CN1105915C - 包括含有焦棓酸成分的试剂、铁盐和有机酸的显色剂组合物 - Google Patents
包括含有焦棓酸成分的试剂、铁盐和有机酸的显色剂组合物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及特别适合用于氧指示剂中的新型色料组合物。该组合物包括亚铁(II)，含焦棓酚成分的试剂和有机酸。
Description
本发明涉及包括亚铁(II)，含有棓酸成分的试剂和有机酸的色料组合物，它尤其适合包括在氧指示剂中。本发明的指示剂能够导致与用于贮存氧敏感性药物和其它敏感产物的容器的生产有关的改进。
在药品工业中强烈希望开发一种聚合物材料的容器来代替传统的玻璃容器，从而得到低资源消耗，便宜和更方便的包装系统。然而，十分突出的问题是开发安全和便宜的由聚合物材料制得的容器，它能够代替玻璃作为隔断环境的材料并且与包括亲脂性脂肪乳液作为肠胃外营养品的各种液体相容。人们作出许多尝试来引入聚合物材料，例如亲脂性试剂，但渗入氧气所导致的分解和组分从聚合物材料中迁移到贮存液体中，尤其在高压釜加压条件下用蒸汽消毒之后，这些问题已经妨碍了在工业上的广泛使用。
用于长时间贮存供肠胃外给药的液体的高度复杂容器公开于瑞典专利申请SE9601348-7，它被引入本文供参考。通过小心选择聚合物材料，这一类型的容器能够在最终填充和组装时承受住蒸汽消毒并且还形成了对环境氧的合适阻隔体以便在贮存过程中保护氧分解敏感性组分但不会带来与脂类不相容的任何物质。该容器由包封在基本上气密性的外包装件中的内容器组成，后者具有一个或几个贮室来贮存能够在施用之前容易混合的药物。在内容器和外包装体之间的空间中，放置氧气清除组合物来消耗残余氧气和通过外包装体渗透进来的少量氧气。为了改进产品的安全性，氧指示剂能够放置在外包装体和内容器之间，这样从透明的外包装体观察颜色的变化来判断氧气的渗漏。尤其对于氧敏感性产品如包括多不饱和脂肪酸和某些氨基酸的肠胃外营养品，需要对产品完整性有一个简单和可靠的指示，因为许多依赖于此类治疗剂的病人被限制在家中借助于容器来自助服药。
供肠胃外给药的药剂容器的氧指示剂的需要与容器的其它特征的需要具有同样高的重要性。它必须能够承受起压力釜加压工艺(在约121℃下蒸汽消毒规定的时间，通常约19-20分钟)而不失去其特性。它必须由安全和无毒性的、发生迁移和使贮存产品作废的趋势几乎可以忽略的组分组成，和必须完全与容器的剩余部分相容。指示剂功能必须具有合适的敏感性和可靠性，这样，颜色的明显变化在视觉上显示出对氧气的预定暴露程度和因此判断产品潜在的作废处理，然后必须扔弃。还有，功能性氧指示剂应该是便宜的和容易生产和用包装材料组装。
以药物或某些食品的包装体内的片剂形式使用的现有技术已知的常规目测氧气指示剂，如购自Mitsubishi公司的、基于亚甲基蓝(作为着色剂)的Ageless-Eye KS，不能承受压力釜加压处理。在加压处理处理之后，颜色的变化十分明显并取代了均匀的蓝色，深或杂的蓝色至品红色似乎会严重损害它们的氧指示能力的敏感性。这一类型的指示剂还被建议有6个月的有限贮存期。
氧指示剂也有可能分散在聚合物包装材料中，如授权于W.R.Grace&Co.的国际专利申请WO95/29394中所述。这一材料的缺点是核黄素指示剂组分对热敏感和无法在保持其能力的前提下承受加压处理。它还可能被包装材料的高温熔合过程导致作废。显然，仍然需要对氧指示剂作一些改进。尤其寻找一种被包含在用于贮存氧敏感性肠胃外药物(它在最终组装之后进行蒸汽消毒)的容器系统中的可靠、便宜、非迁移性目测氧指示剂。
本发明旨在提供适合包括在氧指示剂中以及适合被引入水性表面处理组合物中的新型色料组合物。
本发明的目的是提供基于该着色组合物的改进氧指示剂，尤其合适的是它属于用于贮存肠胃外给药的氧敏感性药物的容器的一部分。
本发明的另一个目的是提供一种氧指示剂，它能够承受加压处理而不会损害任何重要特性而且它具有合适的特性以便与贮存氧敏感性药物的容器一起组装。
