電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定格列齊特中19種金屬雜質(zhì)

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定格列齊特中19種金屬雜質(zhì)

藥物中的金屬雜質(zhì)通常被稱為重金屬、硫酸鹽和催化劑，它是許多過渡金屬元素和準(zhǔn)金屬元素的總稱?；瘜W(xué)藥合成過程中的起始原料、催化劑、副產(chǎn)物、未反應(yīng)完全的試劑、金屬容器、管道以及其他不耐酸堿的金屬工具均可能引入金屬雜質(zhì),而原輔料中的金屬殘留物會(huì)進(jìn)一步帶入到藥物制劑中。這些金屬雜質(zhì)通常無治療作用,基于藥物安全性和質(zhì)量控制的要求應(yīng)當(dāng)予以嚴(yán)格控制,歐洲藥品局于2008年頒布了金屬催化劑或金屬試劑殘留量限度規(guī)定的指導(dǎo)文件,并在歐盟范圍內(nèi)正式實(shí)施。目前,各國藥典收載的金屬離子與重金屬檢查法仍以目視比色法進(jìn)行半定量測定為主,這些經(jīng)典方法存在專屬性差、靈敏度低、操作煩瑣、使用有毒試劑等缺點(diǎn),也無法整體考察藥物中的金屬雜質(zhì),因此有必要引入更加先進(jìn)、更加便捷的替代方法。USP在其擬新增附錄<233>金屬雜質(zhì)檢查法的征求稿中推薦了2種儀器方法,即電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)和電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),以取代現(xiàn)有的重金屬檢查法。USP32增補(bǔ)本收載的奧沙利鉑原料藥即采用ICP-AES法測定鎘、鉻、銅、鐵、鎳、鉛等6種金屬雜質(zhì),以釔為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)。ICP-AES法具有檢測限低、準(zhǔn)確度高、動(dòng)態(tài)線性范圍寬且多種元素同時(shí)測定等優(yōu)點(diǎn),在無機(jī)物分析方面具有一定的競爭力,已廣泛應(yīng)用于化工、地質(zhì)、材料、環(huán)境及生物樣品等諸多領(lǐng)域,但在藥物分析,特別是化學(xué)藥中的應(yīng)用仍相對(duì)較少。本文共研究了19種金屬雜質(zhì),其中鉑、鈀、銥、銠、釕、鉬、鎳、鉻、釩、銅、錳、鐵、鋅13種均為歐洲藥品局規(guī)定的第一、二、三類金屬催化劑或金屬試劑,此外,鋁、鈷、鍶、銀、錫、銻6種金屬雜質(zhì)在化學(xué)原料藥的合成過程中亦較易引入。作者選擇格列齊特原料藥為研究對(duì)象,建立了ICP-AES法測定上述19種金屬雜質(zhì)的新方法。1單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液iCAP6300全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國Thermo公司);MARS密閉式微波消解儀(美國CEM公司);A10純水系統(tǒng)(美國Millipore公司)。鉑、鈀、銻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度均為0.100g·L-1,上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院);鋁、錫、鉬、鎳、鉻、銅、錳、鐵、鍶、釩、鋅、銀、鈷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度均為1.000g·L-1,上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院);銥、銠單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度均為1.000g·L-1,國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院);釕單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為1.000g·L-1,國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。實(shí)驗(yàn)所用玻璃儀器使用前均用20%硝酸溶液浸泡過夜,并用去離子水沖洗干凈。格列齊特原料共11批(法國ORILINDUSTRIE,批號(hào)分別為561811-003,561811-014,564191-045,564191-059,564711-060,564711-061,564711-068,566311-201,566311-202,566311-204,566311-205)。2方法和結(jié)果2.1等離子體觀測模式采用3個(gè)系統(tǒng)分別測定,其中系統(tǒng)一包括鉑、鈀、銥、銠、釕、鋁、錫7個(gè)元素,系統(tǒng)二包括鉬、鎳、鉻、銅、錳、鐵、銻、鍶8個(gè)元素,系統(tǒng)三包括釩、鋅、銀、鈷4個(gè)元素。各元素的發(fā)射譜線見表1,等離子觀測模式除鍶為垂直觀測外,其余元素均為水平觀測,分析最大積分時(shí)間為短波15s和長波5s,扣背景方式均為自動(dòng)。等離子體的射頻功率1.250kW,輔助氣流量0.50L·min-1,霧化器氣體流量0.50L·min-1,驅(qū)氣量一般;沖洗泵速100r·min-1,樣品沖洗時(shí)間30s,泵穩(wěn)定時(shí)間5s,分析泵速50r·min-1。