采用氣相色譜法建立氟[18F]脫氧葡糖注射液中有機溶劑殘留的測定方法及其方法不確定度的評價

陳立光 梁明泉 鄧慶榮 羅 文

1.深圳市保健委員會辦公室PET/CT診斷中心，廣東深圳 518020；2.中國廣州分析測試中心，廣東廣州 510070

PET/CT顯像已成為核醫學發展的新“亮點”，18F標記的2-去氧-2-18F氟-D-葡萄糖注射液（18F-FDG）被認為是本世紀很有價值的放射性藥物。18F-FDG屬于正電子類放射性診斷用藥，目前臨床廣泛應用于PET/CT腫瘤診斷中，經過在國內近20年的臨床試用，《中國藥典（二部）》（2015版）開始將18F-FDG收載為氟[18F]脫氧葡糖注射液[1]。隨著我國PET/CT掃描儀普及以及回旋加速器藥物生產系統投入使用，氟[18F]脫氧葡糖注射液的制備、藥品質量控制和用藥安全越來越受到國家藥監部門的重視。氟[18F]脫氧葡糖注射液是當前臨床上正電子發射斷層顯像（PET）技術最常用的示蹤劑[2-4]，18F-FDG在PET中的用量占到了95%以上[5]。18F-FDG制備工藝多通過計算機控制的自動化有機合成和純化制備，而在制備工藝中多采用有機溶劑乙腈、乙醇等[1，6]，最終產品的有機溶劑殘留不可避免，因此對有機溶劑殘留的質量控制尤為重要。按照2015年版《中國藥典》對殘留溶劑的限度要求[7]，第二類溶劑中乙腈的殘留限度為0.041%，第三類溶劑乙醇的限度為0.50%。本研究主要探究氣相色譜分析法對18F-FDG產品的有機溶劑殘留進行分析。建立一種對氟[18F]脫氧葡糖注射液中乙腈、乙醇兩種有機溶劑的殘留量進行快速、定量測定的方法，用于日常生產中對氟[18F]脫氧葡糖注射液的質量控制，具體報告如下。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器設備 Eclipse RD 型Cyclotron 回旋加速器（西門子公司）；藥物生產系統（專利研發，發明專利申請號：20171068609.4）；BBS1 38B1B/1型合成防護防護熱室，COMECER 公司產品；CRC-15R 型活度計（美國CAPINTEC公司生產）；Agilent 6820型氣相色譜儀：Agilent公司，氫火焰離子化檢測器（FID）氮磷檢測器（NPD）檢測器，QA/QC Cerity工作站，毛細管柱SUPELCOSPB-5（30m×0.25mm×0.25um）； 精 密 電 子 天 平（Sartorius公司）；SW-CJ-1D型凈化工作臺，蘇州凈化設備有限公司。

1.1.2 試劑 H218O：豐度95%（ABX公司產品）；2-三氟甲基磺酰基-F-D甘露糖（三氟甘露糖），Kryptofix2.2.2（K2.2.2），無水乙腈、無水乙醇（UPS級）（均 為 Sigma-Aldrich公 司）；QMA柱，Alumin-N柱，C18柱（Waters公司）；AG50樹脂和AG11A8樹脂：50 ～ 100目（Bio-Rad公司出品）；HPLC級去離子水，自備；壓縮空氣，高純氫氣及氮氣（深圳聯華氣體有限公司產品）。

2 實驗方法

2.1 氟[18F]脫氧葡糖注射液的制備

氟[18F]脫氧葡糖注射液的制備包括標準的六個步驟。（1）首先是18F-負離子的產生。從18O富氧水開始，通過p-n核反應，18O原子核俘獲一個質子的同時發射一個中子而產生18F-負離子。這一步依賴于回旋加速器；（2）俘獲和釋放18F-負離子。這一步基于離子交換的原理；（3）反應活性18F-負離子的制備。這一步的主要目的是通過乙腈和水的共沸原理移除反應體系中的水分，保證第4步的標記反應體系嚴格要求在疏水的溶液體系中進行；（4）反應活性放射性18F-負離子和 1，3，4，6-四-O-乙酰基-2-O-三氟甲磺酰-β-d-吡 喃 甘 露 糖（1，3，4，6-Tetra-O-acetyl-2-O-trifluoromethanesulfonyl-β-D-mannopyranose）發生親核反應，產生18F-負離子輻射標記的甘露糖三氟磺酸酯；（5）水解移除乙酰基保護基團。（6）純化產物，這一步移除各種中間產物并作無菌、無熱源等純化處理，使用0.22μm濾膜過濾得到氟[18F]脫氧葡糖注射液，并將其收集于無菌真空瓶中。

