電感耦合等離子體質譜法測定鹽酸溴己新葡萄糖注射液中29種元素雜質含量

趙馮，張杞柳，陳輝，張磊

作者單位：徐州市檢驗檢測中心，江蘇 徐州221000

鹽酸溴己新葡萄糖注射液有效成分鹽酸溴己新為鴨嘴花堿的衍生物，是臨床上常用的大容量靜脈注射劑。其具有多重祛痰機制，臨床主要用于急慢性支氣管炎、肺炎、慢性阻塞性肺疾病及其他呼吸道疾病如哮喘、支氣管擴的治療［1-4］。近年來，新冠疫情在全球范圍內暴發，有研究表明溴己新可以通過與肺泡Ⅱ型上皮細胞表達的絲氨酸蛋白酶（TMPRSS2）相結合抑制病毒進入TMPRSS2 表達的細胞，阻斷新冠病毒入侵機體［5］；通過增加溶酶體活性來降低痰液黏度以降低新冠病毒感染者肺部產生致命性黏液的可能性［6］；通過與螺內酯等藥物聯用降低病毒載量防止感染進展［7］；其多重治療機制能有效阻止病情惡化，在重癥新冠肺炎治療中具有巨大的臨床應用潛力［8］。

我國大容量注射劑的質量標準中有害元素雜質的檢查多為重金屬檢查法［9］，是利用金屬雜質與硫代乙酰胺或硫化鈉反應顯色，與標準鉛在相同條件下的反應結果進行比較。該方法準確度低，對反應元素做籠統處理，無法量值化，局限性很大，已被美國藥典和歐洲藥典棄用。本制劑的現行質量標準中重金屬檢查項也是采用此法［10］。

目前測定元素含量的方法有原子熒光分光光譜法，原子吸收分光光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法［11］、電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）等。其中ICP-MS法操作簡便，靈敏度高，可多元素同時在線分析，為美國藥典的推薦元素分析方法之一。本研究自2022年9—10月建立了ICP-MS方法，參考ICH Q3D［國際藥典委員會（ICH）發布的《Guideline for elemental impurities Q3D》］［12］標準對鹽溴己新葡萄糖注射液酸中鉛、鎘、汞、砷、硼、鋁等29種元素雜質進行分析。

1 儀器與試藥

1.1 儀器Agilent 7900 電感耦合等離子體質譜儀（Agilent公司）。

1.2 試藥硝酸（國藥沃凱，批號20211215）；鹽酸（西隴科學，批號2101291）；異丙醇（Merck，批號K53060340107）；水為超純水。注射藥物元素混標class1&2A（Inorganic Ventures，批號S2-MEB709074，含砷15 mg∕L，鎘2 mg∕L，鈷5 mg∕L，鉛5 mg∕L，汞3 mg∕L，鎳20 mg∕L，釩10 mg∕L），注射 藥 物 元 素混 標class2B（Inorganic Ventures，批號S2-MEB709076，含金100 mg∕L，銥10 mg∕L、鋨10 mg∕L、鈀10 mg∕L、鉑10 mg∕L、銠10 mg∕L、釕10 mg∕L、硒80 mg∕L、銀10 mg∕L、鉈8 mg∕L），注射藥物混標class3（Inorganic Ventures，批號S2-MEB709070，含銻9 mg∕L、鋇70 mg∕L、鉻110 mg∕L、銅30 mg∕L、鋰25 mg∕L、鉬150 mg∕L、錫60 mg∕L），金 單 元 素 標 準 溶 液（Aglient，批 號0111978523，1 000 mg∕L），多元素標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，批號22D20042，含鈦、鎂、鋁、硼、錳100 mg∕L），質譜調諧液（Aglient，批號38-45GSX2 含鈰、鈷、鋰、鎂、鉈、釔1 μg∕L），內標標準液［Aglient，批號0011332062，含鈧、釔、鋰（6Li）、銦、鋱、鉍均為100 mg∕L］，鹽酸溴己新葡萄糖注射液搜集自同一企業（鹽酸溴己新4 mg 與葡萄糖5 g，批號B21121402、B21121003、B22020203、B22081001），最大日劑量為300 mL。