2.2單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制精密量取鉑、鈀、銥、銠、釕、鋁、錫單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各適量,用水稀釋制成每1mL中含鉑、鈀、銥、銠、釕均4μg,含鋁、錫均20μg的混合溶液,作為系統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液;精密量取鉬、鎳、鉻、銅、錳、鐵、銻、鍶單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各適量,用水稀釋制成每1mL中含鉬、鎳、鉻、銻均10μg,含銅、錳、鐵、鍶均20μg的混合溶液,作為系統(tǒng)二標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液;精密量取釩、鋅、銀、鈷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各適量,用水稀釋制成每1mL中含釩10μg,含鋅、銀、鈷均20μg的混合溶液,作為系統(tǒng)三標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制精密量取“2.2”項(xiàng)下的各系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液適量,用20%硝酸溶液分別稀釋400倍、40倍和20倍,作為3個(gè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1J、J和2J,各元素的濃度見表1,標(biāo)準(zhǔn)溶液J的濃度與各金屬雜質(zhì)的限度相對(duì)應(yīng);以20%硝酸溶液為標(biāo)準(zhǔn)空白溶液。取標(biāo)準(zhǔn)空白溶液和各標(biāo)準(zhǔn)溶液,依次吸入霧化器,測定各元素在相應(yīng)譜線處的發(fā)射強(qiáng)度,以發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),繪制各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。2.4微波消解紅流體紅流取供試品約0.2g,精密稱定,置聚四氟乙烯消解罐內(nèi),加硝酸4mL,混勻,蓋好內(nèi)蓋,旋緊外套,置微波消解儀內(nèi)進(jìn)行消解處理。消解完畢后,待消解罐內(nèi)的紅棕色蒸氣揮盡,放冷,用水將內(nèi)容物定量轉(zhuǎn)移至20mL量瓶中,并稀釋至刻度,搖勻,即得樣品溶液;同法制備樣品空白溶液。2.5測量取樣品空白溶液與樣品溶液,照“2.3”項(xiàng)下方法依次測定各元素的發(fā)射強(qiáng)度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上讀出樣品溶液中各元素的含量,計(jì)算,即得。2.6樣品測定取11批格列齊特樣品,按上述方法分別測定19種金屬雜質(zhì)的含量,結(jié)果見表2。2.7方法研究2.7.1發(fā)射強(qiáng)度測定取“2.3”項(xiàng)下各系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)空白溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別依次測定各元素的發(fā)射強(qiáng)度,每個(gè)濃度點(diǎn)平行測定3份,取其平均值。計(jì)算各元素的發(fā)射強(qiáng)度(I)對(duì)濃度(C)的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù),結(jié)果見表3。2.7.2加樣回收溶液的制備取供試品9份,每份約0.2g,精密稱定,分別置聚四氟乙烯消解罐內(nèi),加硝酸4mL,其中3份精密加入“2.2”項(xiàng)下的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.25mL,3份精密加入0.5mL,3份精密加入0.75mL,混勻,蓋好內(nèi)蓋,旋緊外套,同“2.4”項(xiàng)下方法操作,制備得到加樣回收溶液0.5J、J和1.5J,分別相當(dāng)于各金屬雜質(zhì)限度濃度的50%,100%,150%。采用3個(gè)系統(tǒng)分別測定,考察方法的準(zhǔn)確度,各元素的加樣回收率結(jié)果見表3。2.7.3精密度測試取“2.7.2”項(xiàng)下的1份加樣回收溶液J,連續(xù)測定6次,計(jì)算各元素測得濃度的RSD,結(jié)果見表4。2.7.4重復(fù)試驗(yàn)照“2.7.2”項(xiàng)下的方法平行制備6份加樣回收溶液J,分別測定,由各元素的加樣回收率計(jì)算其RSD,結(jié)果見表4。2.7.5最低檢測濃度的計(jì)算取樣品空白溶液,連續(xù)測定20次,由測得濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍計(jì)算各元素的最低檢測濃度。根據(jù)樣品的稱重和定容方法計(jì)算出各金屬雜質(zhì)的檢測限,結(jié)果見表4。2.7.6各系統(tǒng)各元素單標(biāo)溶液對(duì)本系統(tǒng)各點(diǎn)譜線的干擾為確保3個(gè)系統(tǒng)中各元素譜線之間不存在相互干擾,試驗(yàn)過程中從2個(gè)方面對(duì)方法的專屬性進(jìn)行了考察:第一,采用3個(gè)系統(tǒng)分別測定每個(gè)系統(tǒng)所含元素的單標(biāo)溶液,結(jié)果表明各元素單標(biāo)溶液在該系統(tǒng)其他元素譜線處均無響應(yīng),且相應(yīng)的子陣列圖均顯示為直線,即3個(gè)系統(tǒng)各自表4精密度、重復(fù)性和檢測限結(jié)果所含元素發(fā)射譜線之間均無干擾。