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安捷伦:杜绝假阳性结果是药物重金属检测要点

仪器信息网 2020/02/10 11:10:11 点击 1277 次
[导读] 仪器信息网特别策划了“药物重金属检测技术最新进展”专题,并邀请到安捷伦资深原子光谱应用专家赵志飞就药物重金属检测相关问题发表看法。

药品成分以及生产过程比较复杂,各个环节均有可能引入重金属。而重金属等杂质不仅会影响药物的稳定性,更会对药品服用者的健康造成威胁,所以药物重金属检测至关重要。我国对药物生产具有明确规定,对药物重金属的检测同样制定了严格的工作制度和规定。而采用更为高效的技术与方法检验样品中的重金属成为备受关注的热点。

为帮助制药行业用户梳理药物重金属及元素杂质的检测及分析方法,仪器信息网特别策划了药物重金属检测技术最新进展专题,并邀请到安捷伦资深原子光谱应用专家赵志飞就药物重金属检测相关问题发表看法。 

赵志飞 照片.jpg

赵志飞 安捷伦资深原子光谱应用专家

赵志飞,安捷伦资深原子光谱应用专家。常年专注于制药重金属检测等领域应用技术工作。拥有超过10年原子光谱应用方法开发经验,擅长ICP-MS, ICP-OES等元素分析仪器技术支持工作。

仪器信息网:请您谈一下药物重金属检测分析的目的和意义?

赵志飞:纯粹从元素分类意义上讲,重金属是指密度大于4.5g/cm3以上的金属元素,如铜、铅、锌、镍、钴、锑、汞、镉等;其中部分重金属元素进入人体后,干扰人体正常的生理功能,甚至危害人体健康,所以多数国家的药典中严格控制重金属元素的含量。

从分析方法上讲,重金属检测指在实验条件下能与硫代乙酰胺或硫化钠试液作用而显色的金属杂质,如银、铅、汞、铜、镉、铋、锑、锡、镍、锌等。

部分重金属可以影响药物的安全性,特殊药物中重金属会影响药物的稳定性,所以须严格控制重金属在药物中的含量。例如,药品在生产过程中引入铅的机会较多,并且铅易在机体内蓄积而引起中毒,所以药典检测重金属多以标准铅溶液和硫代试剂作为对照液测定重金属。

仪器信息网:药物重金属检测技术手段有哪些?

赵志飞:药物重金属检测从大类上可以分为:比色法,光谱法和电感耦合等离子体质谱法三种。

比色法以硫代乙酰胺或硫化钠为显色剂,不同浓度的重金属和显色剂生成黄色到棕黑色的硫化物混悬液,与一定量的标准铅溶液在相同条件下反应生成的有色混悬液比色,两者对比可确定浓度范围。严格意义上讲,比色法为半定量分析方法,且颜色的比较存在主观人为偏差。 

光谱法又可分为原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法,各金属元素因原子结构的不同都有特征的原子谱线;特定分析条件下溶液中金属元素浓度和发射出的特征谱线强度正相关,以此原理检测的手段称为电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)。

2 Agilent 5800 ICP-OES.png

Agilent 5800 ICP-OES

溶液中金属元素的基态原子对其特征谱线具有吸收,特征谱线的吸光度的变化和元素含量正相关,以此为原理的检测手段称为原子吸收光谱法(AAS)。

3 原子吸收光谱仪系列:Agilent AA Duo.png

原子吸收光谱仪系列:Agilent AA Duo

电感耦合等离子体质谱法简称ICP-MS,以电感耦合等离子体为离子源,质谱为检测系统。各元素因原子组成不同,每个元素都有特征的质荷比(m/z),是为ICP-MS定性分析的基础;待测元素含量在溶液中的浓度和ICP-MS中检测出的元素信号强度正相关,是为ICP-MS定量分析的依据。 

4 三重四极杆ICPMS Agilent 8900 ICP-MS MS.png

三重四极杆ICPMS: Agilent 8900 ICP-MS/MS

《中国药典》对上述三种方法都有收录。从上述介绍中可以看出比色法是不同重金属总量的检测手段,不能给出各个重金属元素的详细信息,光谱法和质谱法可以对不同金属元素进行特异性分析,结果以单个元素的浓度表示。随着人们对不同重金属毒性的认识深入,更多的数据表明不同的金属元素毒性差别很大,药物分析更需要了解各个金属元素的含量,而不是重金属总量的单一信息,从而对每个元素的安全性分别进行评估。因此,传统意义上的“重金属分析”开始转变名称为“元素杂质分析”,检测手段上,传统的比色法正逐渐向定性和定量能力更强的ICP-OES和ICP-MS技术转变。

Agilent 7800 电感耦合等离子体质谱仪.jpg

Agilent 7800 电感耦合等离子体质谱仪

仪器信息网:当下,药物元素杂质检测的要点和难点有哪些?