本发明的再一个目的是提供一种氧指示剂，它由较低的潜在毒性的成分组成和因此特别适合于药物和食品工业。
本发明的又一个目的是提供具有高可靠性的氧指示剂，它能够为依赖于肠胃外营养的病人提供保证而不误用偶然氧化的溶液剂。
本发明涉及色料组合物，它包括含有焦棓酚成分的试剂，和亚铁(II)盐以及一种酸。
在本发明中使用的亚铁(II)盐必须易溶而避免与色料组合物的其它组分形成溶解性差的配合物沉淀。优选地，亚铁(II)盐选自硫酸亚铁(II)，乙酸亚铁(II)，硝酸亚铁(II)，氯化亚铁(II)和三氟乙酸亚铁(II)。
含有焦棓酚成分的试剂能够配位结合铁(III)，因此形成着色产物。它可由焦棓酚衍生物，优选和其衍生物，特别是各种棓酸酯所组成。然而，纯焦棓酚或棓酸(它是羧基化焦棓酚)也能够使用，当焦棓酚的毒性能够控制时或重要性有限时。合适的试剂是天然、合成或半合成来源的丹宁，在多个棓酸成分之间的网络中包括酯桥。
优选的是在选择酸组分时应注意避免其与铁离子形成溶解性差的配合物，且酸性不应该太强而使具有棓酸成分的试剂水解成游离的棓酸，这应该加以避免的，因为会改变组合物的预定颜色特性。优选地，具有至少两个羧酸基的有机酸被选择用于色料组合物和最优选地，具有通式HOOC-(CR1R2)n-COOH(其中n＝1-4，R1是氢或羟基，和R2是氢或羧基)的有机酸。为了获得可逆色反应，具有至少两个羧酸基的α-羟基酸，如柠檬酸，适合作为色料组合物中的酸组分。
依据这一信息，有可能选择色料组合物的另一种功能性亚铁(II)盐和合适强度的酸。然而，根据本发明的最优选的色料组合物包括硫酸亚铁(II)或硫酸亚铁(II)七水合物作为亚铁(II)盐和柠檬酸或柠檬酸一水合物作为酸。特别合适的色料组合物包括(A)硫酸亚铁(II)或硫酸亚铁(II)七水合物，(B)作为含有焦桔酚的试剂的丹宁，和(C)柠檬酸或柠檬酸一水合物，任意性地与合适载体试剂混合。在本发明组合物中组分(A)、(B)和(C)的量优选具有以下关系：(A)∶(B)是在4∶1和1∶2之间和(C)∶(B)是在6∶1和1∶1之间。载体试剂适宜地是冷溶胀性淀粉和优选促使组合物具有一定粘度并用作填充剂的淀粉的氧化丙烯醚。其它常规的增稠剂，如羧甲基纤维素(CMC)和使组合物具有所需粘度或粘附性的稀释剂也可以想到在组合物中引入作为淀粉的补充物和替代物。
当暴露于环境空气中时，优选的色料组合物将在一定时间过后变色。在初始为浅黄色的组合物中，硫酸亚铁(II)在空气中氧化成铁(III)，后者与丹宁的芳族体系反应导致铁(III)和丹宁两者的配合物变为黑色。最初，组合物具有源自丹宁的浅黄色。当暴露于氧时，亚铁被氧化成铁(III)，后者开始与丹宁分子的芳族体系反应并得到绿色和随后显露出黑色。本发明色料组合物的重要特性是其变色反应的可逆性。该体系能够在无氧的气氛中通过随后被亚铁离子还原而恢复到其原始的浅黄色。
变色反应的机理能够作以下解释：丹宁的棓酸成分能够形成较稳定的焦棓酚阴离子，后者可与铁(III)形成黑色配合物，或与氧反应形成一基团。该基团的焦棓酚成分也能够与亚铁(II)反应形成黑色配合物。
通过改变柠檬酸的量，颜色变化的时间能够加以控制。在包括2％硫酸亚铁，1.3％丹宁和3.5％柠檬酸的水溶液的着色组合物中，在4小时后观察到颜色变化。提高柠檬酸的量将通过延迟Fe(II)至Fe(III)的氧化反应而显著延长颜色变化的时间。该体系也可以通过改变丹宁的量来加以控制，因为较高量的该成分将得到较深的颜色。在指示剂诸位中丹宁和Fe(II)各自含量的增加将缩短颜色变化到最终的黑色的时间。
本发明的色料组合物具有对环境氧的敏感性，这使它非常适合用作氧指示组合物，同时其优良的外观和防腐能力使得有很大的潜力作为水性表面处理试剂中的主要成分。
本发明的一个特别优选的实施方案涉及包括上述组合物的氧指示剂。该指示剂适合测定氧水平，如果渗透入受控的氧气耗尽气氛中的氧气水平是足够的高以获得指示剂的颜色变化。根据本发明的氧指示剂由任意性结合载体的上述色料组合物组成。
