電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定碘海醇中19種金屬雜質(zhì)

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定碘海醇中19種金屬雜質(zhì)

1金屬離子檢測藥物中的金屬雜質(zhì)是一般稱為重金屬、硫酸鈉和催化劑的總稱。在藥物合成和生產(chǎn)過程中，可以引入原料、催化劑、副產(chǎn)品、未反應(yīng)的試劑、金屬容器和管道，藥物原有的金屬殘渣可以進一步添加到制劑中。這些金屬雜質(zhì)通常無治療作用,基于藥物安全性和質(zhì)量控制的需要應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制,歐洲藥品局于2008年頒布了金屬催化劑或金屬試劑殘留量限度規(guī)定的指導(dǎo)文件,并在歐盟內(nèi)正式實施。目前,各國藥典收載的金屬離子與重金屬檢查法仍多采用目視比色法進行半定量測定,這些經(jīng)典方法存在專屬性差、靈敏度低、操作繁瑣、使用有毒試劑等缺點,也無法對藥物中的金屬雜質(zhì)進行整體考察,因此有必要引入更加先進、更加便捷的替代方法。美國藥典在其擬新增附錄<233>金屬雜質(zhì)檢查法的征求稿中推薦了兩種儀器方法,即電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)和電感耦合等離子體-質(zhì)譜法(ICP-MS)。ICP-AES具有檢出限低、準(zhǔn)確度高、動態(tài)線性范圍寬且多種元素同時測定等優(yōu)點,在無機物分析方面具有一定的競爭力,已廣泛應(yīng)用于化工、地質(zhì)、材料、環(huán)境及生物樣品等諸多領(lǐng)域本文以碘海醇為研究對象,首次建立了ICP-AES測定化學(xué)原料藥中19種金屬雜質(zhì)的通用方法,其中鉑、鈀、銥、銠、釕、鉬、鎳、鉻、釩、銅、錳、鐵、鋅等13種均為歐洲藥品局規(guī)定的第一、二、三類金屬催化劑或金屬試劑2實驗部分2.1標(biāo)準(zhǔn)原料及儀器iCAP6300型全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國Thermo公司);A10型純水系統(tǒng)(美國Millipore公司)。鉑、鈀、銻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度均為0.100g·L碘海醇原料共8批(挪威GEHealthcareAS公司,批號:11003075、11005927、11017780、11032686、11162113、11177006、11177011、11182129)。實驗所用玻璃儀器使用前均用20%硝酸溶液浸泡過夜,并用去離子水沖洗干凈。實驗用水為去離子水(電阻率為18.2MΩ·cm)2.2實驗方法2.2.1等離子體觀測模式采用3個系統(tǒng)分別測定,其中系統(tǒng)1包括鉑、鈀、銥、銠、釕、鋁、錫等7個元素,系統(tǒng)2包括鉬、鎳、鉻、銅、錳、鐵、銻、鍶等8個元素,系統(tǒng)3包括釩、鋅、銀、鈷等4個元素。各元素的發(fā)射譜線見表1,等離子觀測模式除鍶為垂直觀測外,其余元素均為水平觀測,分析最大積分時間為短波15s和長波5s,扣除背景方式均為自動。等離子體的射頻功率1250W,輔助氣流量0.50L/min,霧化器氣體流量0.50L/min,驅(qū)氣量一般;沖洗泵速100r/min,樣品沖洗時間30s,泵穩(wěn)定時間5s,分析泵速50r/min。2.2.2單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制準(zhǔn)確量取鉑、鈀、銥、銠、釕、鋁、錫單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各適量,用去離子水稀釋制成每毫升中含鉑、鈀、銥、銠、釕均4μg,含鋁、錫均20μg的混合溶液,作為系統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液;準(zhǔn)確量取鉬、鎳、鉻、銅、錳、鐵、銻、鍶單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