摘要：本文介紹了使用氦氣作為碰撞氣體的 Agilent 7500ce ICP-MS 對(duì)藥品的快速半定量元素分析的方法。在 He 加壓池中，消除了多原子干擾，實(shí)現(xiàn)了藥品中元素的快速半定量分析。半定量分析的結(jié)果中包括了通常受多原子干擾的元素，取自三個(gè)不同批次的藥品中得到的痕量金屬元素的結(jié)果與全定量分析結(jié)果吻合。本方法有可能成為制藥行業(yè)的快速分析工具。

引言藥品中雜質(zhì)的控制是目前制藥業(yè)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[1]。大多數(shù)藥品都要求不能含有無(wú)機(jī)雜質(zhì)。美國(guó)食品和藥品管理局（FDA）以及英國(guó)藥典（BP）強(qiáng)烈建議應(yīng)及時(shí)、全面地研究藥物的污染問(wèn)題。因此，建立一種快速篩選、檢測(cè)藥物中無(wú)機(jī)污染雜質(zhì)的方法是非常必要的。藥品中存在的雜質(zhì)可能與其活性成分、賦形劑或著色劑有關(guān)。污染也有可能來(lái)自于制造過(guò)程，比如去垢劑、潤(rùn)滑劑以及催化劑的殘留。許多情況下，生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及到混合/反應(yīng)容器、水、過(guò)濾器或其它設(shè)備的使用。這些環(huán)節(jié)中的任何一個(gè)沒(méi)有達(dá)到足夠潔凈的話，都有可能導(dǎo)致最終產(chǎn)品的無(wú)機(jī)元素污染。一種物質(zhì)中痕量元素的成分常被作為該未知樣品的指紋，它可以給出有關(guān)制造過(guò)程的信息。有證據(jù)表明，某些藥品中殘留的無(wú)機(jī)雜質(zhì)會(huì)明顯降低藥物的穩(wěn)定性和保質(zhì)期[1]。因此，用于快速評(píng)價(jià)藥物中無(wú)機(jī)雜質(zhì)的方法對(duì)于制藥業(yè)具有非常重要的意義，該方法可用于藥物的快速質(zhì)量控制和大量未知成分樣品的痕量元素分析。采用該方法快速檢測(cè)出藥品中存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)，為采取進(jìn)一步措施提供了依據(jù)。本研究中，采用具有氦模式碰撞/反應(yīng)池（CRC）的電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）技術(shù)，探討了半定量元素篩選分析的可行性。半定量分析已被證實(shí)，在沒(méi)有校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)品或有大量未知樣品需要快速篩選分析的情況下很有用[2–4]。然而，對(duì)于其在實(shí)際樣品分析中的的應(yīng)用卻很少有報(bào)道。反應(yīng)池技術(shù)的最新進(jìn)展表明，八級(jí)桿反應(yīng)池系統(tǒng)（ORS）具有通過(guò)控制氦碰撞模式的動(dòng)能歧視（KED）來(lái)消除多原子干擾的能力，因此可以對(duì)未知基體進(jìn)行比較準(zhǔn)確的半定量分析。本研究中，對(duì)藥物中的 29 種元素進(jìn)行了半定量掃描分析，同時(shí)做了定量分析進(jìn)行比較。

實(shí)驗(yàn)部分樣品制備本研究中，從不同生產(chǎn)批次的一種抗病毒中隨機(jī)抽取 6 個(gè)藥片。藥片用研缽研磨粉碎、混勻。準(zhǔn)確稱取大約 0.06 g 的混勻樣品，加入 4 mL 高純硝酸（Romil, 英國(guó)劍橋）和 2 mL 高純過(guò)氧化氫（Romil, 英國(guó)劍橋），進(jìn)行微波消解。微波消解程序?yàn)椋航?jīng) 10 min 將樣品從室溫加熱至 180 °C，保持 20 min，待冷卻后將消解液用去離子水補(bǔ)充至 30 g，該溶液直接用 ICP-MS 進(jìn)行元素測(cè)定。每次消解流程中都包括空白和質(zhì)控樣品。采用在 Aquacheck 能力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)工作中用的 Aquacheck 溶液對(duì)每次 ICP-MS 檢測(cè)的準(zhǔn)確度和精密度進(jìn)行獨(dú)立的質(zhì)量控制（QC），該溶液含有 2 ng/g[ppb]的 Cd 和 11 µg/g [ppm]的 Ca。

儀器設(shè)備采用 Multiwave 3000 型微波爐（Perkin Elmer, Beaconsfield, 英國(guó)）對(duì)樣品進(jìn)行消解，應(yīng)用 Agilent 7500ce 型碰撞/反應(yīng)池電感耦合等離子體質(zhì)譜（CRC-ICPMS）的氦模式進(jìn)行元素的半定量掃描分析。調(diào)諧條件見(jiàn)表 1。進(jìn)樣采用集成的樣品引入系統(tǒng)（ISIS），在分析和清洗過(guò)程中，霧化器泵速為 0.1 rps，以盡量減少樣品基體的組分對(duì)引入系統(tǒng)以及等離子體的過(guò)載。炬管配置的注入管直徑為 2.5 mm。采用不同氣體模式進(jìn)行元素的定量測(cè)量時(shí)，各模式的穩(wěn)定時(shí)間均為 30 sec。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量三次，每批次分析都包括一個(gè)質(zhì)控（QC）樣品。