2.2 氣相分析條件

分離柱：SUPELCO SPB-5型毛細管柱，高純氮氣壓力設置為50kPa，空氣壓力設置為50kPa，高純氫氣壓力設置為100kPa，SPB-5毛細管分離柱的溫度設置為60℃，FID監測器溫度設置為150℃，氣化室溫度設置為150℃。高純氫氣20mL/min，空氣300mL/min，和高純氮氣10mL/min；檢測后得到標準峰面積，并以峰面積為縱坐標，有機溶劑濃度為橫坐標，進行線性回歸分析。乙腈和乙醇的標準溶液的制備采用相同方法，并繪制各自的線性工作曲線。

2.3 工作曲線的建立

使用精密電子天平稱取200.00mg乙腈，將其放置于50mL容量瓶中，加水定容，搖勻，得到標準溶液，濃度為4.000g/L。使用移液管移取上述標準品 10.0、5.0、2.5、0.5mL 至 20mL 容量瓶中，加水定容，搖勻，分別得到濃度為 2.00、1.00、0.50、0.10g/L溶液，然后按照2.2的氣相條件分別進行氣相色譜檢測， 進樣量為2μL，檢測后得到標準峰面積，以標準品的濃度作為橫坐標，以標準峰面積作為縱坐標，計算回歸方程及線性及工作曲線；每個樣品進樣兩次，取平均值。

2.4 系統回收率與重復性的測定

根據2.3中建立的方法，配制乙腈和乙醇有機溶液，取濃度為0.80g/L的乙腈和乙醇標準有機溶液，進行氣相分析，測定5次，且每次進樣量相同，計算平均值，并使用標準曲線方程計算濃度，得出回收率。再取濃度為0.80g/L的乙腈和乙醇標準有機溶液，相同條件下測量10次，檢測系統重復性。

2.5 18F-FDG有機溶劑殘留的氣相色譜法檢測

按照2.2的分析條件，分別對隨機抽取5批次的氟[18F]脫氧葡糖注射液進行氣相色譜檢測，根據標準曲線方程計算得到氟[18F]脫氧葡糖注射液中乙腈和乙醇的有機殘留量。

3 結果與討論

3.1 標準樣品有機溶劑的線性關系

通過對兩種有機殘留溶劑含量的氣相分析，測定其峰面積。繪制線性工作曲線，其中橫坐標是標準溶液濃度，縱坐標則為峰面積。得到其曲 線方 程分 別 為：y=2287.6X-47.644，r=0.9994；y=1366.5X+85.821，r=0.9995； 線性范圍為0.10～2.00g/L。該結果說明兩種溶劑的峰面積與濃度的線性關系良好。

3.2 標準有機溶劑氣相檢測

兩種標準品溶液的氣相色譜圖見圖1，分析時間為15min。按照保留時間順序依次為乙醇、乙腈，其中乙醇的保留時間為1.84min；乙腈依次為的保留時間為2.04min；兩種溶劑的檢測均可在10min內完成。信噪比按照3倍來計算，可測的最低檢測濃度為0.031g/L，以進樣量為2μL進行計算，在該檢測分離條件下，乙腈和乙醇的最低檢測線分別為0.22μg、0.20μg。

圖1 乙腈和乙醇的標準色譜圈

3.3 系統回收率和精密度

5次測量的平均值及回收率的測量通過標準曲線方程進行計算，經計算，得出乙醇和乙腈的平均值分別為0.078、0.079g/L，回收率分別為98.7%、98.4%。平均值及回收率結果說明系統具有良好的準確性。采用該系統條件對10批次樣品進行檢測，結果顯示，乙腈和乙醇的含量 分 別 為（0.078±0.02），（0.079±0.03）g/L，說明系統測量重復性良好，精密度可以滿足檢測要求。

3.4 樣品分析

隨機抽取5批次制備的氟[18F]脫氧葡糖注射液樣品，按照2.3氣相條件進行檢測，兩種殘留溶劑的檢測結果見表1。由表1可見雖然不同批次中殘留溶劑含量不同，但是均未超過《中國藥典》2015 年版四部對氟[18F]脫氧葡糖注射液的質量控制要求規定的含量（第二類溶劑中乙腈的殘留限度為0.041%，第三類溶劑乙醇的限度為0.50%。）[7]，同時也符合美國藥典的標準[8]，因此可以認為該藥品中的殘留溶劑含量標準相同均為0.50%。

