靜態頂空氣相色譜法測定有機殘留溶劑二甲基亞砜

摘要 建立了高靈敏度、高精確度的靜態頂空氣相色譜結合氫火焰離子化檢測器測定藥物輔料中二甲基亞砜殘留溶劑的方法。以液體石蠟為溶解溶劑，優化了頂空瓶的液相體積，并對頂空氣相色譜的關鍵實驗參數：自動進樣時間、頂空加壓時間、頂空平衡溫度、頂空平衡時間及氣相柱溫箱升溫程序等進行了優化。在最優條件下，確定了方法的檢出限和定量限分別為1.0和3.0 μg/g。在25～300 μg/g濃度范圍內，線性回歸方程為y＝215.49x－828.94，R²＝0. 9991。應用本方法成功分析了藥物包衣材料Kollicoat^ IR中的殘留二甲基亞砜溶劑。

關鍵詞 靜態頂空； 氣相色譜； 殘留溶劑； 二甲基亞砜

2010-12-02收稿；2011-01-25接受

本文系中央高校基本科研業務費資助項目（No.CDJZR10230001）

E-mail: wangbc2000@126.com

1 引言

藥物殘留溶劑是在原料藥或輔料生產及制劑制備過程中使用或產生而很難完全除去的有機溶劑。藥物中的有機殘留溶劑給人類健康帶來極大風險^［1］，殘留溶劑也會影響藥物的物理化學性質，如晶形結構、顆粒大小、顏色氣味甚至溶解性等^［3～5］。人類用藥注冊技術要求國際協調會議（ICH）對殘留溶劑種類和限度進行了明確的規定^［6］。歐洲藥典也描述了鑒定和控制有機殘留溶劑的分析方法^［7］。根據毒性大小，殘留溶劑被劃分為4類總計69種。盡管藥典描述的方法適用于大部分樣品和殘留溶劑的分析，但是對N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、N，N-二甲基乙酰胺（DMA）、苯甲醇（BA）以及二甲基亞砜（DMSO）等高沸點有機溶劑缺乏較高的檢測靈敏度。

分析殘留溶劑一般采用氣相色譜法，靜態頂空氣相色譜法分析殘留溶劑有著廣泛報道和研究^［8～10］。選擇合適的稀釋媒介是分析測定殘留溶劑一個關鍵因素^［11］。根據分析測試樣品的水溶性確定溶解溶劑，使用較多的溶劑有水、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亞砜（DMSO）以及1，3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI）等。然而這些有機溶劑在作為溶解溶劑的同時，自身也可能作為殘留溶劑殘存在藥物中，它們具有低蒸汽壓、高沸點等特性，在大部分稀釋溶劑中具有較高的分配系數，造成了檢測靈敏度的降低。文獻［12～14］報道，使用具有極低蒸汽壓的離子液體作為溶劑分析此類殘留溶劑，基底峰對分析物的干擾較大，并且離子液體較為昂貴，目前尚未成為成熟的稀釋溶劑。本研究建立了具有較高靈敏度的分析高沸點、低蒸汽壓溶劑二甲基亞砜的方法，并對方法進行了驗證和應用研究。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

靜態頂空氣相色譜儀（美國Perkin Elmer公司），配Turbomatrix HS40型頂空自動進樣器；氣相色譜儀（法國Argenteuil公司），配Delsi-Nermag 200 結合氫火焰離子檢測器。20 mL頂空瓶（比利時Filter Service公司）。

1，3-二甲基咪唑啉酮（DMI）、N，N-二甲基乙酰胺（DMA）、苯甲醇（BA）、石蠟油（色譜純，美國Sigma-Aldrich公司）；二甲基亞砜（DMSO，色譜純，德國默克公司）；N，N-二甲基甲酰胺（DMF，英國Fisher Scientific公司）；純水由Milli-Q水純化系統（美國Bedford公司）制備；Kollicoat^ IR樣品和Kollicoat^ IR空白對照來自比利時魯汶大學。

2.2 溶液及樣品制備

制備溶于液體石蠟的5000 μg/g二甲基亞砜溶液為母液，并按實驗所需以液體石蠟為稀釋溶劑進行稀釋。

樣品制備：每個頂空瓶準確稱量25.0 mg 由二甲基亞砜處理過的Kollicoat^ IR 樣品，每個頂空瓶中加入1.0 g液體石蠟，加蓋封口。

3 結果與討論

3.1 方法的建立

3.1.1 樣品頂空瓶中液相體積的優化

頂空瓶中氣相部分和液相部分的體積比直接影響分析物在氣液兩相的分配，因此有必要對頂空瓶中液體體積進行優化。選取一系列頂空瓶，每個頂空瓶中分別加入1.0 mL 250 μg/g DMSO溶液，然后分別加入0.0 ～11.0 mL 稀釋液，頂空瓶中的總體積分別為1.0， 2.0， 3.0， 4.0， 5.0， 6.0， 7.0， 8.0， 9.0， 10.0， 11.0和12.0 mL，分別進樣， 以研究頂空瓶中液體體積對峰面積響應的影響（圖1）。從圖1可見，隨著頂空瓶內液相體積的增加，響應值不斷減小，表明液相體積對靈敏度影響較大。