载体优选是由透氧性聚合物材料制成的合封包装体形成的膜材，但多孔性材料和水凝胶的浸渍条材另外被认为是载体。此外，氧指示剂能够被配制成本技术领域中熟练人员一般公知的粒剂，配制成水凝胶或复合成各种固体或半固体载体。例如，氧指示用着色组合物能够与通常用于造片或造粒工艺中的合适的载体组合物混合。另一种情况是在层压或共挤出工艺中制备的多层聚合物材料中包括指示剂。该指示剂组合物然后分散和均匀分布在熔化聚合物材料中，该材料被制成适合用常规技术制造容器的多层聚合物膜结构中的一层。
尤其与药物工业相关的应用中，基于着色组合物的氧指示剂，必须有可能承受加压处理工艺中的蒸汽消毒并且与装有药物的容器的其它组分相容。为此，载体应该经受这样的处理并适合将指示剂组合物包封在小囊或小袋中，小囊或小袋所用材料与含有可分解药物(借助于容器贮存)的容器相同。为了获得正确的指示剂功能，预先要求的是包封指示剂的材料允许氧传输。优选的材料基于聚烯烃并包括热塑性弹性体以改进它们的机械性能。尤为合适的是基于聚乙烯和/或聚丙烯以及它们的共聚物的材料。特别优选的材料一般由多层结构组成和含有较高量的聚丙烯。此类材料的例子是购自McGaw Inc.的Excel，这描述在欧洲专利说明书0228 819和描述在瑞典专利申请SE 9601348-7中。
根据本发明所述的指示剂具有意想不到的耐热处理性能，并且即使在121℃下蒸汽消毒处理19-20分钟，也很好地维持氧指示剂的功能不变和表明能够承受这样的条件达至少60分钟。
还应指出的是，根据本发明的某些色料组合物是光敏感性的并且在强光(包括日光)贮存时会自发改变颜色，而不管氧是否暴露于氧中。该反应据信是在光存在下，有机酸(柠檬酸)有能力复合Fe(III)并将该离子还原为Fe(II)。在这一过程中，柠檬酸成分将会重排并分裂出了二氧化碳而最终形成丙酮。然而，如果指示剂已达到基本黑色的状态，如此形成的黑色沉淀物将不可能可逆转化且颜色将保持黑色，而与光照条件无关。一方面，如果指示剂仅仅达到绿色状态，该颜色可逆变化至初始的浅黄色，如果存在足够量的光的话。鉴于这些理由，合适的是在包装体中包封本发明的对光敏感或潜在敏感的氧指示剂色料，该包装体被制成具有光吸收或光屏蔽性能以保护组合物不受到所具有的频率会产生颜色影响作用的光的影响。封合的包装体因此被提供光保护膜或涂层，它们能够消除光的影响。用作日光或UV辐射的滤光器的此类膜或其它材料对于本技术领域中熟练人员来说是众所周知的并且不作详细讨论。此外，对于仅仅具有中等程度或低光敏感性的组合物，含有基于所述组合物的指示剂的包装体表面上能够被提供在黑暗中贮存的说明文字。
用于本发明指示剂的特别优选的着色组合物包括1-4g的硫酸亚铁(II)或其七水合物，0.5-4g的丹宁，1-10g柠檬酸或柠檬酸一水合物，和任意性使用的2-15g的填料，淀粉的合适氧化丙烯醚，和相对于100g的平衡量的水。填料应该被认为是选择性使用的。着色组合物优选包封在尺寸0.5-2ml的Excel的袋子中。功能指示剂组合物的特定例子包括在本发明的下面详细叙述中。然而，熟练人员将能够脱离这些给出的框架并发现其中特别合适的水平并落在权利要求中所总结的本发明范围内。
根据本发明的氧指示剂是通过将预定量的亚铁(II)盐，丹宁和酸混合成均匀的组合物来制备。所得到的混合物被溶于水中。这一过程优选在控制的、基本上无氧的氮气气氛中进行。混合物被填充在Excel的袋形容器中或可比材料中，借助于在控制气氛中的熔合方法密封。指示剂被贮存在无氧气氛中，直至它们与医药容器的其它部分组装为止。这些指示剂尤其适合于在上述瑞典专利申请SE9601348-7(Pharmacia AB)中所述类型的透明柔性容器中，它包括被包封在外部透明不透气性包封材料中的装有肠胃外给药的液体的内容器。当组装这类容器时，氧指示剂和氧清除剂与装在内容器内的液体一起被放置在内含无氧或氧气耗尽控制气氛的外包装体中，最终将外包装体密封。该容器能够在贮存之前在其最终条件下消毒。