第二,制備19種不含待考察元素,但含其所在系統(tǒng)中其他所有元素的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,其他元素的濃度均與標(biāo)準(zhǔn)溶液2J一致,采用3個(gè)系統(tǒng)分別測定,結(jié)果表明各混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在待考察元素的發(fā)射譜線處均無響應(yīng),且相應(yīng)的子陣列圖均顯示為直線,再次印證了本方法良好的專屬性。2.8最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定對(duì)射頻功率、輔助氣流量、霧化器氣體流量、驅(qū)氣量、分析泵速等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,具體方法為對(duì)需優(yōu)化的某一參數(shù)設(shè)置不同值,其余參數(shù)均保持恒定,取“2.3”項(xiàng)下的標(biāo)準(zhǔn)溶液2J分別測定,分析比較各元素的響應(yīng)值,從而得到最佳的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。2.8.1射頻功率的確定分別設(shè)定射頻功率為0.75,0.95,1.050,1.150,1.250,1.350kW,結(jié)果各元素譜線的響應(yīng)值均隨射頻功率增大而不斷增大,本文確定射頻功率為1250W。2.8.2輔助氣流量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)分別考察了0.0,0.5,1.0,1.5L·min-1等流量值,結(jié)果各元素譜線的響應(yīng)值均隨流量增大而不斷降低,本文設(shè)定輔助氣流量為0.50L·min-1。2.8.3霧化器氣體流量實(shí)驗(yàn)時(shí)分別考察了0.40,0.50,0.60,0.70,0.80,0.90,1.00L·min-1等流量值,結(jié)果當(dāng)流量為0.50L·min-1時(shí),除元素鍶外,其余元素譜線的響應(yīng)值均達(dá)到最大值,故本文采用0.50L·min-1的霧化器氣體流量。2.8.4大量驅(qū)氣模式驅(qū)氣量通常采用一般和大量2種模式,對(duì)于低檢測波長的元素,大量驅(qū)氣模式能夠獲得更高的靈敏度。實(shí)驗(yàn)表明,驅(qū)氣量大小對(duì)各元素譜線的響應(yīng)值影響各異,其中絕大多數(shù)譜線為一般驅(qū)氣強(qiáng)于大量驅(qū)氣,本文采用一般驅(qū)氣模式。2.8.5泵速對(duì)各元素譜線響應(yīng)值的影響將泵速分別設(shè)定為25,40,50,60,75,100r·min-1,實(shí)驗(yàn)表明泵速對(duì)各元素譜線響應(yīng)值的影響均較小,泵速達(dá)到50r·min-1后響應(yīng)值基本達(dá)到平臺(tái),故本文設(shè)定分析泵速為50r·min-1。3討論3.1類金屬雜質(zhì)的測定鉛、砷、汞、鎘被認(rèn)為是自然界中毒性最強(qiáng)的4種常見元素,USP擬將其歸為第一類金屬雜質(zhì),在藥品中的限度亦很低,通常為1μg·g-1左右,采用ICP-AES法測定存在一定困難,研究時(shí)這4種元素采用靈敏度更高的其他方法測定,如石墨爐原子吸收法、氫化物原子吸收法、ICP-MS等,因此未包含該部分內(nèi)容。3.2方法及過程加樣回收試驗(yàn)取標(biāo)準(zhǔn)空白溶液與各金屬雜質(zhì)的高濃度單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液逐一進(jìn)樣,在各元素的儀器推薦譜線處讀數(shù),記錄子陣列圖。根據(jù)譜線子陣列圖無光譜干擾、譜線檢測限低者優(yōu)先、譜線信背比強(qiáng)者優(yōu)先、譜線響應(yīng)值高者優(yōu)先的先后原則,為19種元素篩選出37條譜線,除釩外的每種元素均包括一條首選譜線和備選譜線。制備19種元素的單標(biāo)溶液,濃度與標(biāo)準(zhǔn)溶液2J一致,分別測定,觀察各元素單標(biāo)溶液在其他元素譜線處的響應(yīng)值和子陣列圖。如果基本無響應(yīng)且相應(yīng)子陣列圖亦顯示無干擾,則認(rèn)為該單標(biāo)溶液所含元素對(duì)考察的其他元素譜線無干擾,兩者可在同一系統(tǒng)中測定;如果響應(yīng)值較大或相應(yīng)子陣列圖顯示干擾,則認(rèn)為存在干擾,此時(shí)兩者需在不同系統(tǒng)中分別測定。經(jīng)試驗(yàn),根據(jù)相互干擾元素放入不同系統(tǒng)的原則,同時(shí)考慮到某些元素標(biāo)準(zhǔn)溶液采用鹽酸溶液為介質(zhì),而銀離子不宜與氯離子共存,最終將19種元素分配至“2.1”項(xiàng)下的3個(gè)系統(tǒng)中分別測定。部分相互干擾元素譜線的子陣列圖見圖1。采用3個(gè)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行樣品測定和加樣回收試驗(yàn)。根據(jù)樣品溶液對(duì)譜線子陣列圖無干擾和譜線對(duì)應(yīng)的加樣回收率結(jié)果,最終確定了19種金屬雜質(zhì)的發(fā)射譜線。3.3觀測系統(tǒng)靈敏度分析等離子體的觀測模式通常有2種,即水平觀測和垂直觀測,也可稱為軸向觀測和徑向觀測,前者的靈敏度大大高于后者,但基線噪音亦同時(shí)增大。為提高檢測靈敏度,19種金屬雜質(zhì)均首選水平觀測模式。對(duì)于元素鍶,其本身的檢測靈敏度很高,當(dāng)溶液濃度較高時(shí),采用水平觀測可能出現(xiàn)