2 方法

2.1 質譜參數RF Power 1 550 W，Plasma Gas 15.0 L∕min，Nebulizer Gas 1.05 L∕min，Makeup Gas 0 L∕min，Auxiliary Gas 0.90 L∕min，采集深度8 mm，檢測模式為KED 模式，全定量分析，碰撞氣（He）流量5.0 L∕min，S∕C Temp 2.0 ℃，鎳采樣錐。

2.2 溶液的制備

2.2.1 標準曲線溶液的制備 配制硝酸和鹽酸各2%混合溶液為稀釋液。取注射藥物元素混標class1&2A Ⅰ100 μL，注 射 藥 物 元 素 混 標class2B 100 μL，金單元素標準溶液20 μL，注射藥物混標class3 1.00 mL，多元素標準溶液100 μL，用稀釋液稀釋并定容至30.00 mL，作為多元素混合標準儲備液。取混合標準儲備液0、0.30、0.50、1.00、1.50、2.00 mL，用稀釋液稀釋定容至10.00 mL，制備成限度J 0～2 倍范圍線性溶液。J 值由元素限度、日最大劑量和樣品溶液稀釋倍數計算獲得。

2.2.2 內標溶液的制備 取內標標準液0.5 mL，用稀釋液稀釋并定容至50.00 mL，其中加入異丙醇2.5 mL，作為對樣品的基質匹配。

2.2.3 樣品溶液的制備 精密量取鹽酸溴己新葡萄糖注射液1 mL，用稀釋液稀釋至10.00 mL。

2.3 測定方法和內標元素的選擇依次測定背景水溶液，標曲空白溶液，標準曲線溶液和樣品溶液，在線引入內標液。標曲橫坐標為濃度，縱坐標為響應值和內標響應值的比值，繪制標準曲線，并計算樣品含量。內標元素的選擇按照質量數和電離能相近的原則，待測元素采集質量數和內標元素見表1。

表1 各元素采集質量數與內標元素

2.4 方法學驗證

2.4.1 標準曲線線性 取標準系列混合溶液，按“2.1”項下條件測定，得到各元素線性方程、線性范圍和相關系數，見表2，結果表明本方法各元素線性良好。

表2 元素雜質回歸方程、線性范圍、PDE值（ICH）、J值

2.4.2 檢測限與定量限 取空白溶液（稀釋劑）連續測定11 次，計算11 次空白溶液縱坐標的標準偏差（SD）。按照3SD∕斜率和10SD∕斜率計算檢出限和定量限。見表3，各元素檢測限均低于標準曲線低點10倍以下，表明方法靈敏度良好，能夠滿足檢測需要。

表3 元素雜質檢測限和定量限結果（n=11）

2.4.3 加標回收率試驗 取注射液樣品（批號為B21121402）1.0 mL，用稀釋液稀釋至10.00 mL 作為空白，另取樣品1.0 mL 9 份，置10 mL 量瓶中，分別加入元素混合標準儲備液0.5、1.0、1.5 mL，各3 份，用稀釋液稀釋至刻度，作為低、中、高濃度加標供試溶液。按“2.1”項參數進行測定，計算回收率，要求加樣回收率在70%～150%［13］。結果見表4，表明本方法回收率良好。

表4 回收率、中間精密度和穩定性結果

2.4.4 重復性與中間精密度 按“2.4.3”項下的中濃度的加標供試溶液的配制方法平行配制6 份，進樣分析，計算6次測定結果的RSD，作為重復性實驗結果，要求RSD 不超過20%［13］。由不同人員在不同時間同法配制6份中濃度加標供試溶液，依法測定，計算12 份數據的RSD，作為中間精密度結果，要求RSD 不超過25%［13］。見表4，結果表明本方法重復性和精密度良好。

2.4.5 穩定性考察 取重復性項下的供試溶液，放置24 h 后測定，與臨用新制比較，考察各元素測定結果的穩定性，見表4，結果表明本方法配制的溶液在24 h內穩定。

