電感耦合等離子體質譜法測定注射用氯化鈉中的19種元素雜質

邱 晟 張 健

(蘇州大學 藥學院，江蘇 蘇州 215123)

元素雜質在人體內的蓄積會給患者帶來嚴重危害。元素雜質中毒可能會引起患者腦部和骨骼病變，心血管疾病，神經系統疾病，胃腸道功能紊亂或者貧血。因此控制藥品中元素雜質的含量尤為重要。大容量注射液每日使用量大，向人體帶入金屬元素的風險也較高。氯化鈉作為大容量注射劑的常用原料，對其進行相應的控制對于從源頭堵住金屬雜質非常重要。本文介紹了一種對藥用氯化鈉中金屬元素進行測試的方法。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

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

1.2 試劑

多元素標準溶液(含鋁Al，砷As，硼B，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：176035-1，國家有色金屬及電子材料分析測試中心)；汞單元素標準溶液(批號：17C021-3，國家有色金屬及電子材料分析測試中心)；鉬單元素標準溶液(批號：18091，中國計量院)；內標標準溶液(鉍Bi，鍺Ge，銦In，鋰7Li，鈧Sc，鋱Tb，釔Y)(批號：CL3-188MKBY1，珀金埃爾默)；高純硝酸(批號：B1435118，默克)。

2 方法與結果

2.1 鑒別需要控制的元素

ICH Q3D[1]是元素雜質控制的指導原則，其對金屬元素種類和限度都有相應的說明。美國藥典(USP)〈232〉[2]和歐洲藥典(EP)5.20[3]做出了相應的協調。而根據常用的應用場景，我們選定0.9%的氯化鈉注射液作為元素雜質控制的目標制劑，如表1所示。根據其要求，氯化鈉注射液屬于注射給藥途徑，需要評估Cd，Pb，As，Hg，Co，V，Ni，Li，Sb，Cu這10種元素(用*標出)。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中經常涉及。Al，Li，Sn是塑料中可能采用的添加劑/催化劑，而塑料常用于相關產品的包裝，所以在方法中也需做相應的考察。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。

2.2 每日允許暴露量與濃度限度的轉換

ICH Q3D協調了24種元素的每日允許暴露量(Permitted Daily Exposure，PDE)。按照ICH Q3D對于注射劑的要求，氯化鈉注射液屬于臨床實踐確定日劑量可能超過2 L的產品。按照ICH Q3D的要求，如果日劑量超過2 L就以2 L計算。因此氯化鈉注射液以2 L計算相應的限度。

2.3 分析方法的要求

ICH Q3D未對用于元素雜質分析的方法有詳細要求，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%的限度范圍內滿足準確度70%～150%的回收率要求，精密度RSD≤20%。

2.4 測試方法的優化

由于測試需要的目標濃度較低(如As的目標濃度為0.5ppb)，所以我們采用了動能歧視(Kinetic Energy Discrimination，KED)模式，帶內標校正的標準加入法。

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會大。被擊碎產生的低質量數離子由于多次碰撞而失去大部分動能，而待測離子由于受到的撞擊幾率小，動能降低較少，因此最后進入質量分析器的待測離子較多而產生干擾的多原子離子較少。

標準加入法的選用，可以降低基質干擾，消除樣品與對照品的差異性[6]。內標校正則可以進一步校正響應信號的波動。由于測試需要的靈敏度較高，所以采用帶內標校正的標準加入法來進行測定。這些均可通過ICP-MS系統的軟件自動完成。

2.4.2 Hg與Pb的殘留

Hg在電感耦合等離子質譜(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標液，將含有200 ppb Au的1%HNO3作為清洗液，且將線性最高點控制在0.5 μg/L，以抑制Hg在ICP-MS的系統中的殘留。

2.5 分析方法

2.5.1 儀器參數

儀器的參數設定見下表3和表4。

表3 儀器的參數設定表Ⅰ

表4 儀器的參數設定表Ⅱ

2.5.2 標準溶液配制

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

表5 標準溶液配置表

2.5.3 內標溶液配制

取內標標準液用1%HNO3稀釋成10 μg·L-1的內標溶液。

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，采用蠕動泵在線加內標的方法，分別進樣標準溶液，以待測元素的響應與內標元素相應的比值為縱坐標，以待測元素的濃度為橫坐標，采用機器的自帶軟件進行計算得到校準曲線，并用該曲線計算結果。

2.6 方法驗證

2.6.1 線性

分別用標準品溶液適量制成表6所示的線性溶液。以待測元素的響應與內標元素相應的比值為縱坐標，以待測元素的濃度為橫坐標，采用機器的自帶軟件進行計算，結果見表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譜法，以8次連續測定空白樣品溶液響應值的3倍標準偏差(3SD)所對應的待測元素濃度作為檢測限；以連續測定空白溶液響應值的10倍標準偏差(10SD)所對應的待測元素濃度作為定量限。結果見表7。

2.6.3 準確度與精密度

取待測元素對照品適量，加入供試品溶液至50 mL，每個濃度配制三份。測定結果見表8。

表8 準確度與精密度測定結果(n=3)

2.7 樣品的測定

四個廠家的四批樣品按照本方法進行測試，結果見表9。

表9 樣品測定結果

3 討論

本方法樣品溶液被配置成0.45%，相當于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致的無法滿足檢測限的要求，又避免了過高的鹽濃度對與檢測器和進樣系統壽命的影響。此方法也可以用于0.9%氯化鈉注射液成品的檢測。

筆者曾分別嘗試標準模式(STD)和KED模式，帶內標校準的標準曲線法。但因為檢測的要求過高(1類與2A類元素定量限需小于5 g/L)，無法滿足同時測定所有元素的測定要求。

為保證測定結果的準確性，準確度考察從0.25 ppb開始。結果表明所有元素的準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%)，需要后續關注。個別批次Ba的結果證實Ba可能在生產中添加，在日后應監測。