在正常的贮存过程中，保留在容器中和在所贮存产品中的少量氧气和通过该外包装体扩散的氧气将被氧气清除剂所消耗并不能损害所贮存产品或影响指示剂。然而，如果容器不适当组装或偶然受损而使得环境中的氧气大量渗漏进去，氧气清除剂将达到饱和和富余的氧气将与指示剂的组分反应，将使颜色从浅黄色变化至绿色和在一段时间过后变黑色。熟练人员将能够估计到改变指示剂颜色的大致时间和发生此颜色变化所需要的氧气量并预见到它如何影响对氧敏感型贮存产品。
正如以上所讨论的，还有可能通过选择不同水平的指示剂各组分来控制颜色变化的时间。还有可能通过为色料组合物选择与装有氧敏感性物质的容器相比有更高表面积∶体积比的封合外包装体来调节指示剂的反应活性。通过选择此类合适尺寸参数，能够在贮存物质受氧气影响之前能够获得指示剂的明显颜色变化。氧气敏感性产品的容器系统的制造因此容易为用户提供合适的说明，兼顾指示剂特性和产品的氧气敏感性。对于许多实际应用，如用于贮存含有多不饱和脂肪酸或氨基酸的敏感性肠胃外营养物，指示剂的预定颜色变化将是用户的明确提示来决定是否扔弃容器。
由于在常规的加压处理过程之后本发明的指示剂没有损坏它们的视觉效果指示氧的能力，它们尤其理想地与肠胃外给药的药物产品的贮存外包装体一起使用。此外，它们仅仅包含那些有较低或可忽略的趋势通过聚合物材料迁移的组分，这些材料常常是为药剂容器所选择的材料如Excel和其它含有聚丙烯的多层膜材。指示剂仅仅含有低毒性和便宜且制造起来简单的组分，它们由包封在聚合物材料的小型包装体中的色料组合物组成，该聚合物材料被选择后全部与药剂容器的材料相容。
本发明的高度理想的性能是它们基于具有可逆颜色反应的色料组合物。在无氧环境中的贮存能够在有光照的情况下在颜色变化背后的反应是可逆进行的，这样绿色指示剂能够在亚铁(II)离子还原之后变回到初始浅黄色。然而，完全形成的黑色指示剂则不能可逆恢复到其初始黄色。颜色反应的可逆性的一个重要结果是环境不必完全或基本上无氧，当最终组装包括填充了内部主容器，氧气清除剂和包封在外部不透气性外包装体内的氧指示剂的容器来贮存氧敏感性产品时。
所以有可能从用一种至少部分透氧的材料制成的内容器制造该容器，它装有氧气敏感性物质并在受控环境(例如借助于惰性气体)下密封。内容器能够在具有正常环境氧量的气氛中与本发明的氧指示剂和氧吸收剂组装在不透气性、可密封的透明聚合物材料外包装体内，以形成最终的密封容器。作为最后一个步骤，该容器将在121℃下蒸汽消毒至少15分钟(加压处理)和优选约19-20分钟。内容器、外包装体和氧气清除剂组合物的合适材料更加详细地公开于瑞典专利申请9601348-7中。
简化制造工艺带来了很大的益处，贮存用的容器的最终组装和密封能够在正常、环境条件下但控制微生物污染的气氛中进行，无需为气氛控制而使用费力和花费大的设备。对于通常用于肠胃外营养物如类脂乳液和氨基酸溶液中的贮存试剂，最终容器的生产能够在环境气氛中进行约1-2小时的有限时间，当使用本发明的优选指示剂和如以上所公开的其它物质时。对于其它贮存试剂和为最终容器的各部分所选择的其它材料来说，有可能估计出大致的氧气需求量并且为容器的生产作出安全指示。指示剂的反应活性能够按以上所述加以改性使之适应于各种场合和适应于在其与容器组装过程中的氧气暴露量。
除了适合作为指示剂组合物，本发明的色料组合物作为表面处理组合物具有良好的特性，尤其对于粗或未处理木材和铁的制品而言。由于在环境氧存在下亚铁(II)离子将氧化成铁(III)离子，组合物与丹宁和淀粉很难溶解黑色或黑灰色产物。柠檬酸和硫酸铁的存在将保护产品在贮存过程中不受微生物的分解作用。通过添加另一种颜料，如茜草色淀(madderlake)，能够获得木材户外使用的合适(例如优异红色)表面处理组合物。处理对颜色的贡献，硫酸亚铁(II)也可用作强力杀菌剂。对于木材处理而言根据本发明的表面处理组合物优越于商购的木材处理用淀粉基组合物，如Falu Rdfrg，这归因于前者改进的粘附性，如果添加高达10％(w/w)的亚麻子油则更加明显。
