電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定注射用氯化鈉中的19種元素雜質(zhì)

邱 晟 張 健

(蘇州大學(xué) 藥學(xué)院，江蘇 蘇州 215123)

元素雜質(zhì)在人體內(nèi)的蓄積會(huì)給患者帶來嚴(yán)重危害。元素雜質(zhì)中毒可能會(huì)引起患者腦部和骨骼病變，心血管疾病，神經(jīng)系統(tǒng)疾病，胃腸道功能紊亂或者貧血。因此控制藥品中元素雜質(zhì)的含量尤為重要。大容量注射液每日使用量大，向人體帶入金屬元素的風(fēng)險(xiǎn)也較高。氯化鈉作為大容量注射劑的常用原料，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的控制對(duì)于從源頭堵住金屬雜質(zhì)非常重要。本文介紹了一種對(duì)藥用氯化鈉中金屬元素進(jìn)行測試的方法。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(NexIon 350X，珀金埃爾默)，超純水機(jī)(Q10，密理博)。

1.2 試劑

多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(含鋁Al，砷As，硼B(yǎng)，鋇Ba，鈹Be，鉍Bi，鎘Cd，鈷Co，鉻Cr，銅Cu，鐵Fe，鎵Ga，鋰Li，鎂Mg，錳Mn，鎳Ni，鉛Pb，銻Sb，錫Sn，鍶Sr，鈦Ti，釩V，鋅Zn元素，批號(hào)：176035-1，國家有色金屬及電子材料分析測試中心)；汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(批號(hào)：17C021-3，國家有色金屬及電子材料分析測試中心)；鉬單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(批號(hào)：18091，中國計(jì)量院)；內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液(鉍Bi，鍺Ge，銦In，鋰7Li，鈧Sc，鋱Tb，釔Y)(批號(hào)：CL3-188MKBY1，珀金埃爾默)；高純硝酸(批號(hào)：B1435118，默克)。

2 方法與結(jié)果

2.1 鑒別需要控制的元素

ICH Q3D[1]是元素雜質(zhì)控制的指導(dǎo)原則，其對(duì)金屬元素種類和限度都有相應(yīng)的說明。美國藥典(USP)〈232〉[2]和歐洲藥典(EP)5.20[3]做出了相應(yīng)的協(xié)調(diào)。而根據(jù)常用的應(yīng)用場景，我們選定0.9%的氯化鈉注射液作為元素雜質(zhì)控制的目標(biāo)制劑，如表1所示。根據(jù)其要求，氯化鈉注射液屬于注射給藥途徑，需要評(píng)估Cd，Pb，As，Hg，Co，V，Ni，Li，Sb，Cu這10種元素(用*標(biāo)出)。Fe，Mn，Ti，Mo，Cr是不銹鋼中常見的金屬元素，而不銹鋼在藥品的生產(chǎn)中經(jīng)常涉及。Al，Li，Sn是塑料中可能采用的添加劑/催化劑，而塑料常用于相關(guān)產(chǎn)品的包裝，所以在方法中也需做相應(yīng)的考察。Ba則是藥用氯化鈉在精制過程中常見的添加劑[4]，用于除去氯化鈉中的雜質(zhì)。

2.2 每日允許暴露量與濃度限度的轉(zhuǎn)換

ICH Q3D協(xié)調(diào)了24種元素的每日允許暴露量(Permitted Daily Exposure，PDE)。按照ICH Q3D對(duì)于注射劑的要求，氯化鈉注射液屬于臨床實(shí)踐確定日劑量可能超過2 L的產(chǎn)品。按照ICH Q3D的要求，如果日劑量超過2 L就以2 L計(jì)算。因此氯化鈉注射液以2 L計(jì)算相應(yīng)的限度。

2.3 分析方法的要求

ICH Q3D未對(duì)用于元素雜質(zhì)分析的方法有詳細(xì)要求，但是在USP〈233〉和EP 2.4.20中都有涉及。它們的要求相似，均為在50%～150%的限度范圍內(nèi)滿足準(zhǔn)確度70%～150%的回收率要求，精密度RSD≤20%。

2.4 測試方法的優(yōu)化

由于測試需要的目標(biāo)濃度較低(如As的目標(biāo)濃度為0.5ppb)，所以我們采用了動(dòng)能歧視(Kinetic Energy Discrimination，KED)模式，帶內(nèi)標(biāo)校正的標(biāo)準(zhǔn)加入法。

2.4.1 測量模式的選擇與干擾的排除

ICP-MS最常見的干擾是多原子離子(Polyatomic Ion，PAI)干擾[5]。而這些干擾主要由氯化鈉(Na，Cl)，水(H，O)硝酸(H，N，O)和氬氣(Ar)帶入。常見的的干擾見表2。

動(dòng)能歧視模式(kinetic energy discrimination，KED)可以用來消除待測多原子離子的干擾。原理是根據(jù)分子離子的橫截面積通常比待測離子的大，與碰撞器相互撞擊的機(jī)會(huì)大。被擊碎產(chǎn)生的低質(zhì)量數(shù)離子由于多次碰撞而失去大部分動(dòng)能，而待測離子由于受到的撞擊幾率小，動(dòng)能降低較少，因此最后進(jìn)入質(zhì)量分析器的待測離子較多而產(chǎn)生干擾的多原子離子較少。

