磷酸蒸餾-離子色譜法測(cè)定藥物中的氰根總量

欒紹嶸,劉鵬宇,張芳芳,SOLANGE Muhayimana,倪力軍?

(1.華東理工大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院,上海200237; 2.賽默飛世爾科技(中國)有限公司,上海201203;3.華東理工大學(xué) 藥學(xué)院,上海200237)

氰化物作為劇毒物質(zhì),不僅對(duì)人類的生理系統(tǒng)產(chǎn)生極端的毒性[1],而且在冶金、醫(yī)藥、電鍍、橡膠和農(nóng)藥等領(lǐng)域所引起的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重[2-6]。許多藥物在合成過程中需要用到含氰化物的原料,或者工藝生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生少量氰化物,為了對(duì)藥物中的氰化物進(jìn)行監(jiān)控,避免對(duì)人類的身體健康造成危害,亟需建立一種快速、簡便的測(cè)定藥物中痕量氰化物的分析方法。

氰化物的檢測(cè)方法主要有異煙酸-吡唑啉酮分光光度法[7]、氣相色譜法[8]、液相色譜法[9]、熒光光譜法[10]、流動(dòng)注射分析法[11]和極譜法[12]等。中國藥典2015版采用紫外分光光度法對(duì)氰化物進(jìn)行半定量測(cè)定,美國藥典則采用普魯士藍(lán)法對(duì)氰化物進(jìn)行定性。這些方法均存在干擾多、操作復(fù)雜、檢出限低、分析成本高以及設(shè)備操作要求高等缺點(diǎn)[13]。離子色譜法具有操作簡單、快速簡便、靈敏度高以及選擇性好等優(yōu)點(diǎn),是化工、環(huán)境、能源、制藥行業(yè)樣品中分析陰、陽離子的重要手段[14-16]。對(duì)于電導(dǎo)檢測(cè)器,氰根離子在抑制器上反應(yīng)生成弱解離的易揮發(fā)的氫氰酸,其電導(dǎo)值低以致無法檢測(cè)[17]。ROCKLIN[18]首次報(bào)道采用電化學(xué)檢測(cè)器和銀電極檢測(cè)氰化物,提高了選擇性和靈敏度,并廣泛用于食品[19]、廢水[20]、飲用水[21-22]、固體廢棄物[23]和制藥[24]等領(lǐng)域。

目前,復(fù)雜基體藥物中的基體對(duì)氰根的檢測(cè)存在很大的干擾,導(dǎo)致基線不穩(wěn)定,氰根的檢出限高,達(dá)不到制藥行業(yè)的高要求,這是亟待解決的一個(gè)大問題。本工作通過向藥物水溶液中加入磷酸,加熱蒸餾,將氰根以氰化氫的形式蒸出,經(jīng)過冷凝并被氫氧化鈉溶液吸收后,采用離子色譜-安培檢測(cè)器法測(cè)定溶液中氰根(CN－)的含量,從而得到原藥物樣品中的氰根含量。該方法有效避免了基體對(duì)待測(cè)物的影響,靈敏度高,結(jié)果滿意,能夠滿足制藥行業(yè)對(duì)藥物中氰根的檢測(cè)要求。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

ICS 6000型離子色譜儀,配AS-AP自動(dòng)進(jìn)樣器、安培檢測(cè)器和Chromeleon 7.2色譜工作站;以Ag電極為工作電極,以Ag/AgCl為參比電極;Milli-Q型超純水機(jī);AL 204型分析天平;YH型電加熱器;On Guard RP前處理柱。

氰根標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:1 000 mg·L－1,介質(zhì)為水。

氰根標(biāo)準(zhǔn)溶液系列:分別移取氰根標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液2.5,5.0,12.5,25μL于25 mL容量瓶中,用水定容,混合均勻,配制成0.1,0.2,0.5,1.0 mg·L－1的氰根標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。再移取0.2,0.5 mg·L－1的氰根標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mL,用水稀釋至10.0 mL,配制成0.02,0.05 mg·L－1的氰根標(biāo)準(zhǔn)溶液。

50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)氫氧化鈉溶液為優(yōu)級(jí)純;磷酸為分析純;試驗(yàn)用水為超純水。

待測(cè)藥品的主要成分為氯化鈉、氯化鉀、無水葡萄糖和枸櫞酸鈉;4批藥品的批號(hào)為1701、1702、1703和1704,均來自生產(chǎn)企業(yè)。

1.2 色譜條件

IonPac AS11-HC陰離子色譜柱(250 mm×4 mm);IonPac AG11-HC陰離子保護(hù)柱(50 mm×4 mm);進(jìn)樣量為25μL;流量為1.0 mL·min－1;柱溫箱的溫度為30℃;流動(dòng)相為4 mmol·L－1的氫氧化鈉溶液,等度洗脫。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取樣品0.5 g于250 mL三口燒瓶中,加入50 mL水,迅速加入1 mL磷酸,立即蓋好瓶塞,進(jìn)行加熱蒸餾,所得氣體用5 mL的20 mmol·L－1氫氧化鈉溶液吸收,將吸收液用水定容至25 mL容量瓶中,得到待測(cè)溶液,按照色譜條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理方式的選擇