赵志飞:药物元素杂质检测可以归为限量检测,药品中元素杂质只要低于限量规定即为合格,采用特异性较强的分析手段,具备安全且、效率高的消除干扰技术,杜绝假阳性结果的出现是药物元素杂质检测的要点;个别类型药物中元素杂质限量较低,比如注射剂中Al元素要求小于25ppb,检测仪器的灵敏度和检出限同样非常重要。

按照元素性质来讲,药物中元素杂质的检测难点在于汞(Hg)元素的分析,汞元素样品前处理时易挥发,样品处理后容易吸附,检测时记忆效应严重,每一个步骤都会对汞元素的准确测定产生比较大的影响,因此,汞元素是所有元素杂质中较难准确检测的一个元素。按照分析方法的不同分类,原子吸收分析效率较低,药典标准更新后分析的元素杂质数量变多,提高分析方法效率是原子吸收分析方法的难点;电感耦合等离子体发射光谱法元素谱线较多,去除样品基体谱线背景、其它元素谱线干扰是ICP-OES的难点;电感耦合等离子体质谱法灵敏度高但是基体耐受性不如前两个方法,保证灵敏度的同时提高基体耐受性,改善不同基体下仪器信号稳定性是ICP-MS分析的难点。

仪器信息网:针对不同类型药物(按原料类型或者剂型分类)的元素杂质检测有哪些异同?

赵志飞:除了上述药物元素杂质检测的共性难点外,不同剂型的药物因其主要成分的差异以及外在形态的不同元素杂质分析时也存在一些差异;比如固态的口服制剂和溶液态的注射剂样品前处理可以完全不同,固态的口服制剂需要使用强无机酸消解(一般推荐密闭微波消解)成为澄清透明的溶液态才能上仪器进行分析,注射剂则可以选择直接进样检测;同样是注射剂型如果溶剂为生理盐水对仪器耐盐性要求较高,如果是葡萄糖注射剂对仪器耐有机性能要求较高,如果是脂肪乳类有机成分直接分析,仪器根据情况还需要配置有机进样系统。

仪器信息网:哪些类别的重金属是药物检测分析的重点?

赵志飞:根据ICH Q3D对元素杂质的分类,元素因其毒性以及在药品中出现的可能性将常见检测元素分为4大类34个元素: 4个1类元素,3 个2A类元素,10个2B类元素,7个3类元素,10个其它元素。其中1类元素砷(As)、镉(Cd)、汞(Hg)和铅(Pb)是人体毒素且相比其它元素具有更强的毒性(PDE值更小),在药品生产中禁用或限制使用,是药品元素杂质检测的重点。

仪器信息网:安捷伦在药物元素杂质检测方面有哪些仪器或者产品组合?相比市场上同类产品,这些仪器或者产品组合有何亮点或者优势?

赵志飞:安捷伦作为领先的实验室解决方案供应商,在元素分析领域拥有从原子吸收(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、电感耦合等离子体串接质谱(ICP-MS/MS)全线无机产品。

对于药物元素杂质分析用户,安捷伦可以为中药用户提供药典推荐的AAS和ICP-MS的产品组合,为化药用户推荐ICP-OES和ICP-MS,药检院等制药法规制定和监管单位可以选择ICP-MS/MS保证分析数据的权威性;除了上述先进的仪器供应,安捷伦针对制药用户以及“ICH Q3D元素杂质分析法规”开发了方法建立和验证的现场支持服务,为制药用户在元素杂质分析检测能力上提供从无到有,从陌生到熟悉的完整解决方案。

安捷伦通过持续不断的研发投入,深入了解客户的需求以及对行业的洞察,可以为用户提供更具竞争力的技术产品。安捷伦针对原子吸收一次只能分析一种元素的限制开发了火焰快速序列技术,最快可以在2min内完成单个样品中10个元素的分析,大大提高了样品检测的效率。

安捷伦在市场上引领的“垂直炬管双向观测”技术的ICP-OES,在不降低灵敏度的基础上提高了ICP-OES的耐盐性,2019年精益求精在此基础上推出了具有智能化的新一代5800ICP-OES,具有自动光谱干扰鉴别、样品元素组分饼图、元素热图等智能工具,对于药品元素分析没有太多经验的分析人员,5800 ICP-OES的智能化可以为分析人员在方法开发的谱线选择,以及数据解读等方面提供全流程的协助。同时也提高样品分析的准确度,针对每一个样品提供更有效的质控数据。

安捷伦在ICP-MS市场一直引领着行业的技术革新,先后推出了对整个行业具有深刻影响的冷焰技术、碰撞反应池技术、耐高盐技术、串接质谱技术,具体到制药用户元素分析,安捷伦的He气碰撞技术已成为解决药品中As、Cr等具有质谱干扰元素的“金标准”;安捷伦耐高盐技术(HMI)将常规ICP-MS的耐盐性提高了10倍,轻松分析总盐分在3%以内的样品,现已成为大部分制药注射剂分析用户不可或缺的技术手段。

安捷伦优异的耐有机性能同样可以帮助到需要有机溶剂直接分析的用户;安捷伦串接ICPMS技术一经推出就成为复杂基体中消除元素干扰的首选利器,完全可以帮助各个行业用户在元素分析领域“扫清一切检测干扰”实现分析结果的“精准无忧”。

资料下载:

原子吸收法测定中药提取物中有毒有害元素Cu Pb Cd Hg As的残留量

简化药物的元素杂质分析的 QC 过程(适用于 ICP-OES)

阿司匹林中的元素杂质:使用 Agilent 5110 ICP-OES 验证 USP <232>/<233> 和 ICH Q3D

安捷伦 ICP-MS 参照美国药典草案方法测定药胶布中的元素杂质方法的验证测试

USP <232>/<233> 和 ICH Q3D 元素杂质分析:安捷伦 ICP-MS 解决方案


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