卡马西平中As检测方案(微波消解仪)

Anton Paar Multiwave 5000配备20SVT50转子消解含有稳定原料药的药物，根据ICH Q3D，USP <232>，<233>，Ph. Eur. 5.20进行元素杂质分析 Multiwave 5000配备20SVT50转子可消解高稳定性的药物化合物，如三环类药物成分，突显SmartVent技术的方便和安全性 1 简介 由于元素杂质不仅对患者构成毒理风险，而且还可能影响药品的质量和功效，因此元素杂质的分析在药物的开发和质量控制中起着重要的作用。 1.1 背景介绍 自2018年以来， ICP-OES或ICP-MS结合可靠的样品制备技术(如微波辅助密闭容器消解)，对于元素杂质的定量分析是必不可少的。 ICH(人用药品注册技术国际协调会议)指南Q3Dstep 4根据元素杂质的毒性和它们在药物中出现的可能性，将它们分为4类：1，2A，2B和3。对于每种元素和剂型，规定了口服、非口服或吸入的PDE(每日允许暴露)值。 特别关注的是一类无所不在的杂质，即所谓的“四大种”Cd、Pb、As和Hg， 以及2A类Co、V和Ni的金属。它们都有很强的毒性，因此具有最低的每日允许暴露值。对于这些元素，即使没有故意，也必须进行关于违反相应的每日允许暴露量可能性的风险分析。根据评估结果，必须确定合理的控制策略，管控涉及到从缺乏任何分析到定期研究，再到每批成品的常规 测试。 对于膳食补充剂， USP <2232>规定的限制完全符合ICHQ3D的要求和USP <2232>中描述的分析方法。欧洲药典委员会决定将ICHQ3D指南逐字翻译成欧洲药典第5.20章。 1.2 Multiwave 5000 SVT的应用 一些原料药API(活性药物成分)，如三环或四环类物质，是非常难消解的，因为它们的消解需要高温和-种能增加消解反应氧化电位的特殊化学物质。这些药物通常用于治疗抑郁症、躁郁症、焦虑症、强迫症和其他情绪障碍，但也对镇痛有效，因此用于治疗慢性疼痛和预防偏头痛。 Multiwave 5000配备20SVT50转子提供非常成熟的SmartVent技术。针对更高的压力和温度限制，可控的超压释放是克服高温的一种安全方便的方式，可以达到并保持250°℃的消解温度，以确保完全消解。SmartTemp传感器可快速、准确、非接触式测量内部温度，可靠地控制消解过程。 SVT50转子单次可消解多达20个样品，提供了无与伦比的效率。紧凑的容器设计无需任何工具即可使用，便于称重，清洗和操作， Multiwave5000转子20SVT50是高要求药物消解的理想配置。 为了验证20SVT50转子在元素杂质分析相关的样品制备方面的卓越适用性，我们选择了7种具有挑战性的药品(包括一种膳食补充剂)，这些药品涵盖了各种配方，因此也需要不同的处理方法才能成功消解： 枢复宁@：含有三环类API的产品，用于治疗化疗过程中的恶心和呕吐。 香胶囊：-种膳食补充剂，含64%的肉毒素酸。 强力霉素@200mg：广谱抗生素，属于含有四环素类的原料药。 米氮平45mg： 含有三环API的抗抑郁药。 黛力新：含有两个三环API的抗抑郁药。 ( 卡马西平400mg：含有三环API的产品，用于治疗癫痫和神经性疼痛以及双相情感障碍。 ) 阿米替林25mg：含有三环类API的抗抑郁和镇痛药。 枢复宁@、香胶囊和黛力新@需要完全消解后，进行评 估，其他药品根据 USP <233>在每种元素的J水平上加标(样品制备后的目标浓度)。为了评估这些标准，我们考虑了产品包装单张上所列的每日允许暴露值和最大日剂量。通过计算测定样品相对于理论值(未加标样品+加标值)的加样回收率来评价消解的性能。 重点放在“四大种”Cd、Pb、As和Hg上，因为它们的PDE水平最低。 