CN114890667A - 一种具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及药用玻璃管领域。一种具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管的制备方法，在中性硼硅玻璃管管体成型时加入具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒，通过纳米颗粒高效地吸收紫外光与可见光，从而阻止其对玻璃管内药物性能的影响。该发明产品在不改变原有中性硼硅玻璃药用管性能的基础上，增加了对管内药物的保护功能。
Description
发明领域
本发明涉及药用玻璃管领域，尤其是涉及一种具有药物保护功能的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管及其制备方法。
背景技术
中性硼硅玻璃管具有化学稳定性好，机械强度高和抗冲击性能好，被广泛应用于注射剂瓶、安瓿瓶、卡式瓶、口服液瓶、输液瓶、预灌封注射器等医药包装材料。针对产品的诸多缺陷，比如玻璃碎屑、易开裂以及操作繁琐等，市面上出现了许多新型的玻璃产品。这些药用玻璃管最终会装入特定的药物，用于医学领域，然而有些药物的成分中含有多种有机分子化合物，在紫外光或可见光的照射下易发生结构的变化，导致药物的性能发生改变。因此，玻璃药用管的避光功能显得尤为重要。
能够吸收紫外光与可见光的材料，比如卤素钙钛矿、硫化物与氧化物纳米颗粒等，被广泛应用于光催化，照明与防伪等领域，很少用于玻璃药用管领域。玻璃药用管的制备过程通常采用高温固相烧结再经成型而获得，改变原料的组分，特别是加入用于合成宽吸收材料的组分，极易改变玻璃管的性能。本发明先制备具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒，然后在产品成型过程中，引入提前制备好的纳米颗粒，在不改变原有玻璃管性能的基础上，实现具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒，能够阻止管内药物对紫外光与可见光的吸收，不影响产品的药液保存功能基础上获得具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管。
为了实现上述目的，本发明采用了下述的技术方案：一种具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，在中性硼硅玻璃管管体成型时加入具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒。
作为优选，具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒是In2O3：Li@In2O3：Ca异质纳米颗粒，纳米颗粒采用高温热分解法制备。进一步的，纳米颗粒制备方法如下：（1）制备In2O3：Li。按摩尔百分比将0.90-0.98摩尔三氟乙酸铟，0.02-0.1摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后在290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li。（2）制备In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。按摩尔百分比将0.70-0. 8摩尔三氟乙酸铟，0.2-0.3摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与 1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后加入制备好的In2O3：Li，在100-120摄氏度保温30-60分钟，290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。
作为优选，按质量，纳米颗粒是中性硼硅玻璃管管体的2%-6%。
作为优选，中性硼硅玻璃管包括下述组分：按照质量百分比，二氧化硅70-86%、三氧化二铝3-5%、三氧化二硼11-13%、氧化钙1-2%、氧化钾0.08-0.3%、氧化钠9-11%和氧化锂0.05-0.1%。
一种带防伪功能的中性硼硅玻璃药用管的制备方法，依次包括以下的步骤：
（1）采用高温热分解法制备纳米颗粒；
（2）制备中性硼硅玻璃管管体；
（3）在中性硼硅玻璃管成型过程中，加入纳米颗粒，搅拌使纳米颗粒均匀分散在玻璃液中；经成型设备成型。
作为优选，在中性硼硅玻璃管退火前中加入纳米颗粒。
作为优选，制备方法依次包括以下的步骤：
（1）制备In2O3：Li。按摩尔百分比将0.90-0.98摩尔三氟乙酸铟，0.02-0.1摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后在290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li。（2）制备In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。按摩尔百分比将0.70-0. 8摩尔三氟乙酸铟，0.2-0.3摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与 1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后加入制备好的In2O3：Li，在100-120摄氏度保温30-60分钟，290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。将纳米颗粒均匀分散在料盆中；