根据本发明的色料组合物对于铁制品的表面处理来说也是理想的，每当使它们具备黑色修饰效果时。本发明的色料组合物能够简单地涂敷到铁制品上和干燥，因此从铁和丹宁之间不溶性黑色配合物获得抗腐蚀性黑色表面。为了获得优异实用的铁表面处理组合物，能够向色料组合物中添加至多10％(w/w)的亚麻子油。
在下面的实施例11中，公开了适合作为表面处理组合物的基料的组合物，它被认为是本发明组合物用于各种制品的保护性和装饰性涂层中的能力的一个非限制性实例。
图1显示了本发明指示剂在500和600nm处的吸收。
图2说明了在不存在光的情况下在不同温度下的指示剂反应的动力学。颜色完全变化成深绿色、不透明指示剂的定义被标记在附图中。
图3显示了光照对本发明指示剂的颜色变化的影响。标记了在某些吸收处指示剂的颜色估测。
图4说明了光对本发明指示剂的颜色变化的影响。在附图标记了颜色完全变化成深绿色、不透明指示剂的定义。
实施例1
要包括在氧指示剂中的合适色料组合物含有：组分 量(wt％)丹宁(丹宁酸) 1.2％硫酸亚铁(II)七水合物 1.8柠檬酸一水合物 3.0淀粉的氧化丙烯醚 6.0水 88
硫酸亚铁(II)七水合物能够被硫酸亚铁(II)取代。柠檬酸一水合物能够被柠檬酸取代。其用量取决于颜色变化的所需程度和速率以及淀粉被认为是任选的组分。
硫酸亚铁(II)七水合物是购自Kebo(品号1.3965，Merck no.1.03965)。丹宁(puriss)和柠檬酸一水合物(puriss Ph Eur.)是购自Kebo(分别为品号15599，BDH no.30337和品号1.5584，Merck No.1.00242)。以上所述的色料组合物是在低于0.5％氧气含量的受控氮气气氛中制备的。组合物被填充在尺寸为2×2cm的、由Excel制造的袋中。其原始颜色是浅黄色。袋子被放入黑暗的环境空气中，为的是研究颜色的变化。在3-4小时后，显露出明显的浅绿色和在约4小时后，色料组合物几乎变成黑色。
实施例2
压力釜加压处理能力
在控制的气氛中，将实施例1所制得的指示剂与装水的内容器和氧吸附剂一起放置在由瑞典专利申请9601348-7中公开的材料所制造的外用气密性包装体内。这一体系经组装来模拟贮存肠胃外营养物的容器，然后在121℃下在压力釜中加压处理19分钟。由肉眼观察到色料组合物不受压力釜加压处理的影响以及颜色变化率也没有受到影响，与实施例1相比而言。
实施例3
可逆性
根据权利要求1制备的指示剂进行压力釜加压处理，之后暴露于环境空气中约20小时，据此，观察到颜色从黄色变化至绿色。暴露于氧气中的指示剂随后贮存在无氧的环境中。在约100-500勒克斯的正常光照条件下贮存5-10天后，指示剂重新恢复到其初始浅黄度。
实施例4
氧检测水平
根据实施例1制得的指示剂处于受控氧气氛和含有0.2％氧的氮气中。在24小时后，观察到颜色变化成浅绿色。
实施例5
长时间贮存特性
根据实施例制备含氧指示剂的容器并进行压力釜加压处理。这些容器被分别放入25℃和40℃的受控环境中，并在1，3，6和12个月之后进行检查。观察指示剂的初始颜色和颜色发生变化的时间间隔。在12个月的贮存之后，没有检测到可见的颜色变化。作为对比，没有经受压力釜加压处理的指示剂已经在同样的环境中在无氧气氛中贮存12个月，但没有任何可检测到的颜色变化。
实施例6
进行试验来测定本发明的氧指示剂的颜色变化与FeSO4、丹宁和柠檬酸的量的关系。这些组分在受控气氛中与14g淀粉的氧化丙烯醚混合在200g水中。混合物被包封在由Excel制造的小袋中并在环境气氛中贮存。在2，24，90和114小时后，根据标度1-5由肉眼测量指示剂的暗度(D)，其中1表示明晰和5表示非常黑暗，如表1中所示。
从表1中明显地看出，如果柠檬酸在组合物中的浓度提高，将观察到较缓慢的颜色变化。也明显的是丹宁量的提高将导致指示剂组合物更快速地变化颜色。实施例7
制备用于测定颜色变化速率和其它试验的指示剂组合物的制剂，具有以下组成：组分 组成(g/L)丹宁酸 13硫酸亚铁(II)七水合物 20柠檬酸一水合物 35水 补充至1升