2 仪器 图. 1： Multiwave 5000 with Rotor 20SVT50 所有的消解均在SVT50反应管中进行，使用Multiwave5000和20SVT50转子，主机配备SmartTemp温度测量和SmartVent检测，监测可能的泄压情况。 采用ICP-MS (Agilent7900)进行定量分析。 3 实验 3.1 样品 枢复宁 活性成分： 约含30%昂丹司琼 辅料： 明胶，甘露醇E421，天冬氨酸E951，4-羟基苯甲酸甲酯E217，含乙醇的草莓香精 香胶囊 活性成分： 约含64%乳香脂酸 辅料： 羟丙甲纤维素 强力霉素@200mg 活性成分： 约含38%盐酸多西环素 辅料： 乳糖，微晶纤维素，玉米淀粉，高分散二氧化硅，聚维酮，羧甲基淀粉钠，氢化蓖麻油， LMF专利蓝E132， 硬脂酸镁 米氮平@45mg 活性成分： 约含13%米氮平 辅料： 单水乳糖，纤维素粉，羧甲基淀粉钠，预处理玉米淀粉，高分散性二氧化硅，硬脂酸镁，羟丙甲纤维素，二氧化钛E171，巨醇6000 黛力新@ 活性成分： 总共大约8%盐酸氟哌噻唑和美利曲辛 药片核辅料： β-环糊精，单水乳糖，玉米淀粉，羟丙基纤维素，纤维素，交叉纤维素钠，滑石粉，植物基油，硬脂酸镁 药片壳辅料： 聚氯乙烯醇，巨醇3350，滑石粉，二氧化钛E171，红色素E127，靛蓝素E132， 巨醇6000 卡马西平@400mg 活性成分： 约含66%卡马西平 药片核辅料： 二氧化硅，乙基纤维素，纤维素，碱性丁基甲基丙烯酸共聚物，硬脂酸镁，焦糖钠，滑石粉 药片壳辅料： 羟丙醇，大甘油三酯羟基硬脂酸盐，氧化铁红E172，氧化铁黄E172，滑石粉，氧化钛E171 阿米替林@25mg 活性成分： 约含19%阿米替林 药片核辅料： 玉米淀粉，单水乳糖，胶体氢化硅，微晶纤维素，交联聚氰胺酮，交联聚氰胺钠，硬脂酸镁 药片壳辅料： 聚乙二醇401，欧巴代-OY-S-9470 棕红色(E172，E171) 上述成分和应用领域的信息基于相应包装单中的数据(截至2020-08奥地利注册)。 3.2 消解和加液程序 3.2.1 称样 强力霉素，米氮平，卡马西平和阿米替林，未加标，加标3个重复(n=3)。 USP<232>规定的所有口服剂型四种元素的限制如下： USP 232 规定的PDE限 值 口服剂型PDE[ug/day] Cd 5 Pb 5 As 15 Hg 30 表1：PDE 限值，口服剂型 每个药品的目标限值(ug/g)为每个元素日PDE限值除以各自的日最大剂量： 强力霉素 米氮平 卡马西平° 阿米替林 日最大剂量[片] 1.5 1 5 6 药片质量[mg] 526 347 605 132 日最大剂量[mg] 789 347 3025 792 目标限值[ug/g] Cd 6.34 14.4 1.65 6.31 Pb 6.34 14.4 1.65 6.31 As 19.0 43.2 4.96 18.9 Hg 38.0 86.5 9.92 37.9 表2：目标限值 各样品的称样量和消解后的稀释倍数也影响每种元素的J水平，相当于样品制备后目标元素的浓度。下表中，由于不同样品的稀释倍数不同，ICP测试的为最终稀释后的浓度。通过不同的稀释倍数(1：20到1：200)，来调整样品中单个元素的浓度，使之符合ICP上每种元素的相应测量范围。 强力霉素 米氮平° 卡马西平° 阿米替林 称样量 1片量 526mg 2片量 694 mg 1片量 605 mg 5片量 660 mg 对应称样量含有效成分量[mg] 200 90 400 125 消解后最终体积[mL] 30 30 30 30 Jlevel[ug/g] Cd 111 333 33.3 139 Pb 111 333 33.3 139 As 333 1000 100 417 Hg 667 2000 200 833 表 3： J Levels 为了达到上述J水平，在消解前分别在样品中添加10、20和200 mg/L的镉、铅、砷和汞的标准溶液。