供透析用鹽類藥用輔料中鋁含量通用石墨爐原子吸收光譜法的建立

張悅，謝瑩瑩（1.湖南省藥品檢驗檢測研究院，長沙 410001；2.湖南省藥品審核查驗中心，長沙 410001；3.國家藥品監督管理局藥用輔料工程技術研究重點實驗室，長沙 410001）

鋁是人體非必需微量元素，可在人體內蓄積，產生慢性毒性。鋁主要由腎臟排泄，透析患者腎臟排泄功能障礙，血清鋁蓄積水平高出正常水平14倍，導致患者鋁性腦病、鋁性骨病，還會導致腎性貧血等，嚴重影響患者生存質量[1-2]。腎衰透析患者每周暴露于大量的透析液中（300 L/周），有效控制透析液中鋁的含量，是減少透析患者不良反應，提升患者生存質量的關鍵[3-4]。

透析液的基本成分有鈉、鉀、鈣、鎂、氯、醋酸鹽及碳酸氫鹽等鹽類電解質及葡萄糖。《中國藥典》（ChP2020）鹽類物質中鋁鹽常用的檢測方法為熒光分光光度法[5]，而文獻方法操作煩瑣，檢測條件苛刻，易受外界因素的影響，如顯色溫度、顯色時間和溶液的酸堿度等[6]。本研究圍繞常用供制備透析用鹽類藥用輔料中鋁鹽檢測方法展開系統性研究，通過比較熒光分光光度法（fluorescence spectrophotometry，FS）、石墨爐原子吸收光譜法（graphite furnace atomic absorption spectrometry，GFAAS）、電感耦合等離子體發射光譜法（inductively coupledplasma atomic emission spectrometry，ICP-OES）及電感耦合等離子體質譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS），建立鹽類藥用輔料中鋁含量測定的通用檢測方法。

1 材料

1.1 儀器

原子吸收分光光度計型號（安捷倫公司，型號：AA240）；高溫分解鍍層石墨管（安捷倫公司，型號：6310001200）；ICP-MS電感耦合等離子體質譜分析儀（Thermo公司，型號：iCAPQc）；ICPE電感耦合等離子體發射光譜儀（島津公司，型號：ICPE-9000）；熒光分光光度計（上海棱光技術有限公司，型號：F98）；MS 205DU分析天平（Mettler Toledo，精度：0.10 mg）。

1.2 試藥

鋁標準溶液（批號：216047-6，質量濃度：1000 μg·mL-1，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）。硝酸（批號：20221004，優級純）、硝酸鎂（批號：20191101，分析級）（國藥集團藥業股份有限公司）；水為超純水。

2 方法與結果

2.1 儀器參數

鋁空心陰極燈；測定波長：309.3 nm；電流：10 mA；塞曼偏振背景校正；光譜狹縫寬度：0.5 nm；測量模式：峰面積；熱進樣溫度：60℃；基體改進劑：0.1%硝酸鎂；進樣體積：20 μL；載氣及冷卻氣：氬氣；石墨爐升溫程序見表1。

表1 石墨爐升溫程序Tab 1 Temperature rise procedure of graphite furnace

2.2 溶液的制備

2.2.1 空白溶液 取硝酸適量，加水稀釋成4%硝酸溶液，作為空白溶液。

2.2.2 供試品溶液 根據ChP2020各品種鋁檢查項限度，分別精密稱取乳酸鈉20.0 g，氯化鈣2.0 g，醋酸鈉10.0 g，氯化鉀2.0 g，氯化鎂2.0 g，氯化鈉10.0 g，置100 mL量瓶中，加4 mL硝酸，超聲30 min后，加水稀釋至刻度，作為供試品溶液。

2.2.3 對照品溶液 精密量取鋁標準溶液適量，用4%硝酸溶液稀釋成每1 mL中含鋁1.0 μg的溶液，精密量取適量，用4%硝酸溶液稀釋成5、10、20、30、40 ng·mL-1的系列對照品溶液。