標(biāo)準(zhǔn)加入法的選用，可以降低基質(zhì)干擾，消除樣品與對(duì)照品的差異性[6]。內(nèi)標(biāo)校正則可以進(jìn)一步校正響應(yīng)信號(hào)的波動(dòng)。由于測試需要的靈敏度較高，所以采用帶內(nèi)標(biāo)校正的標(biāo)準(zhǔn)加入法來進(jìn)行測定。這些均可通過ICP-MS系統(tǒng)的軟件自動(dòng)完成。

2.4.2 Hg與Pb的殘留

Hg在電感耦合等離子質(zhì)譜(inductively coupled plasma massspectrometry，ICP-MS)中容易吸附而殘留[7]。常用的做法是加入一定量Au或者較高濃度的鹽酸。而Pb則需要一定濃度的酸才可以清洗干凈。因此，本文采用加入200 ppb Au標(biāo)液，將含有200 ppb Au的1%HNO3作為清洗液，且將線性最高點(diǎn)控制在0.5 μg/L，以抑制Hg在ICP-MS的系統(tǒng)中的殘留。

2.5 分析方法

2.5.1 儀器參數(shù)

儀器的參數(shù)設(shè)定見下表3和表4。

表3 儀器的參數(shù)設(shè)定表Ⅰ

表4 儀器的參數(shù)設(shè)定表Ⅱ

2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

精密量取氯化鈉適量制成0.45%的氯化鈉的1%HNO3溶液，加入多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，并用1%HNO3稀釋至50 mL。具體標(biāo)準(zhǔn)溶液配置見表5。

表5 標(biāo)準(zhǔn)溶液配置表

2.5.3 內(nèi)標(biāo)溶液配制

取內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)液用1%HNO3稀釋成10 μg·L-1的內(nèi)標(biāo)溶液。

2.5.4 供試品溶液配制

精密量取氯化鈉適量制成0.45%的氯化鈉的1%HNO3溶液。

2.5.5 測試方法

以含200 ppb Au的1%HNO3為清洗液，采用蠕動(dòng)泵在線加內(nèi)標(biāo)的方法，分別進(jìn)樣標(biāo)準(zhǔn)溶液，以待測元素的響應(yīng)與內(nèi)標(biāo)元素相應(yīng)的比值為縱坐標(biāo)，以待測元素的濃度為橫坐標(biāo)，采用機(jī)器的自帶軟件進(jìn)行計(jì)算得到校準(zhǔn)曲線，并用該曲線計(jì)算結(jié)果。

2.6 方法驗(yàn)證

2.6.1 線性

分別用標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量制成表6所示的線性溶液。以待測元素的響應(yīng)與內(nèi)標(biāo)元素相應(yīng)的比值為縱坐標(biāo)，以待測元素的濃度為橫坐標(biāo)，采用機(jī)器的自帶軟件進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表7。

表6 線性溶液配置表

表7 線性與檢出限、定量限結(jié)果表

2.6.2 檢出限與定量限

參考中國藥典2015年版電感耦合等離子體質(zhì)譜法，以8次連續(xù)測定空白樣品溶液響應(yīng)值的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差(3SD)所對(duì)應(yīng)的待測元素濃度作為檢測限；以連續(xù)測定空白溶液響應(yīng)值的10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差(10SD)所對(duì)應(yīng)的待測元素濃度作為定量限。結(jié)果見表7。

2.6.3 準(zhǔn)確度與精密度

取待測元素對(duì)照品適量，加入供試品溶液至50 mL，每個(gè)濃度配制三份。測定結(jié)果見表8。

表8 準(zhǔn)確度與精密度測定結(jié)果(n=3)

2.7 樣品的測定

四個(gè)廠家的四批樣品按照本方法進(jìn)行測試，結(jié)果見表9。

表9 樣品測定結(jié)果

3 討論

本方法樣品溶液被配置成0.45%，相當(dāng)于0.9%氯化鈉注射液濃度的1/2，這樣的濃度既避免了過度稀釋導(dǎo)致的無法滿足檢測限的要求，又避免了過高的鹽濃度對(duì)與檢測器和進(jìn)樣系統(tǒng)壽命的影響。此方法也可以用于0.9%氯化鈉注射液成品的檢測。

筆者曾分別嘗試標(biāo)準(zhǔn)模式(STD)和KED模式，帶內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)曲線法。但因?yàn)闄z測的要求過高(1類與2A類元素定量限需小于5 g/L)，無法滿足同時(shí)測定所有元素的測定要求。

為保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，準(zhǔn)確度考察從0.25 ppb開始。結(jié)果表明所有元素的準(zhǔn)確度和精密度均可滿足美國藥典〈233〉和歐洲藥典2.4.20的要求。

批次樣品測定的結(jié)果均符合ICH Q3D的限度要求，但有一批次的釩V超出了控制閾值(限度的30%)，需要后續(xù)關(guān)注。個(gè)別批次Ba的結(jié)果證實(shí)Ba可能在生產(chǎn)中添加，在日后應(yīng)監(jiān)測。