各適量,用去離子水稀釋制成每毫升中含鉬、鎳、鉻、銻均10μg,含銅、錳、鐵、鍶均20μg的混合溶液,作為系統(tǒng)二標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液;準(zhǔn)確量取釩、鋅、銀、鈷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各適量,用去離子水稀釋制成每毫升中含釩10μg,含鋅、銀、鈷均20μg的混合溶液,作為系統(tǒng)3標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液。2.2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度準(zhǔn)確量取2.2.2項下的各系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液適量,用去離子水分別稀釋400、40倍和20倍,作為3個系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)、(2)、(3),各元素濃度見表1,標(biāo)準(zhǔn)溶液(2)的濃度與金屬雜質(zhì)的限度相對應(yīng);以去離子水為標(biāo)準(zhǔn)空白溶液。2.2.4樣品溶液的制備取碘海醇約0.2g,準(zhǔn)確稱定,加去離子水溶解并稀釋至20mL容量瓶中,搖勻,即得。以去離子水為樣品空白溶液。2.2.5測量按照選定的儀器工作參數(shù),采用3個系統(tǒng)分別測定,繪制各元素的校準(zhǔn)曲線,根據(jù)校準(zhǔn)曲線計算出樣品中各金屬雜質(zhì)的含量。3結(jié)果與討論3.1方法及實驗過程取去離子水與各金屬雜質(zhì)的高濃度單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進樣,在各元素儀器推薦的譜線處讀數(shù),記錄子陣列圖。根據(jù)譜線子陣列圖無光譜干擾、譜線對應(yīng)檢出限低者優(yōu)先、譜線信背比強者優(yōu)先、譜線響應(yīng)值高者優(yōu)先的先后原則,為19種元素篩選出37條譜線,除釩外的每種元素均包括一條首選譜線和備選譜線。制備19種元素的單標(biāo)溶液,濃度與標(biāo)準(zhǔn)溶液(3)一致,分別進樣,觀察各元素單標(biāo)溶液在其他元素譜線處的響應(yīng)值和子陣列圖。如果基本無響應(yīng)且相應(yīng)子陣列圖亦顯示無干擾,則認(rèn)為該單標(biāo)溶液主元素對考察的其他元素?zé)o干擾,兩者可在同一系統(tǒng)中測定;如果響應(yīng)值較大或相應(yīng)子陣列圖顯示干擾,則認(rèn)為存在干擾,此時兩者需在不同系統(tǒng)中分別測定。經(jīng)實驗,根據(jù)相互干擾元素放入不同系統(tǒng)的原則,同時考慮到某些元素標(biāo)準(zhǔn)溶液采用鹽酸溶液為介質(zhì),而銀離子不宜與氯離子共存,最終將19種元素分配至2.2.1項下的3個系統(tǒng)中。部分相互干擾元素譜線的子陣列圖見圖1。采用3個系統(tǒng)分別進行樣品測定和加標(biāo)回收實驗。根據(jù)樣品溶液對譜線子陣列圖無干擾和譜線對應(yīng)的加標(biāo)回收率結(jié)果,最終確定了表1中的19種金屬雜質(zhì)發(fā)射譜線。3.2觀測方法選取等離子體的觀測模式通常有兩種,即水平觀測和垂直觀測,也可稱為軸向觀測和徑向觀測,前者的靈敏度大大高于后者,但基線噪音亦同時增大。為提高檢測靈敏度,19種金屬雜質(zhì)均首選水平觀測模式。但由于鍶的靈敏度很高,溶液濃度過大時,水平觀測可能出現(xiàn)信號飽和現(xiàn)象,故改用垂直觀測模式,對應(yīng)的檢出限為0.03μg/g,完全滿足測定要求。3.3最佳實驗參數(shù)的確定對射頻功率、輔助氣流量、霧化器氣體流量、驅(qū)氣量、分析泵速等參數(shù)進行優(yōu)化,具體方法為對需優(yōu)化的某一參數(shù)設(shè)定不同值,其余參數(shù)均保持恒定,取2.2.3項下的標(biāo)準(zhǔn)溶液(3)分別測定,分析比較各元素的響應(yīng)值,得到最佳的實驗參數(shù)。