化合物，和至少一种染料选自噻嗪染料，靛蓝染料以及他们的混合物。此外，还包含至少一种有机或无机酸。此专利说明书涉及一种显示氧气在气相中存在与否的氧指示剂，旨在保护食品，电子配件，有电子零件的电器产品，金属零件或有金属配件的产品。

EP 1312918A2中的氧指示剂包含硅酸盐片段，阳离子表面活性剂，一种有机染料，一种还原剂和任选的一种碱性化合物。此混合物通过可逆的颜色变化，能对氧气的存在与否或氧气的浓度进行监测。

US 6,676,901 B1涉及的一种氧指示剂是由一个基板和一种固定在基板表面的氧指示剂成分组成。此外，该说明书涉及到一个吸收氧气并具有氧指示功能的包装袋，氧指示剂可以附着在包装袋上。该说明书还涉及到一种将氧指示剂固定在物体上的方法和设备。

因此，本发明的目的是提供一种颜色变化在视觉上是显而易见的耐光和耐热的氧指示剂。颜色的变化应迅速发生，而不是在片刻之后。如果此指示剂被应用于一个包装袋内，它应该能维持几分钟，即使在打开包装袋后，以辨别出在包装袋打开之前氧指示剂是否与氧气接触过。此外，该指示剂应该设计成氧敏感产品仍然保持可见。特别是，一种优选的氧气指示剂是一种无色的还原状态的氧化还原性染料，并在其氧化状态有一个强烈的颜色，以至于肉眼能显而易见到氧的存在。

出人意料的，上述目的通过由试卤灵、亚甲蓝和/或甲苯胺蓝作为有机氧化还原性染料、一个或多个多元醇，特别是甘油，以及水，加入一种或多种辅助剂组成的混合物实现了。通过使用多元醇，水被络合到氧指示剂中。在优选的实施例中，详细说明的氧气指示剂还含有一种有机或无机缓冲液，特别是一种磷酸盐和/或柠檬酸盐缓冲液。

根据本发明，采用一种1M缓冲溶液更适宜，基于氧指示剂，以至于达到的浓度范围为0.001~2mol，优选0.01~1mol。

氧指示剂如果以试卤灵作为有机氧化还原性染料，调整PH值范围至6~10，优选7 ~9，更优选7.5~8.5。如果以亚甲蓝和/或甲苯胺蓝作为氧化还原性染料，调整PH值范围至2~6，优选3~5，更优选3.5~4.5。

根据本发明，该氧指示剂最好加入一种辅助剂。可加入甲基纤维素，微晶纤维素，赖氨酸，盐酸赖氨酸，硬脂酸镁和/或硅树脂，特别是凝胶和/或羟乙基淀粉（HES）作为辅助剂。明胶和/或HES有些微还原作用，以使氧化还原性染料能应用其氧化状态，仅在被用作氧指示剂前被还原。

可用不同分子量大小的HES。根据本发明的氧指示剂可用HES130，也可用HES200和/或HES450制备。这些数字是用千道尔顿单位描述的相应的羟乙基淀粉的摩尔质量。

此外，根据本发明，氧指示剂能够应用于一种载体材料，特别是一种离子交换树脂，纸或板。在一个优选的实施例中，采用一种基于聚合体的阴离子或阳离子交换树脂或一种聚合糖类衍生物。这种离子交换树脂首先用缓冲液冲洗，接着用氧指示剂冲洗。离子交换树脂用作载体材料能靠离子交换树脂本身对PH值进行调整，因此没有必要在进一步添加缓冲液。

根据本发明 ，氧指示剂的形式可以是片剂，胶囊或凝胶。这些可能会依次被放置在一个独立的外包装中，最好是袋或吸塑包装。根据组成外包装的材料的厚度可控制和调整氧渗透性。

基本上，有三种加入染料的不同变体：

1、染料被还原成无色或二氢化合物，然后在惰性气体下进一步反应。

2. 该指示剂使用保护基团在还原状态是稳定的，并在这种状态下被加入。在最终产品的热处理之前，期间或之后通过裂解保护基团实现活化。

3、该指示剂在氧化状态被加入。在最终产物的热处理之前，期间或之后通过还原实现活化。

如果氧化还原性染料在还原状态被加入，所有进一步的工序必须在惰性气体的无氧氛围中进行。适合这种染料的还原的条件是还原剂比相应的染料本身具有较高的还原电位，尤其是葡萄糖，亚硫酸纳，锌，二氯化锰；乙酰半胱氨酸和/或抗坏血酸。还原剂在还原染料用作氧指示剂之前被分离开。