85℃的注射用水(WFI)被装入15升容器中。在大约2小时的时间内搅拌水和通过导气管鼓泡通入氮气。柠檬酸一水合物进行称重并加入到水中。在10分钟内继续搅拌和鼓泡通入氮气。丹宁酸和硫酸亚铁(II)-七水合物然后经同一途径加入。通过0.22μm Millipore过滤器过滤将指示剂溶液装入5L玻璃烧瓶中。
在由Excel膜(38mm)制造的小袋(sachet)中装入指示剂溶液。膜材从300-450幅宽的膜卷中转变成38mm的宽度。Excel膜卷放置在Inpac装填设备的托架上。Excel膜通过使用白色烫印箔进行印刷。该膜材对折并沿着侧边和横折处加以熔合。在填装现场，装有指示剂溶液的玻璃烧瓶放入氮气保护容器中。在填装过程中控制氮气过压。指示剂溶液经由管子流入熔合膜袋中，横向熔合位置熔合了被6mm熔合线所分开的一条条指示剂。每一条指示剂的容积是大约1ml。
50条指示剂与Z-100氧指示剂一起装入在瑞典专利申请9601348-7中所公开材料的气密性外包装袋中。
实施例8
指示剂颜色转变的研究
根据实施例7在小袋(sachet)中制备的氧指示剂从外包装材料中取出，并放置在空气中。第一次颜色有明显变化的时间，变强绿色的时间和几乎变黑色的时间分别进行测量。对比样品被放入外包装体内以保持其初始颜色以进行对比。
通过在没有氧存在下测量指示剂溶液的吸收以及作为处在空气中的时间的函数来研究指示剂颜色转变。在日光下，小袋(sachet)与氧吸收剂一起保持在气密性外包装袋中，直至绿色完全消失和指示剂变浅黄色。从外包装袋中取出指示剂样品，然后在1，3，5，24和48小时的接触氧之后装入光谱测量皿中。用Shimadzu(岛津)UV-265光谱测量装置上在400-750nm之间测量吸收。在约635nm处的谱带的峰被用来表述指示剂溶液的颜色变化。
指示剂溶液的颜色在无氧的情况下是透明性的浅黄色。当暴露于空气中5小时后，通过使用实施例7中所示的标准组合物，颜色变成绿色是明显的。随后连续变成深绿色。在空气中经历另外5天后，指示剂几乎变黑色。
为了描述指示剂溶液的颜色变化，使用UV/可见光光谱。结果列于图1中。在500nm和600nm处的测量得到类似的吸收曲线。在635nm处的峰被用于进一步描述图2，3和4中指示剂的转变。
实施例9
在不同温度和光强度下指示剂颜色变化的研究。
实施例2的指示剂从浅黄色到绿色的颜色转变是作为温度的函数来研究的。氧指示剂在黑暗中在5，25，40和50℃下保持。ShimadzuUV-240光谱仪用于测量在空气中经过0，1，3，5，24和48小时后的吸收(635nm)。
在不同的光强度下来研究指示剂从绿色到浅黄色的可逆颜色变化。在25℃下和在空气中，在0小时，1小时，3小时，5小时，24小时，48小时，7天，14天和21天的时间中暴露于0，1800，3900和8500勒克斯之后来测量在635nm处的吸收变化。
Philips TLD/95荧光管被用作光源。在该研究中光强度是用已在10，100和1000勒克斯下校准过的Hioki 3423勒克斯计进行测量。
温度对颜色转变的动力学的影响示于图2中。
在635nm处指示剂溶液的吸收已被用来描述在5，25，40和50℃下的颜色变化，当在黑暗条件下暴露于空气中时。氧气引起的反应主要取决于根据图2的温度。
如果完全的颜色变化是由与肉眼评价为不透明深绿色(吸收大约2.5)的指示剂对应的在635nm处的吸收值来定义，则在5℃下颜色变化的时间是大约8天，外推出了图2中的曲线。在25℃下的完全颜色变化是在2-3天后获得的。
指示剂的颜色转变是由两种不同的机理来控制的。当暴露于氧气中时，氧气引起的反应使指示剂从浅黄色变化为绿色，再变化出黑色，和由光引起的反应使指示剂从绿色变成浅黄色。
当本发明的氧指示剂暴露于光中时，根据图3，颜色转变的动力学将作为光强度的函数而降低。当强度足够高时，将发生可逆转变和指示剂从绿色变成浅黄色。然而，黑色指示剂不能与光强度无关地转变成黄色状态。