氦模式半定量測(cè)定準(zhǔn)確的半定量測(cè)定，要求所有的元素應(yīng)該在相同條件下采集，以保證相鄰元素之間的響應(yīng)關(guān)系保持一致。Agilent 7500 ORS 通過(guò)對(duì)氦碰撞模式動(dòng)能歧視的嚴(yán)格控制，消除了多原子干擾，這種性能使設(shè)備能夠?qū)ξ粗獦悠分械亩喾N元素進(jìn)行準(zhǔn)確的半定量分析。氦是一種惰性氣體，其在反應(yīng)池中不會(huì)形成新的干擾，并且碰撞反應(yīng)也不會(huì)引起元素的損失，因此通過(guò)這種物理的“分子過(guò)濾"過(guò)程就可以消除等離子體中形成的干擾[2]。在氦模式中，多原子干擾因其粒徑大小不同而被排除。無(wú)論何種樣品基體，只要使用一組 ORS 參數(shù)即可。該方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，可對(duì)所有元素實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾分析（注意：對(duì)那些存在同質(zhì)異位素干擾的元素，必須選擇其無(wú)干擾同位素）。如表 1 所示，將儀器調(diào)諧到典型的耐用型等離子體條件。使用一個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)更新校準(zhǔn)全部質(zhì)量數(shù)范圍內(nèi)的可分析元素的半定量響應(yīng)因子，該校準(zhǔn)溶液以 10% HNO3(w/w)為基質(zhì)，含有 100 ppb的 Al, Ce, Cd, Co, Li, Tl, U 和 Y）。未被校準(zhǔn)的元素是通過(guò)校準(zhǔn)同位素之間的插入法來(lái)更新校準(zhǔn)的。ICP-MS 化學(xué)工作站能夠自動(dòng)完成該工作。半定量分析對(duì)校準(zhǔn)元素的數(shù)量沒(méi)有限制，增加校準(zhǔn)元素的數(shù)目，可以減少通過(guò)插入?yún)⒈韧凰刂g進(jìn)行校準(zhǔn)的元素的數(shù)目，因而改善了半定量分析的準(zhǔn)確度。在所有質(zhì)量范圍內(nèi)，使用一組典型的內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行內(nèi)標(biāo)校正。當(dāng)采用相似的積分時(shí)間時(shí)，氦半定量模式的靈敏度和全定量模式基本相同。本研究中沒(méi)有專門(mén)計(jì)算半定量模式的方法檢出限，該方法的檢出限可以用測(cè)量的半定量響應(yīng)因子以及低含量樣品的響應(yīng)值來(lái)估算。例如，圖 1 顯示的是一個(gè)樣品中 Cd 同位素的響應(yīng)。111Cd 的半定量校正響應(yīng)因子是 9960 cps/ppb，該樣品中 111Cd的響應(yīng)值是 41 cps（同位素?cái)M合良好），由此估算樣品溶液中的111Cd 濃度是 4.1 ppt (pg/g)?；诖?，保守地認(rèn)為半定量檢測(cè)模式中所有被測(cè)量元素的檢出限是 100 ppt (相當(dāng)于原始樣品中的50 ppb)。半定量采集參數(shù)見(jiàn)表 2.

全定量測(cè)定對(duì)照為了進(jìn)行比較，分別在標(biāo)準(zhǔn)模式（無(wú)反應(yīng)氣）、氦模式和氫模式下進(jìn)行了全定量分析。制備了多元素標(biāo)準(zhǔn)，采集繪制一條包含 5 個(gè)濃度點(diǎn)的校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)含下列元素：Al, As, Au, Ba, Be, Bi,Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Ge, Li, Mg, Mo, Nd, Ni, Pb, Pd, Pt, Rh, Ru,Se, Si, Sb, Sn, Sr, Te, Ti, Tl, V, Zn 和 Zr，用 1% HNO3 (w/w)配制成濃度從 1 ppb 到 2000 ppb 的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

結(jié)果和討論本研究分析了采自三個(gè)不同生產(chǎn)批次的 6 個(gè)抗病毒，得出了三個(gè)批次 B1, B2 和 B3 的樣品分析結(jié)果。圖 2 是分別采用氦模式半定量和全定量分析方法檢測(cè)的三批次藥物中痕量金屬元素含量的結(jié)果。將半定量和全定量模式檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行比較，各批次的結(jié)果具有良好的一致性。

需要強(qiáng)調(diào)的是，藥品中所分析的這一組元素包括 Co, Cr, Cu, Fe, Ni,V 和 Zn,所有這幾個(gè)元素的同位素都會(huì)受到復(fù)雜基體中的多原子重疊干擾。圖 3 是單次半定量分析獲得的全元素掃描質(zhì)譜圖，右下角的圖將包含 Ni、Cu、Zn 的區(qū)間進(jìn)行放大。該三元素均與預(yù)期同位素比值非常吻合，證明不存在多原子干擾。圖中也包括了藥品中檢測(cè)結(jié)果低于檢出限的那些元素。在制藥業(yè)中，了解藥物中低于檢出限的元素和其中的雜質(zhì)成分的信息同樣重要。內(nèi)部質(zhì)控認(rèn)證的結(jié)果表明，藥品中被分析元素的含量在合格濃度值的±30%內(nèi)，水溶液中的元素含量從低至 2 ppb 的 Cd，到超過(guò)11 ppm 的 Ca。

結(jié)論在制藥業(yè)中，對(duì)藥品中無(wú)機(jī)雜質(zhì)的控制非常重要，因此需要一種快速的元素檢測(cè)工具。本研究提供了一種采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)氦碰撞\反應(yīng)池技術(shù)（CRC）進(jìn)行元素半定量篩選分析的技術(shù)。半定量分析包括了那些通常易受多原子干擾的元素，三個(gè)不同生產(chǎn)批次的藥品中痕量金屬元素的半定量分析結(jié)果與用全定量分析得到的結(jié)果具有良好的一致性。研究表明氦模式半定量分析方法能有效排除多原子干擾，為實(shí)際的藥物篩選分析提供了一種快速的檢測(cè)方法。