电感耦合等离子体原子发射光谱法测定碘海醇中19种金属杂质

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定碘海醇中19种金属杂质

1金属离子检测药物中的金属杂质是一般称为重金属、硫酸钠和催化剂的总称。在药物合成和生产过程中，可以引入原料、催化剂、副产品、未反应的试剂、金属容器和管道，药物原有的金属残渣可以进一步添加到制剂中。这些金属杂质通常无治疗作用,基于药物安全性和质量控制的需要应当严格控制,欧洲药品局于2008年颁布了金属催化剂或金属试剂残留量限度规定的指导文件,并在欧盟内正式实施。目前,各国药典收载的金属离子与重金属检查法仍多采用目视比色法进行半定量测定,这些经典方法存在专属性差、灵敏度低、操作繁琐、使用有毒试剂等缺点,也无法对药物中的金属杂质进行整体考察,因此有必要引入更加先进、更加便捷的替代方法。美国药典在其拟新增附录<233>金属杂质检查法的征求稿中推荐了两种仪器方法,即电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)。ICP-AES具有检出限低、准确度高、动态线性范围宽且多种元素同时测定等优点,在无机物分析方面具有一定的竞争力,已广泛应用于化工、地质、材料、环境及生物样品等诸多领域本文以碘海醇为研究对象,首次建立了ICP-AES测定化学原料药中19种金属杂质的通用方法,其中铂、钯、铱、铑、钌、钼、镍、铬、钒、铜、锰、铁、锌等13种均为欧洲药品局规定的第一、二、三类金属催化剂或金属试剂2实验部分2.1标准原料及仪器iCAP6300型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Thermo公司);A10型纯水系统(美国Millipore公司)。铂、钯、锑单元素标准溶液(浓度均为0.100g·L碘海醇原料共8批(挪威GEHealthcareAS公司,批号:11003075、11005927、11017780、11032686、11162113、11177006、11177011、11182129)。实验所用玻璃仪器使用前均用20%硝酸溶液浸泡过夜,并用去离子水冲洗干净。实验用水为去离子水(电阻率为18.2MΩ·cm)2.2实验方法2.2.1等离子体观测模式采用3个系统分别测定,其中系统1包括铂、钯、铱、铑、钌、铝、锡等7个元素,系统2包括钼、镍、铬、铜、锰、铁、锑、锶等8个元素,系统3包括钒、锌、银、钴等4个元素。各元素的发射谱线见表1,等离子观测模式除锶为垂直观测外,其余元素均为水平观测,分析最大积分时间为短波15s和长波5s,扣除背景方式均为自动。等离子体的射频功率1250W,辅助气流量0.50L/min,雾化器气体流量0.50L/min,驱气量一般;冲洗泵速100r/min,样品冲洗时间30s,泵稳定时间5s,分析泵速50r/min。2.2.2单元素标准溶液的配制准确量取铂、钯、铱、铑、钌、铝、锡单元素标准溶液各适量,用去离子水稀释制成每毫升中含铂、钯、铱、铑、钌均4μg,含铝、锡均20μg的混合溶液,作为系统一标准贮备溶液;准确量取钼、镍、铬、铜、锰、铁、锑、锶单元素标准溶液各适量,用去离子水稀释制成每毫升中含钼、镍、铬、锑均10μg,含铜、锰、铁、锶均20μg的混合溶液,作为系统二标准贮备溶液;准确量取钒、锌、银、钴单元素标准溶液各适量,用去离子水稀释制成每毫升中含钒10μg,含锌、银、钴均20μg的混合溶液,作为系统3标准贮备溶液。2.2.3标准溶液的浓度准确量取2.2.2项下的各系统标准贮备溶液适量,用去离子水分别稀释400、40倍和20倍,作为3个系统的标准溶液(1)、(2)、(3),各元素浓度见表1,标准溶液(2)的浓度与金属杂质的限度相对应;以去离子水为标准空白溶液。2.2.4样品溶液的制备取碘海醇约0.2g,准确称定,加去离子水溶解并稀释至20mL容量瓶中,摇匀,即得。以去离子水为样品空白溶液。2.2.5测量按照选定的仪器工作参数,采用3个系统分别测定,绘制各元素的校准曲线,根据校准曲线计算出样品中各金属杂质的含量。3结果与讨论3.1方法及实验过程取去离子水与各金属杂质的高浓度单元素标准溶液分别进样,在各元素仪器推荐的谱线处读数,记录子阵列图。根据谱线子阵列图无光谱干扰、谱线对应检出限低者优先、谱线信背比强者优先、谱线响应值高者优先的先后原则,为19种元素筛选出37条谱线,除钒外的每种元素均包括一条首选谱线和备选谱线。