当暴露于空气中时，光强度必须是足够的，为的是防止颜色从黄色变成绿色(图3)。当指示剂暴露于空气中放置于黑暗(0勒克斯)中时，在首先的50小时暴露过程中由吸收表述的颜色变化是或多或少显线性。
当指示剂暴露于光中时，吸收将提高直至达到恒定的值为止，这取决于光强度。在某些吸收处指示剂的颜色标出在图3中。平衡持续大约3-4天。颜色变化的动力学则再次提高，在另外10-20天(取决于光强度)后指示剂全部变黑色(图4)。
在距离荧光灯管的1-2米处正常室内照度对应于约500勒克斯。在距离灯管10厘米的距离处，光强度是约1000勒克斯和在太阳光直射下获得80000-90000勒克斯的照度值。
实施例10
迁移分析
为了研究根据实施例7制备的指示剂中的组分在输液产品中的迁移，进行根据Eur.Ph.的非特定迁移分析和丹宁酸和可能从丹宁酸得到的分解产物的特定迁移分析。
指示剂的非特定分析是根据Eur.Ph.，VI 2.2.3进行的：“静脉内输液用的水溶液的塑料容器”，进行酸性或碱性，吸收和可氧化物质的测量。氧指示剂被放置在包装材料内的三个不同的位置。正常的位置接近于开口。“渐进的情况(increased case)”对应于直接与主袋接触，夹在外包装体和主袋之间的三处指示剂。通过将溶于MilliQ-水中的两份指示剂放置在100mlExcel主袋内来进行最坏情况下的研究。最坏情况下样品的蒸汽消毒是在60分钟内进行的。正常的消毒时间是19分钟。制备不存在任何指示剂的两个对比试样。
丹宁酸和从丹宁酸得到的分解产物的特定迁移分析是通过使用根据非特定迁移分析法所放置的样品进行的。小袋样品是通过将丹宁酸和柠檬酸溶于MilliQ-水中达到1.2％(w/w)和3.0％(w/w)的浓度来制备的。溶液被装入由Excel材料制造的1ml小袋中。1ml样品与装有MilliQ-水的100ml Excel袋子一起装入根据瑞典专利申请9601348-7中所述的外包装袋中。放置在正常位置(靠近开口)的样品与小袋进行蒸汽消毒19分钟(正常周期时间)和60分钟。渐进和最坏情况的样品消毒60分钟。没有1ml小袋(sachet)的对比样品消毒60分钟。MilliQ-水由HPLC分析，以考察如果丹宁酸迁移到水中，棓酸用作分解丹宁酸的标记物。
氧指示剂已被分析迁移性，丹宁酸的特定迁移和根据Eur.Ph.，VI2.2.3的非特定迁移：“静脉内输液用的水溶液的塑料容器”，进行酸性或碱性，吸收和可氧化物质的测量。
根据下表2，在外包装袋中三个位置用指示剂进行非特定迁移分析。正常位置是严格根据Eur.Ph.，其中指示剂靠近开口以便添加和清空。渐进的(increased)位置被定义为在内Excel袋和外袋之间。最坏情况位置是指两份指示剂放置主袋内和消毒时间为1小时。正常的、渐进的和对比样品被消毒19分钟。表2中结果是在Eur.Ph.中所述的范围内。UV-吸收极限是0.20，与有关可氧化物质而言的空白样品的最大允许偏差是1.5ml(滴定体积)。在这些分析当中没有迹象表明在氧指示剂中组分发生迁移。
计算焦棓酚和棓酸的溶解度参数，为的是预计这些通过Excel膜的迁移能力。对于棓酸和焦棓酚，该参数分别是30和35J1/2cm-3/2。Excel材料的溶解度参数接近16J1/2cm-3/2[6]。参数值上的大差异表明迁移危险是可忽略的。
为了验证上述理论计算，进行迁移研究。棓酸，一种丹宁酸的潜在分解产物，被用作丹宁酸的标记物。进行最坏情况研究，其中Oxalert放入Excel主袋内的MilliQ-水中，然后用压力釜加压处理60分钟。正常的压力釜加压处理时间是19分钟。由HPLC分析MilliQ-水样品。没有在任何样品中检测到棓酸。定量的极限设定为1μg/ml。
实施例11
合适的色料组合物用作表面处理的基础配方。组分
量(wt％)丹宁(丹宁酸) 1.3％硫酸亚铁(II)七水合物 2.0柠檬酸一水合物 0.7马铃薯淀粉的氧化丙烯醚 8.4水 87.6
表1
表2
| FeSO4(g) | 丹宁(g) | 柠檬酸(g) | D2h | D24h | D90h | D114h |