每个标准溶液用1000mg /L的原液通过10% HNO3稀释进行配制。 对所有样品的称样量(表3和表4)都进行了优化，以确保样品溶液中的API浓度达到最大，从而使未加标样品的元素含量达到检测限值。 枢复宁 香胶囊 黛力新° 称样量 9药片238 mg 1药片440 mg 5药片626 mg 对应称样量有效成分含量[mg] 72 280 53 表4：未加标样品的称样量 3.2.2 溶剂 HNOs： 65 %，超纯，默克公司 HCIO4： 70 %，超纯，默克公司 ( HF： 40%，超纯，默克公司 ) H2SO4：96 %，超纯，默克公司 为了完全消解，使用了表5中提到的不同的酸组合。因此， “Pharma，easy”程序针对只使用HNO3(含或不含HF)的消解，“Pharma， difficult"程序采用了含有HNO3，HClO4和HSO4的混酸，“Pharma，difficult_adapted"程序采用了HNO3/HClO4混合酸。(见3.3章)。 H2O*) HNO3 HCIO4 HF H2SO4 枢复宁@ - 5 - - 香胶囊 - 5 - - 强力霉素 1 8 - 0，5 米氮平 1 8 - 0.5 - 黛力新 - 8 2.5 0.5 一- 卡马西平 1 8 2.5 0.5**) - 阿米替林° 1 6 2.5 0.5 4 表5：试剂用量 *)未加标样品加入相应体积的水以达到相同的总体积(加标体积和水=1mL)。 **) 加HF和不加HF 为了避免生成PbSO4沉淀，最后加入H2SO4。 消化后加入1ml HCI进行稳定，特别是针对Hg。 加入样品、标准溶液和酸后，容器在室温下静置几分钟，使反应缓和下来。再盖上盖子，反应管插入转子中。将加载的转子放入微波腔体中，启动相应的温度程序。 3.3 温度程序 3.3.1 Pharma， easy 图.2： "Pharma， easy"温度程序 对于枢复宁@，香胶囊，多西环素@和米氮平@使用较低的保持温度的"Pharma，easy"消解程序即可消解完全获得透明和无色的溶液，在220℃的保持阶段，可以完成更多活性化合物的消解。 由于样品中存在难以消解的二氧化硅，二氧化钛或滑石粉，需要加入少量HF，才能完全消解。 3.3.2 Pharma， difficult 图.3："Pharma， difficult"温度程序 控温模式：“平均” 消解阿米替林@需要使用含HNO3，H2SO4， HCIO4 和HF的酸混组合的"Pharma， difficult"消解程序。 在150℃时， HNO3首先消解样品中活性成分。由于HSO4的沸点很高，因此可以在降低蒸汽压的情况下，将系统温度提高到250℃。HClO4主要作为配合酸使用，能在200℃以上提供更高的氧化电位(可消解阿米替林中非常稳定的有效成分)。由于辅料中有氢化硅，必须使用HF。. 3.3.3 Pharma， difficult adapted 使用“Pharma， difficult adapted"程序可完全消解黛力新@和卡马西平@，这个消解不需要使用HzSO4，最终保持温度为230℃而不是250°℃。 由于Pb2+会与H2SO4形成PbSO4沉淀，因此未使用H2SO4。在这些条件下，阿米替林@消解完后发现沉淀。Pb的加样回收率也偏低(铅的损失，见4.2.4章)。 3.3.4 优化的阿米替林消解程序 第3.3.2和3.3.3节中提到的消解程序，可完成大部分样品的消解(从惰性的无机样品到像糖和油脂这类高活性样品)。