3.3.1射頻功率的確定分別設(shè)定射頻功率為750、950、1050、1150、1250、1350W,結(jié)果各元素譜線的響應(yīng)值均隨射頻功率增大而不斷增大,本文采用1250W的射頻功率。3.3.2輔助氣流量設(shè)計分別考察了0.5、1.0、1.5L/min等流量值,結(jié)果各元素譜線的響應(yīng)值均隨流量增大而不斷降低,本文設(shè)定輔助氣流量為0.50L/min。3.3.3霧化器氣體流量分別考察了0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00L/min等流量值,結(jié)果當(dāng)流量為0.50L/min時,除元素鍶外,其余元素譜線的響應(yīng)值均達到最大值,故本文采用0.50L/min的霧化器氣體流量。3.3.4大量驅(qū)氣模式的靈敏度驅(qū)氣量通常采用一般和大量兩種模式,對于低波長的元素,大量驅(qū)氣模式能夠獲得更高的靈敏度。結(jié)果表明,驅(qū)氣量大小對各元素譜線的響應(yīng)值影響各異,其中絕大多數(shù)譜線為一般驅(qū)氣強于大量驅(qū)氣,本文采用一般驅(qū)氣模式。3.3.5泵速對各元素譜線響應(yīng)值的影響將泵速分別設(shè)定為25、40、50、60、75、100r/min,結(jié)果表明,泵速對各元素譜線響應(yīng)值的影響均較小,泵速達到50r/min后響應(yīng)值基本達到平臺,故本文設(shè)定分析泵速為50r/min。3.4測定含量的測定結(jié)果共測定了8批碘海醇樣品,各金屬雜質(zhì)的含量結(jié)果見表2。由表2可以看出,8批碘海醇樣品均無明顯的金屬雜質(zhì)殘留,可以客觀的反映出該品種的金屬雜質(zhì)水平。3.5方法研究3.5.1線性實驗取2.2.3項下各系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別測定,計算各元素的發(fā)射強度對濃度的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù),后者均大于0.9992。3.5.2加標(biāo)回收試驗取供試品10份,每份約0.2g,準(zhǔn)確稱定,分別加適量去離子水溶解,其中2份準(zhǔn)確加入2.2.2項下的標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液0.25mL,6份加入0.5mL,2份加入0.75mL,用去離子水定容至20mL容量瓶中,搖勻,作為加標(biāo)回收溶液(1)、(2)、(3),分別相當(dāng)于各金屬雜質(zhì)限度濃度的50%、100%和150%。各金屬雜質(zhì)的加標(biāo)回收率結(jié)果見表3。3.5.3方法的精密度試驗取3.5.2項下的1份加標(biāo)回收溶液(2),連續(xù)測定6次,計算各元素測得濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果見表4,表明方法的精密度良好。3.5.4方法的可重復(fù)性取3.5.2項下的6份加標(biāo)回收溶液(2),分別測定,根據(jù)各元素的加標(biāo)回收率計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果見表4,表明方法具有良好的可重復(fù)性。3.5.5最低檢出濃度取樣品空白溶液,連續(xù)測定20次,由測得濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍計算各元素的最低檢出濃度。根據(jù)樣品的稱重和稀釋倍數(shù)計算出各金屬雜質(zhì)的檢出限,結(jié)果見表4,表明方法完全滿足測定的要求。3.6溶液酸度對各元素含量譜線響應(yīng)值的影響以濃度為0%、1%、2%、5%、10%的硝酸溶液為溶劑,分別制備2.2.3項下的標(biāo)準(zhǔn)溶液(2),依次測定,比較各元素在不同酸度溶劑中響應(yīng)值的大小。結(jié)果表明,溶液酸度對各元素譜線響應(yīng)值的影響各不相同,溶液酸度過大時會對響應(yīng)值產(chǎn)