批號(hào)為1701的藥品樣品經(jīng)過不同前處理方式得到的色譜圖見圖1。通過與空白溶劑和20 mmol·L－1氫氧化鈉溶液溶解后加On Guard RP前處理柱處理后進(jìn)樣后得到的色譜圖對(duì)比可知:在此條件下,氰根沒有受到高鹽基體的干擾,噪聲低、靈敏度高,能夠用于實(shí)際復(fù)雜基體藥物中氰根的分析。兩種處理方式所得結(jié)果的不同是因?yàn)闃悠分泻写罅康穆入x子,雖然經(jīng)On Guard RP前處理柱處理后可以除去大分子有機(jī)物基體,但大量氯離子的存在對(duì)氰根的測(cè)定存在干擾。經(jīng)過酸蒸后,樣品中的氯轉(zhuǎn)化成鹽酸,由于鹽酸的沸點(diǎn)比氫氰酸高,所以,在95℃下不會(huì)被蒸出來,因此不會(huì)干擾已蒸出的氰根的測(cè)定。

2.2 酸蒸條件的選擇

2.2.1 無機(jī)酸的種類

無機(jī)酸的作用是提供酸性環(huán)境,將氰根轉(zhuǎn)化為氰化氫。因此,不能選擇揮發(fā)性酸,而硫酸和硝酸的酸性太強(qiáng),不容易控制溶液的酸度。綜合考慮,試驗(yàn)選擇中等強(qiáng)度酸性的磷酸。

圖1 不同前處理方法得到批號(hào)為1701樣品中氰根的色譜圖Fig.1 Chromatograms of CN－in the 1701 sample was obtained by different pretreatment methods

2.2.2 蒸餾溫度

試驗(yàn)考察了蒸餾溫度分別為80,90,95,100℃時(shí)對(duì)餾出液速率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)蒸餾溫度為80,90℃時(shí),由于沒有達(dá)到水的沸點(diǎn),水蒸氣在甁壁上冷凝,沒有冷凝液流出;當(dāng)蒸餾溫度為100℃時(shí),餾出速率較高,不利于氰根的吸收;當(dāng)蒸餾溫度為95℃時(shí),不僅能維持合適的蒸餾速率(2～4 mL·min－1),而且氰根的蒸出和吸收比較完全。

2.2.3 餾出液體積

以批號(hào)為1701的藥品樣品為研究對(duì)象,試驗(yàn)考察了餾出體積分別為15,20,30 mL時(shí)對(duì)氰根回收率的影響,結(jié)果見表1。

表1 不同餾出液體積下樣品中氰根的回收率Tab.1 Recoveries of CN－in the sample under different distillation volumes

由表1可知:當(dāng)餾出液體積為15 mL時(shí),氰根的回收率較低,未能完全蒸出;當(dāng)餾出液體積為20 mL和30 mL時(shí),樣品溶液中的氰根能夠被完全蒸出。從節(jié)約時(shí)間和成本的角度考慮,試驗(yàn)選擇餾出液的體積為20 mL。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和測(cè)定下限

按照色譜條件對(duì)氰根標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測(cè)定,以氰根的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),與其對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明:氰根的質(zhì)量濃度在0.02～1.0 mg·L－1內(nèi)與其對(duì)應(yīng)的峰面積之間呈線性關(guān)系,線性回歸方程為y＝8.028x－0.006,相關(guān)系數(shù)為0.999 7。

以3倍信噪比和10倍信噪比計(jì)算方法的檢出限(3S/N)和測(cè)定下限(10S/N),結(jié)果分別為0.004,0.014 mg·L－1,實(shí)際樣品的檢出限為0.010μg·g－1。

2.4 精密度和回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)實(shí)際藥品樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),每個(gè)加標(biāo)樣品平行測(cè)定6次,計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n＝6)Tab.2 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

由表2可知:氰根的回收率為100%～102%,測(cè)定值的RSD為1.0%～2.1%,表明該方法準(zhǔn)確度高,重復(fù)性好,能夠滿足復(fù)雜基體藥物中氰根的分析需求。

2.5 實(shí)際樣品的測(cè)定

按照試驗(yàn)方法對(duì)批號(hào)分別為1701、1702、1703、1704的4批藥品樣品進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn):4批藥品樣品中氰根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.12,9.56,0.105,3.24μg·g－1。

本工作建立了磷酸蒸餾-離子色譜法測(cè)定藥品樣品中氰根總量的方法。藥物樣品在加入磷酸的條件下,加熱蒸餾,氰根以氰化氫的形式被氫氧化鈉溶液吸收后,采用離子色譜法進(jìn)行測(cè)定。與中國藥典2015版中所采用的3種氰化物檢查法相比,該方法靈敏度高、精密度和重復(fù)性好,定量準(zhǔn)確度高,用于實(shí)際樣品分析,結(jié)果非常滿意。磷酸蒸餾和離子色譜法相結(jié)合有效解決了復(fù)配藥物中復(fù)雜有機(jī)和無機(jī)基體的干擾,可為復(fù)配藥物中氰根的測(cè)定提供新方法和新思路。