阿米替林@的成分个于上述样品范围中间，可以看出，优化后升温速率更快，消解相同的样品重量(5片)使用反应酸(6 mL HNO3、2.5 mL HClO4、0.5 mLHF和4 mL HzSO4)可以安全消解阿米替林。 由于消解时间对消解效果至关重要，可根据样品基质，逐步调整酸混合物来完成消解。 图.4：优化的阿米替林@消解程序 控温模式：“平均” 3.4 ICP-MS测试 所有元素均采用安捷伦7900(多调谐模式)、无碰撞/反应池(Cd、Hg、Pb)或氦作为碰撞气体(as)进行ICP-MS测定。测定前，用10% HNO和1%HCl的混合物稀释消解溶液(未加标样品1：20，卡马西平@1：50，阿米替林@，强力霉素@1：20和米氮平@1：500). 4 结果 4.1 运行数据 每次运行(图5到图8)的控制温度(所有管的平均温度)都严格遵循预设温度曲线。 4.1.1 Pharma， easy 图5："Pharma，easy"温度曲线 枢复宁@，，香胶囊，强力霉素，米氮平@ 4.1.2 Pharma， difficult 图.6："Pharma， difficult"温度曲线 阿米替林 4.1.3 Pharma， difficult_adapted 图7： “Pharma， difficult_adapted”温度曲线黛力新和卡马西平 4.1.4 优化的阿米替林°消解程序 图.8：“优化的阿米替林程序”温度曲线 在规定的条件下，所有样品都被完全消解(透明和无色的溶液)。初步测试表明，所有含有二氧化硅、氢化硅和/或二氧化钛和滑石粉(强力霉素@、米氮平@、黛力新@、卡马西平@和阿米替林@)的样品在不使用HF是有少许沉淀。 预试验结果显示，消解黛力新@时如果不使用HF，加入HzSO4采用"Pharma， difficult”程序，可以消解4片药，而5片药时需要加入0.5 mL HF才能完全消解。 4.2 加样回收率和相对标准偏差 图.9：所有样品回收率 图.10：所有样品的RSDs 测量结果均在USP<233>规定的限值范围内(回收率70%-150%，相对标准偏差RSD不超过20%)，测试结果非常完美(详见图9和10和表6-9)，平均回收率是Cd100%，Pb101%、As103%和Hg101%。平均RSD为Cd0.8%，Pb和As0.9%， Hg 1.0%。 ICP测定Cd， Pb、As和Hg元素的检出限(LOQs) 分别是0.01ug/L，0.05ug/L。 由于消解未加HF，卡马西平@的消解溶液中有较多的沉淀，比较了加标样品在加HF和不加HF消解的回收率。有沉淀的离心取等量的上清液进行分析。 测试结果显示，采用浸提或者全消解均能得到好的加样回收率(见表8)，此此其他样品也可使用浸提或者全消解的方式进行前处理由于所有未加标样品在ICP-MS中均未测出各元素的值，因此理论值与实际的加标值相等，以计算回收率 4.2.1 强力霉素 样品 Cd[ug/g] Pb [ug/g] As[ug/g] Hg[ug/g] 未加标 <0.01(LOQ) <0.06(LOQ) <0.06(LOQ) <0.06(LOQ) 测试值 6.30 6.26 19.06 38.26 理论值 6.24 6.28 18.76 38.58 回收率[%] 101.0 99.7 101.6 99.2 RSD [%] 1.7 0.6 0.6 1.2 表6：强力霉素的回收率和RSDs (n=3) 参考样品的称样量和稀释倍数，未加标样品中Cd的限值为0.01ug/g， Pb、As和Hg的限值为0.06ug/g，回收率在99.2~101.6%之间， RSD均小于等于1.7%。 