可引入保护基团以稳定氧化还原染料的还原状态。他们将在热处理过程中被裂开。用于这一目的优选苯酰基团。

如果氧化还原性染料在氧化状态被加入，进一步处理可在常规状态下进行。染料的还原在热处理过程中完成，例如，灭菌。

这种染料可通过应用载体材料或加入辅助剂来巩固。这种氧指示剂可作为板或纸张上的内标物。这种内标物在没有氧气存在时是不会或几乎不可见的。然而，如果这种指示剂接触到氧气，这种内标物就变得可见。因此，可以避免颜色的混淆。

根据本发明，成品氧指示剂可装入小物料填充袋中，例如，在一个香料袋中。另一种方式是填充到一种吸塑包装或一种穿孔或拉深板材中，其中的氧指示剂在氧化时可以显示其颜色。外包装的氧渗透率可以根据需要调整。所应用的板材的厚度可以影响氧渗透率。

在另一个实施例中，氧指示剂以片剂或胶囊的形式被使用。胶囊的外壳最好是透明的。优选一种凝胶填充的胶囊，其中氧指示剂已经引入到凝胶或羟乙基淀粉中。

根据本发明，氧指示剂可用于监测肠胃外和肠内制剂，尤其是用在装有肠胃外和肠内营养液的包装袋和外包装袋之间的空间内。

根据本发明，当试卤灵用作氧化还原性染料时，在氧指示剂中其颜色变化是从无色至红紫色。在亚甲基蓝和/或甲苯胺蓝的氧化过程中，原本无色的氧指示剂变成蓝色。色调可以通过改变辅助剂尤其是凝胶和/或羟乙基淀粉的浓度进行变化。在亚甲基蓝和/或甲苯胺蓝的情况下，例如，被高浓度凝胶氧化，其颜色变化至绿色或紫色。这种氧指示剂在还原状态是微黄色。两种状态在颜色上的区别用肉眼即清晰可辨。

根据本发明，本发明所提供的氧指示剂可用在装有肠胃外和肠内营养液的包装袋和外包装袋之间的空间内。此外，一种脱氧剂能用在此空间。它将结合游离氧，从而提高肠胃外和肠内制剂的保存质量以及延长氧指示剂的活性。

具体实施方式

下述实施例将对本发明指示剂进行说明，但并不是唯一方式的描述。

从氧化还原性染料，需制备以下溶液：

将试卤灵溶解于蒸馏水中，使其浓度为1%。如有必要，再用蒸馏水稀释溶液。相应的浓度分别规定在不同的实施例中。

亚甲基蓝溶解于蒸馏水中，使其浓度为1%。

甲苯胺蓝溶解于蒸馏水中，使其浓度为1%。

这些被应用于下述实施例中。

实施例1

Amberlite® CG-50 I 离子交换树脂

三药匙（spatula-tipfuls）CG-50离子交换树脂中的每一药匙用WFI(注射用水)清洗,并倒出浮于表面的溶液。随后，离子交换树脂与1%亚甲基蓝溶液、1%甲苯胺蓝溶液或0.001%试卤灵溶液混合并搅拌。该混合物静止一段时间并不断搅拌。然后，各混合物用一个铺有滤纸的布氏漏斗过滤。然后离子交换树脂应趁湿润时装入小瓶并密封。

从各组离子交换树脂/指示剂的混合物中取一药匙（spatula-tipfuls）填充到外包装袋中并用吸纳袋热密封。过了周期为14天的时间后，所有的氧指示剂仍然是无色的。

实施例2

取10g Dowex® 1-X8离子交换树脂用3倍量注射用水搅匀后用吸滤器过滤。在离子交换树脂表面涂布50g浓度为0.001%，PH值为8的试卤灵溶液。混合物被搅拌数次后吸滤。然后离子交换树脂用注射用水搅匀并吸滤三次以上。

把载有试卤灵的离子交换树脂装入样品瓶。

实施例3

在另一个实验中，取10g凝胶用40g注射用水拌匀，加入5ml浓度为1M（PH 8.0）的磷酸钾缓冲溶液，使其膨胀20min。随后，加入60g甘油，在65℃水浴中加热混合。加入2g 载有 试卤灵的Dowex® 1-X8离子交换树脂并搅拌。把该溶液装入一个250ml的输液瓶中，在121℃ 灭菌15min。

甚至在此灭菌后，离子交换树脂与凝胶仍成混合状态。

实施例4

取DEAE Sephadex®离子交换树脂以注射用水膨胀后与0.001%的试卤灵溶液混合。混合溶液通过吸滤器过滤，混合物用PH值为8的磷酸盐缓冲液涤洗。混合物用试卤灵溶液漂洗多次以提高试卤灵的浓度。把呈深粉红色的滤渣装入小瓶并密封。从以上的混合物中取6个样品用网格袋热封，把各个袋子与一个三菱吸收袋一起放入一个250ml的玻璃输液瓶中。把该瓶子置于121℃灭菌15min。灭菌后，颜色未改变。由于脱氧剂的作用，混合物的颜色变成无色。