制备19种元素的单标溶液,浓度与标准溶液(3)一致,分别进样,观察各元素单标溶液在其他元素谱线处的响应值和子阵列图。如果基本无响应且相应子阵列图亦显示无干扰,则认为该单标溶液主元素对考察的其他元素无干扰,两者可在同一系统中测定;如果响应值较大或相应子阵列图显示干扰,则认为存在干扰,此时两者需在不同系统中分别测定。经实验,根据相互干扰元素放入不同系统的原则,同时考虑到某些元素标准溶液采用盐酸溶液为介质,而银离子不宜与氯离子共存,最终将19种元素分配至2.2.1项下的3个系统中。部分相互干扰元素谱线的子阵列图见图1。采用3个系统分别进行样品测定和加标回收实验。根据样品溶液对谱线子阵列图无干扰和谱线对应的加标回收率结果,最终确定了表1中的19种金属杂质发射谱线。3.2观测方法选取等离子体的观测模式通常有两种,即水平观测和垂直观测,也可称为轴向观测和径向观测,前者的灵敏度大大高于后者,但基线噪音亦同时增大。为提高检测灵敏度,19种金属杂质均首选水平观测模式。但由于锶的灵敏度很高,溶液浓度过大时,水平观测可能出现信号饱和现象,故改用垂直观测模式,对应的检出限为0.03μg/g,完全满足测定要求。3.3最佳实验参数的确定对射频功率、辅助气流量、雾化器气体流量、驱气量、分析泵速等参数进行优化,具体方法为对需优化的某一参数设定不同值,其余参数均保持恒定,取2.2.3项下的标准溶液(3)分别测定,分析比较各元素的响应值,得到最佳的实验参数。3.3.1射频功率的确定分别设定射频功率为750、950、1050、1150、1250、1350W,结果各元素谱线的响应值均随射频功率增大而不断增大,本文采用1250W的射频功率。3.3.2辅助气流量设计分别考察了0.5、1.0、1.5L/min等流量值,结果各元素谱线的响应值均随流量增大而不断降低,本文设定辅助气流量为0.50L/min。3.3.3雾化器气体流量分别考察了0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00L/min等流量值,结果当流量为0.50L/min时,除元素锶外,其余元素谱线的响应值均达到最大值,故本文采用0.50L/min的雾化器气体流量。3.3.4大量驱气模式的灵敏度驱气量通常采用一般和大量两种模式,对于低波长的元素,大量驱气模式能够获得更高的灵敏度。结果表明,驱气量大小对各元素谱线的响应值影响各异,其中绝大多数谱线为一般驱气强于大量驱气,本文采用一般驱气模式。3.3.5泵速对各元素谱线响应值的影响将泵速分别设定为25、40、50、60、75、100r/min,结果表明,泵速对各元素谱线响应值的影响均较小,泵速达到50r/min后响应值基本达到平台,故本文设定分析泵速为50r/min。3.4测定含量的测定结果共测定了8批碘海醇样品,各金属杂质的含量结果见表2。由表2可以看出,8批碘海醇样品均无明显的金属杂质残留,可以客观的反映出该品种的金属杂质水平。3.5方法研究3.5.1线性实验取2.2.3项下各系统的标准溶液,分别测定,计算各元素的发射强度对浓度的线性回归方程和相关系数,后者均大于0.9992。3.5.2加标回收试验取供试品10份,每份约0.2g,准确称定,分别加适量去离子水溶解,其中2份准确加入2.2.2项下的标准贮备溶液0.25mL,6份加入0.5mL,2份加入0.75mL,用去离子水定容至20mL容量瓶中,摇匀,作为加标回收溶液(1)、(2)、(3),分别相当于各金属杂质限度浓度的50%、100%和150%。各金属杂质的加标回收率结果见表3。3.5.3方法的精密度试验取3.5.2项下的1份加标回收溶液(2),连续测定6次,计算各元素测得浓度的相对标准偏差,结果见表4,表明方法的精密度良好。3.5.4方法的可重复性取3.5.2项下的6份加标回收溶液(2),分别测定,根据各元素的加标回收率计算其相对标准偏差,结果见表4,表明方法具有良好的可重复性。3.5.5最低检出浓度取样品空白溶液,连续测定20次,由测得浓度标准偏差的3倍计算各元素的最低检出浓度。根据样品的称重和稀释倍数计算出各金属杂质的检出限,结果见表4,表明方法完全满足测定的要求。3.6溶液酸度对各元素含量谱线响应值的影响以浓度为0%、1%、2%、5%、10%的硝酸溶液为溶剂,分别制备2.2.3项下的标准溶液(2),依次测定,比较各元素在不同酸度溶剂中响应值的大小。结果表明,溶液酸度对各元素谱线响应值的影响各不相同,溶液酸度过大时会对响应值产