（2）按质量百分比，三氧化二铝3-5%、三氧化二硼11-13%、氧化钙1-2%、氧化钾0.08-0.3%、氧化钠9-11%和氧化锂0.05-0.1%和余量的二氧化硅充分研磨后放入高温反应炉中，在1500-1650摄氏度熔融，经澄清与均化后，将玻璃液冷却至800-1000摄氏度，然后流入料盆中；
（3）在中性硼硅玻璃管成型时，引入纳米颗粒；搅拌料盆中的玻璃液，在搅拌过程中使得纳米颗粒均匀分散在玻璃液中，然后经成型设备使中性硼硅玻璃管成型。
本发明的优点在于在中性硼硅玻璃药用管成型过程中，引入纳米颗粒，使产品具有高效紫外可见吸收性能，能够避光功能，且不影响产品的药液保存功能。
附图说明
图1：实施例的紫外可见吸收光谱图；
图2：实施例对亚甲基蓝的降解曲线；
图3：验证例1的紫外可见吸收光谱图；
图4：验证例2的紫外可见吸收光谱图；
图5：验证例3对亚甲基蓝的降解曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述。
实施例
一种具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，在中性硼硅玻璃管成型时加入具有紫外可见吸收特征的纳米颗粒，其分子式是In2O3：Li@In2O3：Ca，管体和纳米颗粒，按质量百分比，纳米颗粒是中性硼硅玻璃管管体的4%。
带避光功能的中性硼硅玻璃药用管的制备方法，制备方法依次包括以下的步骤：
（1）制备In2O3：Li。按摩尔百分比将0.95摩尔三氟乙酸铟，0.05摩尔乙酸锂溶于1.2升油酸与1.5升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后在300摄氏度保温130分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li。
（2）制备In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。按摩尔百分比将0.75摩尔三氟乙酸铟，0.25摩尔乙酸锂溶于1.2升油酸与 1.5升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在110摄氏度保温50分钟，然后加入制备好的In2O3：Li，在100摄氏度保温40分钟，300摄氏度保温120分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。将纳米颗粒均匀分散在料盆中；
（3）按质量百分比，三氧化二铝4克、三氧化二硼11克、氧化钙1克、氧化钾0.2克、氧化钠1克和氧化锂0.1克和二氧化硅82.7克充分研磨后放入高温反应炉中，在1550摄氏度熔融，经澄清与均化后，将玻璃液冷却至900摄氏度，然后流入料盆中；
（4）在中性硼硅玻璃管成型时，引入纳米颗粒；搅拌料盆中的玻璃液，在搅拌过程中使得纳米颗粒均匀分散在玻璃液中，然后经成型设备使中性硼硅玻璃管成型。
制备中性硼硅玻璃管样品，按质量百分比，三氧化二铝4克、三氧化二硼11克、氧化钙1克、氧化钾0.2克、氧化钠1克和氧化锂0.1克和二氧化硅82.7克充分研磨后放入高温反应炉中，在1550摄氏度熔融，经澄清与均化后，将玻璃液冷却至900摄氏度，然后流入料盆中；经成型设备使中性硼硅玻璃管成型。
为了表征该实施例玻璃管的紫外可见吸收光谱，取中性硼硅玻璃管样品研磨成粉末，并溶解在乙醇溶剂中，再进行测试。如图1所示，该玻璃管在300-700纳米范围内的紫外可见光吸收性能较好，进而能够有效避免紫外可见光对管内药物的破坏。其吸收作用机理如下：玻璃管内的纳米颗粒，In2O3：Li层中，锂离子掺杂提高了其在300-450范围内的吸收强度，In2O3：Ca层拓宽其吸收范围，延伸至700纳米，甚至能够部分吸收800纳米的光子。因为锂离子掺杂与钙离子掺杂均为不等价取代，在基质中会产生空位型缺陷，这些缺陷会捕获入射光子，进一步以无辐射形式损失能量。
为了验证其对玻璃管内药物的保护作用，在玻璃管内放置二氧化钛颗粒与亚甲基蓝，并测试其在紫外可见光照射下的分解效果。如图2所示，在存在二氧化钛催化剂的条件下，通过紫外可见光光源的持续照射，亚甲基蓝的分解率小于10%。这说明将该玻璃管存放药物时，特别是无催化剂的情况下，能够很好地避光，进而保护药物。
验证例1
（1）制备In2O3：Li。按摩尔百分比将0.95摩尔三氟乙酸铟，0.05摩尔乙酸锂溶于1.2升油酸与1.5升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后在300摄氏度保温130分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li。
（2）制备In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。按摩尔百分比将0.75摩尔三氟乙酸铟，0.25摩尔乙酸锂溶于1.2升油酸与 1.5升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在110摄氏度保温50分钟，然后加入制备好的In2O3：Li，在100摄氏度保温40分钟，300摄氏度保温120分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。将纳米颗粒均匀分散在料盆中；
为了验证玻璃管对紫外可见光的吸收能力主要来源于玻璃管中的纳米颗粒，我们对纳米颗粒的吸收性能进行了表征。首先通过元素分析可以得出，纳米颗粒的成分含有In，O和Ca，由于Li元素不在检测范围内，无法探测。其紫外可见吸收光谱如图3所示，纳米颗粒的吸收谱形状与实施例基本一致，只是强度略有变化，这说明玻璃管的吸收能力来源于纳米颗粒。
验证例2