3.1.2 樣品稀釋液的選擇

基于3.1.1的研究結果，將頂空瓶液相體積優化為1.0 mL，使用常規稀釋液（水、DMF、DMA、DMI、苯甲醇及正辛醇等）作為稀釋溶液，檢測二甲基亞砜殘留溶劑。除DMI外，其它溶劑均未能檢出二甲基亞砜。根據液體石蠟的物理化學性質，將其引入作為稀釋液，得到了清晰的二甲基亞砜殘留溶劑峰（圖2）。本研究選用液體石蠟作為稀釋溶液。

3.2.2 氣相色譜方法參數優化

使用250 μg/g二甲基亞砜溶液進行優化實驗。選取對靈敏度影響較大的頂空氣相參數（表1）進行優化以提高靈敏度。

本研究還對氣相溫度程序進行了優化（表2），總分析時間明顯縮短（約10 min），降低了分析成本。參數優化曲線如圖3所示。最佳平衡溫度為160 ℃，最佳平衡時間為10 min，最佳加壓時間為1.0 min，最大進樣時間為0.08 min。加壓時間對峰面積影響不大，實驗選擇加壓時間為1.0 min。

3.3.3 方法驗證

對本方法的專屬性、線性范圍、測量精密度、檢出限、定量限等進行了驗證研究。在每個頂空瓶加入25 mg的空白Kollicoat^ IR以消除基質影響。

本實驗中，二甲基亞砜是色譜圖中唯一溶劑峰，無其它干擾峰，因此溶劑峰就是二甲基亞砜，可證明其專屬性。

進樣濃度分別為25， 50， 125， 200， 250和300 μg/g，各濃度重復進樣4次，線性回歸方程為y＝215.49x－828.94， R²＝0.9991。

研究實驗重復性以確定方法的精密度。每個濃度分別進樣4次，RSD在0.4%～3.0%之間， 說明了方法的重復性及精密度良好。

3.3.4 定量限和檢出限

分別以3倍標準偏差和10倍標準偏差（n＝24）計算出檢出限和定量限， 分別為1.1和 3.2 μg/g，結果和信噪比法的結果相類似，佐證了方法的檢出限和定量限結果是準確可靠的。

3.4 方法應用Kollicoat^ IR為聚乙烯醇-聚乙二醇接枝共聚物，在藥品中作為速溶包衣材料使用。本方法應用于 Kollicoat^ IR樣品中殘留溶劑二甲基亞砜的分析測定。

3.4.1 外標曲線法

準確稱量25.0 mg Kollicoat^ IR 樣品，加入1.0 g 液體石蠟，外標法分析結果為4.64 mg/g， RSD＝11.5%（n＝4），相對較高。可能是由于二甲基亞砜在樣品中未能勻質化地分布， 或未能完全從樣品中完全釋放到液體媒介中。因此，采用液氮對樣品進行低溫處理，目的是破壞樣品結構， 使二甲基亞砜完全釋放到溶液中，繼續使用標準添加法對樣品進行分析。

3.4.2 標準添加法

準確稱量25.0 mg Kollicoat^ IR 樣品，在每個樣品瓶中加入1.0 g一系列濃度的二甲基亞砜溶液。標準曲線為y＝527.49x＋62659，R²＝0.9966。標準加入法獲得的結果為4.75 mg/g，與外標曲線法結果十分相近，說明了方法的可靠性。標準添加法獲得的濃度稍高，可能是由于樣品經過液氮冷卻和碾磨處理所致。

4 結 論

本研究采用液體石蠟為制備樣品的稀釋液，液體石蠟作為新型稀釋液可承受高達160 ℃的平衡溫度而不產生基質干擾。本方法的分析時間縮短為10 min，具有良好的專屬性、線性、準確度及較低的檢出限，顯著提高了分析靈敏度，并成功應用于Kollicoat^ IR樣品分析。

致謝 感謝比利時魯汶大學（荷蘭語區）生物醫學部藥學院藥物分析實驗室Erwin Adams 教授對本研究提供的幫助。

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Determination of Dimethylsulphoxide as Residual Solvent byStatic Headspace Gas Chromatography

ZHENG Chao， WANG Bo-Chu^， ZHU Lian-Cai

（College of Bioengineering， Chongqing University， Chongqing 400044）

Abstract A sensitive， precise static headspace gas chromatography method coupled with flame ionization detection was developed for the analysis of residual dimethyl sulphoxide （DMSO） in drugs. Liquid paraffin oil was used as dilute solvent， liquid volume in the vial and GC parameters such as autosampler injection time， headspace pressurize time， equilibration temperature， equilibration time and oven temperature program were optimized to yield the highest sensitivity. Optimum value of GC parameters such as equilibration temperature， equilibration time， headspace pressurize time， autosampler injection time were 160 ℃， 15 min， 1.0 min， 0.08 min respectively. Limits of detection （LOD） and quantitation （LOQ） were determined to be 1 and 3 μg/g， respectively. Linear regression equation in the range of 25－300 μg/g was y＝215.49x－828.94 with R² of 0.9991. The method was successfully used to analyze residual DMSO in drug coating materials Kollicoat^ IR.

Keywords Static headspace; Gas chromatography; Residual solvent; Dimethyl sulphoxide

（Received 2 December 2010; accepted 25 Jaunuary 2011）