2.3 線性、檢測限和定量限

取“2.2”項下系列對照品溶液，照“2.1”項下條件測定，以質量濃度為橫坐標（X，ng·mL-1）、吸光度為縱坐標（Y），得標準曲線Y＝0.003 61X+0.015 57，r＝0.9995。結果表明，鋁元素在5～40 ng·mL-1內與吸光度呈良好的線性關系。取空白溶液連續測定11次，計算相對標準偏差，以空白3倍標準偏差除以標準曲線斜率計算儀器檢測限，約為1 ng·mL-1；以空白10倍標準偏差除以標準曲線斜率計算儀器定量限，約為3 ng·mL-1，方法檢測限與定量限見表2。

2.4 重復性試驗

分別取乳酸鈉（批號：220609）20.0 g、氯化鈣（批號220622）2.0 g、醋酸鈉（批號：220501）10.0 g、氯化鉀（批號：K21046）2.0 g、氯化鎂（批號：4221007）2.0 g、氯化鈉（批號：20211222）10.0 g，各6份，按照“2.2”項下方法制備供試品溶液，平行配制6份，照“2.1”項下條件測定。結果見表2，RSD在4.7%～8.5%，表明方法重復性良好。

2.5 加樣回收試驗

取適量乳酸鈉、氯化鈣、醋酸鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉，一共9份，每3份分別精密加入高、中、低濃度的鋁對照品溶液，按照“2.2”項下方法配制，測定并計算回收率。結果各品種中鋁回收率（n＝3）在81.8%～98.4%，RSD在1.8%～13.4%，見表3。

表3 回收試驗結果Tab 3 Recovery

2.6 穩定性試驗

取“2.2.2”項下供試品溶液，分別于0、2、4、8、12 h照“2.1”項下條件測定，以吸光度為考察指標，結果鋁吸光度的RSD為1.4%～4.6%，表明供試品溶液在12 h內均較穩定。

2.7 樣品測定結果

取34批樣品，照“2.2”項下方法制備溶液，按“2.1”項下條件測定，結果見表4。

表4 樣品測定結果Tab 4 Sample determination

3批氯化鎂中未檢出鋁，3批氯化鈉中鋁含量范圍為0～0.10 μg·g-1，8批氯化鉀中鋁含量范圍為0～0.62 μg·g-1，均能滿足各國藥典中鋁規定限度[ChP2020、歐洲藥典（EP10.0）、美國藥典（USP現行版）現行版規定限度一致]。3批乳酸鈉中鋁含量范圍為0～0.01 μg·g-1，3批氯化鈣中鋁含量范圍為0～0.09 μg·g-1，14批醋酸鈉中鋁含量為0～0.33 μg·g-1。ChP2020乳酸鈉、醋酸鈉、氯化鈣質量標準中缺乏鋁鹽的控制項目。根據EP10.0、USP現行版中乳酸鈉（≤0.1 μg·g-1）、氯化鈣（≤1 μg·g-1）、醋酸鈉（≤0.2 μg·g-1）含鋁限度規定，3批乳酸鈉和氯化鈣鋁鹽均符合規定，3批醋酸鈉樣品中鋁含量為0.24 μg·g-1、0.28 μg·g-1、0.33 μg·g-1，超過鋁規定限度（≤0.2 μg·g-1），說明我國部分藥用輔料醋酸鈉質量水平處于較低水平，用于制備透析液時存在較大風險。

3 討論

透析液中常用的鹽類輔料有乳酸鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀、醋酸鈉、氯化鈉。EP10.0[7]、USP[8]收載了上述品種，并設置了鋁鹽檢查項；ChP2020收載了上述品種，但乳酸鈉、醋酸鈉、氯化鈣質量標準中缺乏鋁鹽的控制項目。鋁鹽項目的缺失一是會帶來藥用輔料自身可能帶來的鋁鹽殘留導致的質量安全隱患；二是導致生產企業對進口輔料的依賴，提高企業生產成本。本課題組前期考察了FS、ICP-OES、ICP-MS法測定高鹽物質中鋁的含量，并將上述3種方法與本研究的ASS法進行如下總結。