制备In2O3：Li。按摩尔百分比将0.95摩尔三氟乙酸铟，0.05摩尔乙酸锂溶于1.2升油酸与1.5升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后在300摄氏度保温130分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li。
该纳米颗粒的吸收光谱如图4所示，其吸收范围约为300-450纳米。与验证例1的结果对比，说明壳层的作用是拓展其吸收范围至700纳米。
验证例3
为了验证不含纳米颗粒的玻璃管对药物的保护作用，在玻璃管内放置二氧化钛颗粒与亚甲基蓝，并测试其在紫外可见光照射下的分解效果。如图5所示，在存在二氧化钛催化剂的条件下，通过紫外可见光光源的持续照射，亚甲基蓝的分解率可达70%。这说明将该玻璃管存放药物时，不能够很好地避光，无法达到保护特定药物的效果。
Claims (9)
1.一种具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，其特征在于，在中性硼硅玻璃管管体成型时加入具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，其特征在于，具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒是In2O3：Li@In2O3：Ca异质纳米颗粒。
3.根据权利要求2所述的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，其特征在于，纳米颗粒高温热分解法制备。
4.根据权利要求3所述的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，其特征在于，纳米颗粒制备方法如下：
（1）制备In2O3：Li，按摩尔百分比将0.90-0.98摩尔三氟乙酸铟，0.02-0.1摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后在290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li；
（2）制备In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒，按摩尔百分比将0.70-0.8摩尔三氟乙酸铟，0.2-0.3摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与 1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后加入制备好的In2O3：Li，在100-120摄氏度保温30-60分钟，290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒。
5.根据权利要求2所述的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，其特征在于，按质量，纳米颗粒是中性硼硅玻璃管管体的2%-6%。
6.根据权利要求1所述的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管，其特征在于，中性硼硅玻璃管包括下述组分：二氧化硅70-86%、三氧化二铝3-5%、三氧化二硼11-13%、氧化钙1-2%、氧化钾0.08-0.3%、氧化钠9-11%和氧化锂0.05-0.1%。
7.一种具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管的制备方法，依次包括以下的步骤：
（1）采用高温热分解法制备纳米颗粒；
（2）制备中性硼硅玻璃管管体；
（3）在中性硼硅玻璃管成型过程中，加入具有宽紫外可见吸收范围的纳米颗粒，搅拌使纳米颗粒均匀分散在玻璃液中；经成型设备成型。
8.根据权利要求1所述的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管的制备方法，其特征在于，在中性硼硅玻璃管退火前中加入纳米颗粒。
9.根据权利要求7所述的具有避光功能的中性硼硅玻璃药用管的制备方法，其特征在于，制备方法依次包括以下的步骤：
（1）制备In2O3：Li，按摩尔百分比将0.90-0.98摩尔三氟乙酸铟，0.02-0.1摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后在290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li；
（2）制备In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒，按摩尔百分比将0.70-0. 8摩尔三氟乙酸铟，0.2-0.3摩尔乙酸锂溶于1-2升油酸与 1-2升油胺，放置在烧瓶中，并通入惰性气体氮气；在100-120摄氏度保温30-60分钟，然后加入制备好的In2O3：Li，在100-120摄氏度保温30-60分钟，290-320摄氏度保温90-200分钟，待反应结束后，用乙醇沉淀纳米颗粒，通过离心去除多余溶液，得到In2O3：Li@In2O3：Ca纳米颗粒；将纳米颗粒均匀分散在料盆中；
（2）按质量百分比，三氧化二铝3-5%、三氧化二硼11-13%、氧化钙1-2%、氧化钾0.08-0.3%、氧化钠9-11%和氧化锂0.05-0.1%和余量的二氧化硅充分研磨后放入高温反应炉中，在1500-1650摄氏度熔融，经澄清与均化后，将玻璃液冷却至800-1000摄氏度，然后流入料盆中；
（3）在中性硼硅玻璃管成型时，引入纳米颗粒；搅拌料盆中的玻璃液，在搅拌过程中使得纳米颗粒均匀分散在玻璃液中，然后经成型设备使中性硼硅玻璃管成型。
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