过了为期3个月的时间后，3个输液瓶中，每一个装有DEAE Sephadex®与试卤灵混合物的网格袋的被打开。稍微打开一点网格袋，混合物立即变成紫色。

此外，在相同周期内，另一个输液瓶被打开，里面装有载有试卤灵和PH值为8的缓冲液的DEAE Sephadex®离子交换树脂的珠粒，此外，此混合物中还含有约40%甘油。由于与氧气的接触，珠粒在5分钟内变成了深粉红色。

实施例5

表1

	凝胶	注射用水	pH 4柠檬酸盐缓冲液	甘油	指示剂
						实施例5.1	20 g	180 g	10 g	10 g	100 µl 1%亚甲基蓝溶液
实施例5.2	20 g	180 g	10 g	10 g	50 µl 1%甲苯胺蓝溶液
						实施例5.3	40 g	180 g	10 g	10 g	100 µl 1%亚甲基蓝溶液

MB溶液=亚甲基蓝溶液

TB溶液=甲苯胺蓝溶液

凝胶与注射用水和柠檬酸盐缓冲液混合并膨胀20min。其后，加入甘油，并在约65℃的水浴中加热。然后，加入指示剂，混合后从水浴中取出冷却。在凝冻前，混合溶液分别装入两个100ml的输液瓶内，扣上盖子并扣紧。其中一个瓶子于121℃灭菌10min，另一个瓶子室温放置。

从各组混合物中取约豌豆大小的一块分别至于3个100ml的输液液瓶内，加入一种脱氧剂，然后瓶子用一个橡胶塞密封。

实施例6

表2

	凝胶	注射用水	1M缓冲液	甘油	指示剂
						实施例6.1	20 g	100 g	20 ml (pH 8)	60 g	0.24 g 1%试卤灵溶液
实施例6.2	20 g	100 g	20 ml (pH 4)	60 g	0.595g 1%亚甲基蓝溶液
						实施例6.3	20 g	100 g	20 ml (pH 4)	60 g	0.51g 1%甲苯胺蓝溶液

MB 溶液=亚甲基蓝溶液

TB溶液=甲苯胺蓝溶液

在一个薄塑料研钵内，凝胶，注射用水和缓冲溶液混合膨胀20min。然后，加入甘油，把混合物置于约65℃的水浴中加热。在凝胶溶解后，逐滴加入指示剂直到达到预期的强烈颜色反应。装指示剂的容器在开始前和结束后都进行称重，重量的差额就是指示剂溶液的消耗量。

从各组混合物溶液中分别取1ml装入6个网格袋内并热封。各个袋子分别放入一个100ml装有除氧剂的输液瓶内，充入氩气并密封。每种化合物中3个瓶子置于121℃灭菌15min，另外3个瓶子室温储存。

实施例7

表3

	羟乙基淀粉200	注射用水	缓冲液	甘油	指示剂
						实施例7.1	75 g	15 g	15 ml (pH 8)	45 g	0.128 g 1%试卤灵溶液
实施例7.2	75 g	15 g	15 ml (pH 4)	45 g	0.38 g1%亚甲基蓝溶液
						实施例7.3	75 g	15 g	15 ml (pH 4)	45 g	0.34 g1%甲苯胺蓝溶液

MB 溶液=亚甲基蓝溶液

TB溶液=甲苯胺蓝溶液

羟乙基淀200与缓冲溶液，注射用水和甘油混合。随后，每种化合物在约80℃水浴中加热并搅拌。在均质体形成后，逐滴加入指示剂直到达到预期的颜色。装有指示剂的容器在开始前和结束后都要称重，其差额是各个指示剂的消耗量。从各组混合物中取一匙填充到6个网格袋并热封。每袋放置到一个装有脱氧剂的100毫升的输液瓶中，充满氩气并密封。每一种化合物的3个瓶子在121℃消毒15分钟，另外3个瓶在室温下存储。

实施例8

表4

羟乙基淀粉200	350 g
		盐酸赖氨酸	3 g
注射用水	70 g
		甘油	210 g

将淀粉与盐酸赖氨酸，注射用水和甘油混合，在约80℃水浴中加热并搅拌直到形成均质体。恒温约2小时后冷却到室温，并过夜。

还冷的混合物被分入三个烧杯中，并加入指示剂溶液。

表5

	淀粉-赖氨酸混合物	指示剂
			实施例8.1	113.543 g	64 mg 1%试卤灵溶液
实施例8.2	110.462 g	169 mg 1%亚甲基蓝溶液
			实施例8.3	109.817 g	151 mg 1%甲苯胺蓝溶液