3 結果

取同一家企業4個批次鹽酸溴己新葡萄糖注射液各2份，分別按“2.2.3”項下方法配制樣品溶液，采用上述方法進樣分析，計算樣品中各元素雜質含量，見表5。

表5 樣品中元素雜質含量和限度

4 討論

4.1 元素選擇國際人用藥物注冊技術協調會的元素雜質指導原則（ICHQ3D）中給出PDE 值的元素共24 個。考慮到本制劑在生產工藝第一步還原反應的反應物為3，5-二溴-2-氨基苯甲醛和硼氫化鉀，可能殘留硼元素雜質［14］。另外，注射液密封件鹵化丁基膠塞中可能帶來鎂、鋁、錳、鈦等金屬元素離子。故本研究結合生產工藝和國內外標準，采用ICP-MS 法對上述29 種元素含量進行考察。

4.2 降低高有機物含量樣品的基質干擾

4.2.1 前處理方法 本品為澄清溶液，含5%有機成分，直接進樣時含量較高的有機物成分會通過影響霧化效應和等離子體能量而加強高電離能元素的信號，造成嚴重的基體效應，使內標回收率超出儀器范圍，并且會在錐孔處產生積碳。本研究采用直接稀釋法，但是過大的稀釋倍數可能造成樣品中的元素雜質不能被檢測出。考察不同稀釋倍數樣品的基質效應后，確定將樣品溶液進行10倍稀釋，可以很好地保證各內標元素回收率波動范圍為80%～120%。

Q3D中2B類元素較不穩定，用含2%硝酸與2%鹽酸的混合酸溶液作為稀釋劑，可以提高這些元素的24 h穩定性。

4.2.2 內標溶液的選擇 ICP-MS 分析法的基質效應較強，是建立分析方法時最需要解決的問題。因為本樣品溶液有機物含量較高，基體和標準溶液不完全一致，容易受到霧化、氣溶膠傳輸等物理性干擾和等離子體電離效應、空間電荷效應等基體性干擾［15-16］，不適合不用內標的分析方法。本方法采用T型三通在線加入內標溶液，可以較好地校正儀器響應信號的漂移，并且對內標回收率進行監控，使測定更為準確。本方法選擇較高的內標液濃度（1 mg∕L），同時在內標溶液中加入一定濃度異丙醇進行基質匹配，使各內標元素的內標回收率穩定在80%～120%。

4.3 結果分析本制劑原料藥鹽酸溴己新生產工藝的第一步為還原反應，3，5-二溴-2-氨基苯甲醛和硼氫化鉀為反應物，在無水乙醇溶劑中反應生成中間體3，5-二溴-2-氨基苯甲醇。硼元素為本制劑中可能存在的殘留元素，4 批樣品的硼殘留量為4.758、5.845 、5.719、6.675 μg∕L。

鋁是地球上儲量最豐富的元素之一，研究顯示，攝入過多鋁元素會在組織中蓄積并引起毒性反應，對人體健康造成危害［17-18］。特別是經高風險的注射途徑進入人體，可造成健康危害的允許攝入量更低。目前我國藥典2020年版四部中注射劑通則和該制劑現行標準［10］對鋁元素的限度并未進行控制，美國FDA 21CFR201.323 文件規定在全靜脈營養液中，鋁的含量應≤25 μg∕L［19］。參考FDA 的限度進行判斷，4 個批號的樣品中，有一批鋁離子含量超出限度，另外三批結果均超過限度值的30%，存在鋁元素含量偏高的問題，有一定風險性。因此，建立該制劑鋁元素的含量測定方法來進行質控非常必要。

從實驗結果中看出，4 批樣品中ICHQ3D 給出PDE 值的24 種元素含量，均符合ICH 的要求，并低于限度的30%，風險較低。硼、鎂、錳、鈦離子，這些元素由于毒性相對較低或區域監管的差異，未被確定PDE值，但4批樣品中均檢測到一定濃度的殘留，對其風險監控也是十分必要的。

當前，新型冠狀病毒感染疫情肆虐蔓延，鹽酸溴己新葡萄糖注射液作為緩解新型冠狀病毒感染的輔助藥物，在治療的同時，首先應當保證藥物本身的安全性。本研究建立了ICP-MS 直接測定鹽酸溴己新葡萄糖注射液中29 種元素雜質含量的方法并進行了方法學驗證，對同一廠家共4 批樣品進行了測定，結果表明方法靈敏度高，準確性好，有利于企業進行質量評估和控制，提高產品質量，可為鹽酸溴己新葡萄糖注射液及其他大容量注射劑的質量控制提供參考。