| 6 | 1.6 | 4 | 1.5 | 3 | 4.5 | 4.5 |
| 2 | 1.6 | 10 | 1 | 2 | 3.5 | 3.5 |
| 6 | 3.6 | 10 | 1 | 3 | 4.5 | 4.5 |
| 4 | 2.6 | 7 | 1 | 2.5 | 4.5 | 4.5 |
| 2 | 3.6 | 10 | 1 | 2.5 | 4 | 4 |
| 2 | 3.6 | 4 | 1 | 3.5 | 5 | 5 |
| 2 | 1.6 | 4 | 1 | 2.5 | 3.5 | 3.5 |
| 6 | 1.6 | 10 | 1 | 2.5 | 3.5 | 3.5 |
| 6 | 3.6 | 4 | 1.5 | 4 | 5 | 5 |
根据Eur.Ph.VI 2.2.3的非特定迁移
| 指示剂状态 | 最大吸收(230-360nm) | 酸性/碱性 | 来自空白的可氧化物质(ml) | |
| 指示剂(正常位置) | 1 | 0.027 | 通过 | 0.6 |
| 2 | 0.03 | 通过 | 0.8 | |
| 指示剂(渐进位置) | 1 | 0.018 | 通过 | 0.8 |
| 2 | 0.022 | 通过 | 0.6 | |
| 指示剂(最坏情况的位置) | 0.037 | 通过 | 0.6 | |
| 对比样品(没有指示剂) | 1 | 0.031 | 通过 | 0.6 |
| 2 | 0.028 | 通过 | 0 |
Claims (16)
1.一种显色剂组合物，它包括含焦桔酚成分的试剂，亚铁(II)盐和酸，其中亚铁(II)盐选自硫酸亚铁(II)，乙酸亚铁(II)，柠檬酸亚铁(II)，氯化亚铁(II)和三氟乙酸亚铁(II)，其中含有焦棓酚成分的试剂是天然，合成或半合成来源的丹宁，以及其中酸具有通式HOOC-(CR1R2)n-COOH，其中n＝1-4，R1是氢或羟基，和R2是氢或羧基，其中
该显色剂组合物能与氧发生显色反应。
2.根据权利要求1的显色剂组合物，其中酸是有至少两个羧基的有机酸。
3.根据权利要求5的显色剂组合物，其中酸是α-羟基羧酸。
4.显色剂组合物，包括：
(A)硫酸亚铁(II)或硫酸亚铁(II)七水合物；
(B)丹宁；和
(C)柠檬酸或柠檬酸一水合物；其中
该显色剂组合物能与氧发生显色反应。
5.根据权利要求4的显色剂组合物，其特征在于(A)∶(B)的质量比是4∶1-1∶2和(C)∶(B)的质量比是6∶1-1∶1。
6.根据权利要求4或5的显色剂组合物，其特征在于载体试剂是淀粉。
7.根据权利要求6的显色剂组合物，其特征在于淀粉是淀粉的氧化丙烯醚。
8.一种用于测定渗透到受控的、除尽氧的气氛中的氧量的氧指示剂，它包括权利要求1-7中任何一项的组合物，和载体物质。
9.根据权利要求8的氧指示剂，被包封在透氧性聚合物材料中。
10.根据权利要求9的氧指示剂，包封在包括聚丙烯的多层聚合物材料内。
11.根据权利要求9或10的氧指示剂，它配备了可滤掉干扰显色剂组合物的那些频率的光装置。
12.制备透明软容器的方法，当该容器中所装的容易腐烂贮存液体偶然暴露于环境氧中时能够以醒目颜色加以标识，该方法的特征在于以下步骤：
a)在受控气氛中与透明的气密性外用密封包装体一起组装
(i)由装有该液体的部分透氧性材料制成的主容器，连同
(ii)除氧组合物，和
(iii)根据权利要求8-11中的具有可逆变色反应的氧指示剂
b)将气密性包装体密封在软容器中，和最后
c)让容器进行消毒。
13、根据权利要求12的方法，其中容器是在环境氧水平的气氛中组装的。
14、根据权利要求12或13的方法，其中容器消毒是用121℃的蒸汽进行至少15分钟。
15、根据权利要求12-14中任何一项的方法所制备的容器。
16、根据权利要求15的容器的用途，其可用于装盛肠胃外给药的类脂乳液。
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