3.1 FS法

FS法利用8-羥基喹啉與游離鋁生成熒光配合物進行檢測。本次研究參照ChP2020氯化鉀質量標準中鋁檢查項操作，測定乳酸鈉、醋酸鈉、氯化鈣加樣回收率。結果氯化鈣回收率為136.4%，醋酸鈉回收率為200.3%，乳酸鈉回收率樣品的熒光強度小于供試品。提示這3個品種鋁鹽的測定干擾很大，FS法不適合。

3.2 ICP-OES法

由于FS法配制煩瑣，檢測過程極易受外界因素的影響等，該方法在食品檢測中逐漸被ICPOES法替代[9-10]。本次研究考察了ICP-OES法測定鋁元素，結果在60～200 μg·mL-1內鋁含量與檢測信號呈良好線性關系，儀器檢測限為20 μg·mL-1。乳酸鈉等藥用輔料中鋁限度為不得過0.1～2 μg·g-1，要求儀器檢測能達到ppb（ng·g-1）級，說明ICP-OES靈敏度無法達到藥用輔料中鋁含量測定的要求。

3.3 ICP-MS法

ICP-MS法是目前最常用的痕量元素分析法，能同時測定多種元素，靈敏度較ICP-OES法高。本次研究考察了ICP-MS法測定鋁元素，結果乳酸鈉、氯化鈣、醋酸鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉加樣回收率在80.74%～125.4%。試驗中發現，高鹽溶液會在儀器炬管、采樣錐、截取錐上沉積，造成離子炬熄滅或進樣器錐孔堵塞[11]。大批量測樣時需要經常清洗炬管、采樣錐、截取錐，或者在序列中插入水溶液，沖洗掉樣品帶入的鹽。但這大大延長了試驗時間，對儀器的靈敏度也產生了較大影響。

3.4 GFAAS法

GFAAS法是利用高溫石墨管使樣品完全蒸發，充分原子化，再測其吸光度的方法。與火焰法比較，石墨爐法靈敏度更高，但往往會存在較嚴重的基體干擾，通常需要添加合適的基體改進劑消除干擾，降低背景吸收。本研究發現加入0.1%硝酸鎂的基體改進劑后，鋁的吸收值增加，且當0.1%硝酸鎂與樣品進樣量比例為1∶5時，方法檢測限較低；增大硝酸鎂比例，方法檢測限增高。這可能是硝酸鎂使鋁變成難揮發性化合物，使背景干擾物質在原子化之前被揮發除去，提高測定鋁的靈敏度，但過量硝酸鎂中的金屬離子也會干擾鋁的測定[11]。

采用4%硝酸直接稀釋樣品進行測定，結果樣品的回收率極低，達不到ChP2020相關規定，而擬訂方法測定的回收率在規定范圍內。據文獻報道，這可能是因為超聲波在液體中產生氣泡或將液體撕碎成極小的空穴，并在空穴閉合瞬間產生瞬間的高溫高壓，即“空化效應”[12]，這種空化作用可加速界面之間的傳質、傳熱過程，使整個體系中的分子間作用力減小，液體黏度下降，從而使吸附于顆粒表面的Al3+分離或以絡合物形式存在的鋁打散。

4 小結

34批樣品中3批醋酸鈉鋁含量超限，說明我國醋酸鈉作為透析用時，部分產品達不到透析用的質量要求，因此，建立透析用藥用輔料中鋁元素的通用檢測方法十分有意義。本研究建立的AAS法，操作簡單、靈敏度高、重現性好，在一定程度上避免高鹽物質對儀器測定干擾，可用于高鹽物質中痕量鋁元素的測定。