表1 5批次氟[18F]脫氧葡糖注射液中有機殘留乙醇、乙腈的含量

3.5 氟[18F]脫氧葡糖注射液中有機溶劑殘留的測定方法的不確定度

（1）不確定度的來源分析。本研究所采用的分析方法的不確定度來源主要有：①色譜柱；②氣化室和檢測器；③乙腈濃度；④人員操作；⑤儀器本身的穩定性。

（2）不確定度分析。①色譜柱：在實驗過程中發現，色譜柱的柱溫、柱效均會對兩種物質的分離效果產生影響，而不同類型的柱子直接關系到該兩種有機物質能否有效分離。有研究指出，乙腈、在極性較小的柱子上較難分離，出峰時間無法分開[9-10]。②氣化室和檢測器：氣化室的溫度不宜過高，當其溫度高于120℃時，會使待測樣品的保留時間縮短[11]，但是不會對樣品的檢測造成影響。③乙腈濃度引起的不確定度：經驗表明：在制備氟[18F]脫氧葡糖注射液的過程中，乙腈起到很重要的作用，主要用作反應前體以及催化劑穴醚的溶劑[12-13]，而大部分作為載體的乙腈會在和水的共沸蒸發、親和反應和后續的高溫蒸發過程被除掉，因此，反應過程中乙腈的最終濃度可以對整個反應起到一定的反應性。④人員操作：不同工作人員的工作態度不同，且操作以及稱量樣品的習慣均會有所差異[14-15]，因此盡量由一位工作人員完成。⑤儀器本身的穩定性引起的不確定度：由于氣相過于靈敏，因此極易出現損壞，所以在使用前需要校準[16]。

4 結論

乙腈和乙醇溶劑是制備氟[18F]脫氧葡糖注射液過程中無法避免的有機殘留物，乙腈被美國藥典規定為二類限制使用溶劑，乙醇在美國藥典中為三類溶劑，且均對其殘留量進行了限定；我國《中國藥典》2015年版四部對氟[18F]脫氧葡糖注射液的質量控制要求規定的含量，該藥品殘留溶劑測定法采用通則0861第一法進行試驗。在氣相色譜檢測中，如果檢測器為帶氫火焰檢測器（FID），則乙腈和乙醇的殘留量應分別低于0.04%和0.5%，而且中國藥典中規定氣相檢測須在藥品使用前完成。本次檢測結果顯示，雖然氟[18F]脫氧葡糖注射液的終產品中乙腈和乙醇的含量高低不同，但均沒有超出《中國藥典》2015 年版四部對氟[18F]脫氧葡糖注射液的質量控制要求，證明了合成藥品的質量完全符合臨床用藥標準。另外采用氣相色譜法進行檢測，可以準確的對氟[18F]脫氧葡糖注射液的中的有機殘留量進行測定，而且檢測時間僅為10min。該檢測方法簡單迅速，尤其適用于半衰期短的PET示蹤劑藥物，為臨床用藥安全提供了保障。

[1] 李軍．新型18F-脫氧葡萄注射液的制備與質量控制[J].華西藥學雜志，2004，19（1）：8-10．

[2] 張錦明．正電子放射性藥物進展[J]．中華核醫學雜志，2003，23（5）：315-317．

[3] 劉芳蕾，洪群英，石洪成，等.18氟-氟代脫氧葡萄糖正電子發射計算機斷層掃描在肺癌早期診斷中的應用價值 [J].中華醫學雜志，2013，93（38）：3019-3022.

[4] 張悅，張遵城.雙時相18F-FDG PET顯像的應用進展 [J].山東醫藥，2015，55（39）：101-103.

[5] 范文博.自動化合成2-18F-β-D-脫氧葡萄糖及其質量控制 [J].化工時刊，2014，28（6）：1-3.

[6] 何山震，王淑俠，陳立光，等.氣相色譜法對18F-FDG中有機溶劑殘留的測定[J].同位素，2008，21（1）：58-60，64.

[7] 中華人民共和國藥典二部：附錄124-125[M]．北京：中國醫藥科技出版社，2015．

[8] Iaea．Iaea safeguards Glossary[M]．Vienna：lAEA，2002：33．

[9] DouG Reilly.Norbert Ensslin，Hastingssmith.et a1．Passive Nondestructive Assay of Nuclear Mateals：LA-uG90-732[M]．NewMexico：LANL，199l：Vii．

[10] Morel J，Etcheverry M，Riazuelo G．Uranium Enrichment Measurement by X-ray Spectrometry With the Process[J]．Applied Radiation and Isotopes，1998，49（9）：1251．

[11] 宋曉勇.氣相色譜儀操作、使用、檢定校準方法[J].計量與測試技術，2013，40（6）：48.．

[12] 花寧．氣相色譜法直接測量，18F-FDG中Kryptofix2.2.2 的含量 [J]．同位素，2007，20（2）：105-107.

[13] 李云鋼，張曉軍，劉健，等.氣相色譜法測量正電子放射性藥物中有機溶劑殘留及原因分析[J].同位素，2013，26（3）：152-157.

[14] 唐安戊，勞海燕，劉冰，等．動態比濁法鱟試驗定量測定18F-FDG的細菌內毒素含量[J]．中華核醫學雜志，200l，21（4）：249-250．

[15] 鄧鵬裔.住友F300E和國產FDG-N模塊的18F-FDG產品質量對比研究[C].//2015全國同位素制備及應用技術交流研討會論文集.2015：80.

[16] 于乃海，彭川榮，孫德政，等.氣相色譜儀校準測量結果不確定度的評定[J].山東電力技術，2006，5（2）：22-25.