4.2.2 米氮平 样品 Cd[ug/g] Pb[ug/g] As[ug/g] Hg[ug/g] 未加标 <0.01(LOQ) <0.04(LOQ) <0.04(LOQ) <0.04(LOQ) 测试值 14.28 14.36 45.06 90.56 理论值 14.18 14.34 43.68 88.70 回收率[%] 100.7 100.1 103.2 102.1 RSD [%] 0.6 0.8 1.2 0.9 表7：米氮平的回收率和RSDs(n=3) 参考未加标样品的称重称稀释率， Cd限值为0.01pg/g，其他元素为0.04pg/g。回收率在100.7%~103.2%之间， rsd均小于等于1.2%。 4.2.3 卡马西平 样品 Cd [ug/g] Pb[ug/g] As[ug/g] Hg [ug/g] 未加标 <0.01(LOQ) <0.05 (LOQ) <0.05(LOQ) <0.05(LOQ) 测试值 1.64 1.66 5.23 10.27 理论值 1.62 1.61 5.00 9.96 回收率[%1 101.4 102.6 104.6 103.2 RSD[%] 0.5 1.9 0.9 0.2 JHiy 测试值 1.64 1.69 5.16 10.19 理论值 1.62 1.62 5.00 9.98 回收率[%1 101.1 104.0 103.2 102.1 RSD [%] 0.6 0.3 1.0 0.7 表8：卡马西平的回收率和RSDs(n=3) 本品未加标样品Cd限值为0.01ug/g， Pb、As和Hg为0.05pg/g。 不加HF消解的回收率在101.4%~104.6%之间，加HF消解的回收率在101.1~104.0%之间。两种消解的RSD均小于或等于1.9%。因此，这两种消解均可满足要求。 4.2.4 阿米替林 样品 Cd[ug/g] Pb[ug/g] As [ug/g] Hg [ug/g] 未加标 <0.01(LOQ) <0.05(LOQ) <0.05(LOQ) <0.05(LOQ) 测试值 6.16 6.06 18.73 37.27 理论值 6.29 6.20 18.57 38.72 回收率[%] 98.0 97.7 100.9 96.3 RSD [%] 0.6 0.8 0.6 2.1 表9：阿米替林的回收率和RSDs(n=3) 未加标样品中Cd的LOQ为0.01pg/g， Pb、As、Hg的LOQ为0.05ug/g，加标回收率为96.3%~100.9%， RSD均小于或等于2.1%。 5 结论 Multiwave 5000配备20SVT50转子是一种强大的配置，用于快速可靠的消解高端苛刻的药品(例如，含有三环或四环原料药)。四种样品的回收率均在96.3%~104.6%之间， rsd<2.1%. 上述方法适用于七种不同的产品，可以可作为药品的典型应用参考。 Multiwave 5000提供了一个完全符合GMP要求的样品制备系统，根据所有法规要求(ICH， USP， Ph. Eur.)测定元素杂质。该仪器根据USP <1058>和GAMP 5提供了FDA 21CFR Part 11符合性软件和重要的药品资质文件。 Contact Anton Paar GmbH Tel： +43 316 257-0 asc@anton-paar.com|www.anton-paar.com EAN-Awww.anton-paar.com 由于元素杂质不仅对患者构成毒理风险，而且还可能影响药品的质量和功效，因此元素杂质的分析在药物的开发和质量控制中起着重要的作用。一些原料药API(活性药物成分)，如三环或四环类物质，是非常难消解的，因为它们的消解需要高温和一种能增加消解反应氧化电位的特殊化学物质。SVT50转子单次可消解多达20个样品，提供了无与伦比的效率。紧凑的容器设计无需任何工具即可使用，便于称重，清洗和操作，Multiwave5000转子20SVT50是高要求药物消解的理想配置。