MB 溶液=亚甲基蓝溶液

TB溶液=甲苯胺蓝溶液

将三个烧杯在约80℃水浴中加热使混合物溶解。然后加入指示剂直到达到预期的颜色。

从各个混合物中取一匙填充6个网格袋并热封。每袋放置到一个装有氧气吸收剂的100毫升的输液瓶中，充满氩气并密封。每一种化合物的3个瓶子在121℃消毒15分钟，另外3个瓶在室温下存储。

实施例9

从实施例6~8中的各组混合物中，将各组指示剂混合物的热处理变体中的一袋从瓶子中取出。装有凝胶化合物的几袋在约30分钟后变成相应的颜色。装有淀粉化合物的几袋仅在数小时后变成相应的颜色。

实施例10

根据本发明，为了测试重复利用氧指示剂的可能性，从实施例6~8中的混合物中，将各组指示剂混合物中的已经热处理的一个瓶子和尚未热处理的一个瓶子再次在121℃加热（灭菌）15min。

在前一天打开经热处理的瓶子，取出袋子，放在一个白色的表面上，记录所有样品在预定时间间隔内的变化。

其结果如下表6所示。

表6

即使在片刻的灭菌后，所有测试的氧指示剂与氧接触后在很短的时间后变成不同的颜色。因此，重复利用本发明的氧指示剂是可行的。

Claims (18)

1.一种氧指示剂，包含试卤灵、亚甲蓝和/或甲苯胺蓝作为有机氧化还原性染料，一个或多个多元醇，特别是甘油、以及水，再加入一种或多种辅助剂。

2.根据权利要求1所述的氧指示剂，其特征在于，还包括一种有机或无机缓冲液。

3.根据权利要求2所述的氧指示剂，其特征在于，所述缓冲液是一种磷酸盐和/或柠檬酸盐缓冲液。

4.根据权利要求2或3所述的氧指示剂，其特征在于，所述缓冲液是一种浓度为0.001~2mol的磷酸盐和/或柠檬酸缓冲液，基于氧指示剂，特别是0.01~1mol。

5.根据权利要求1~4任一项所述的氧指示剂，其特征在于，在实施例中所提供的试卤灵的PH范围为6~10，特别是7~9，特别是7.5~8.5。

6.根据权利要求1~4任一项所述的氧指示剂，其特征在于，在实施例中所提供的亚甲蓝和/或甲苯胺蓝的PH范围为2~6，特别是3~5，特别是3.5~4.5。

7.根据权利要求1~6任一项所述的氧指示剂，其特征在于，采用甲基纤维素，微晶纤维素，赖氨酸，盐酸赖氨酸，硬脂酸镁和/或硅树脂，特别是凝胶和/或羟乙基淀粉HES作为辅助剂。

8.根据权利要求1~6任一项所述的氧指示剂，其特征在于，还包括一种载体材料，特别是一种离子交换树脂，纸或板。

9.根据权利要求8所述的氧指示剂，其特征在于，所述离子交换树脂包括一种基于聚合体的阴离子或阳离子交换树脂或一种聚合糖类衍生物。

10.根据权利要求1~9任一项所述的氧指示剂的形式为片剂，胶囊或凝胶，和/或放置在一个独立的外包装中，更适宜放置在一种袋或吸塑包装中。

11.根据权利要求1~10任一项所述的氧指示剂，其特征在于，所述氧化还原性染料包含其还原状态。

12.根据权利要求11所述的氧指示剂，其特征在于，所述氧化还原性染料是经还原剂还原，与染料本身相比，具有较高的还原电位，特别是葡萄糖，亚硫酸钠，锌，MnCl₂，N -乙酰半胱氨酸和/或抗败血酸。

13.根据权利要求1~12任一项所述的氧指示剂，其特征在于，所述氧化还原性染料的还原状态具有保护基团，此基团在热处理过程中将被裂开。

14.根据权利要求13所述的氧指示剂，其特征在于，所述保护基团包括一个苯酰基团。

15.根据权利要求1~10任一项所述的氧指示剂，其特征在于，所述氧化还原性染料包含其氧化状态，并且在热处理过程中被还原。

16.权利要求1~15任一项所述的氧指示剂在监测肠胃外和肠内制剂中的应用。

17. 根据权利要求16所述的氧指示剂的应用，其特征在于，所述应用的位置在装有肠胃外

和肠营养液的包装袋与外包装袋的空间内。

18. 根据权利要求16或17所述的氧指示剂的应用，其特征在于，所述应用的形式为片剂，胶囊，或应用到一块板或纸，或一种袋或吸塑包装中。