離子色譜–抑制電導法同時測定聚乙二醇中7 種陰離子

王連棟，鄭秀瑾，張苗苗，張錦梅，梁晨，邵光印

(1.濟南市第二產品質量檢驗院，濟南 271100； 2.青島盛瀚色譜技術有限公司，山東青島 266101)

聚乙二醇(PEG)由環(huán)氧乙烷和水縮聚而成，分子式以HO(CH2CH2O)nH 表示，其中n 代表氧乙烯基的平均數。隨著聚合度增大，PEG 平均相對分子質量從200 增加至20 000，室溫下其物理狀態(tài)由液體過渡為膏狀、蠟狀固體［1］。PEG 易溶于水和有機溶劑，熱穩(wěn)定性好，且無毒無刺激，廣泛用于生物制藥、醫(yī)療器械等領域。2020 版藥典收載了7 種PEG藥用輔料，分別為PEG 300、PEG 400、PEG 600、PEG 1000、PEG 1500、PEG 4000、PEG 6000［2］。其中PEG 300、PEG 400 可供注射使用，PEG 4000、PEG 6000 為良好的包衣材料，可用于制備片劑、丸劑、膠囊劑、微囊劑等。除此之外，PEG 可修飾蛋白藥物，改善藥物在體內的半衰期及免疫原性［3–4］，也可用于制作骨水泥，改善骨水泥的骨傳導性、機械強度、生物相容性［5–6］。但該類產品中普遍存在有F–，CH3COO–，HCOO–，Cl–，，NO3–，等陰離子，這些雜質離子直接影響藥物純度水平和下游產品品質，因此對聚乙二醇中多種雜質陰離子的測定具有重要意義。

目前常用的陰離子測定方法主要有重量法、比色法、分光光度法［7］、離子選擇電極法［8］、離子色譜法［9–10］等。其中離子色譜法具有檢出限低、準確度高、前處理簡單等特點，可同時測定多組分，是陰離子分析的常用方法。張帆等［11］采用離子色譜法測定了聚乙二醇電解質制劑中Cl–。采用離子色譜法同時測定聚乙二醇中F–，CH3COO–，HCOO–，Cl–，，，7 種陰離子的分析方法目前未見報道。筆者采用SPE–C18前處理柱凈化聚乙二醇樣品，減少其粘性特質對色譜柱柱效的影響，建立了離子色譜–抑制電導法測定PEG 中7 種陰離子的方法。該方法可為產品質量控制提供有效的檢測手段，為優(yōu)化生產工藝、制定下游產品的質控指標，評估藥物雜質風險［12］提供科學依據。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

離 子 色 譜 儀：CIC–D150 型，配 有SHRF–10 KOH 淋洗液發(fā)生器、SH–AC–11 型陰離子交換柱及SHY–A–6 型抑制器，青島盛瀚色譜技術有限公司；

純水機：UPT–Ⅱ–20 L 型，四川優(yōu)普超純科技有限公司；

電子天平：Mettler Toledo AL–104型，感量為0.1 mg，梅特勒–托利多儀器(上海)有限公司；

SPE–C18前處理柱：SH IC–C18型，1 mL，青島盛瀚色譜技術有限公司；

尼龍濾膜：0.22 μm，天津市科億隆實驗設備有限公司；

NaF，CH3COONa，HCOONa，NaCl，NaNO2，NaNO3，Na2SO4：均為優(yōu)級純，北京國藥集團化學試劑有限公司；

甲醇：色譜純，德國默克公司；

聚乙二醇樣品：PEG 400，PEG 600，PEG 800，PEG 1500，PEG 4000，PEG 6000，由國內某廠商提供；

實驗用水為超純水，電阻率大于18.2 MΩ·cm。

1.2 溶液配制

7 種 陰 離 子 標 準 儲 備 溶 液：F–，CH3COO–，HCOO–，Cl–，，，的質量濃度均為1 000 mg／L，將NaF，CH3COONa，HCOONa，NaCl，NaNO3，Na2SO4于105℃下干燥2 h，NaNO2在干燥器中干燥24 h。分別稱取干燥后的上述7 種固體物質適量，分別加入超純水溶解，溶液轉移至100 mL容量瓶中，用超純水定容至標線，搖勻，將溶液轉移至聚乙烯瓶中，于4℃下保存。

7 種陰離子混合標準儲備溶液：F–，CH3COO–，HCOO–，Cl–，的質量濃度分別為0.200，1.000，0.300，0.300，0.500，1.000，1.000 mg／L，分 別 依 次 移 取F–，CH3COO–，HCOO–，Cl–，，，標 準 儲 備 溶 液0.02，0.10，0.03，0.03，0.05，0.10，0.10 mL，置于同一只100 mL 容量瓶中，用超純水定容至標線，搖勻。

7 種陰離子系列混合標準工作溶液：依次移取0.10，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 mL 混合標準儲備溶液，分別置于7 只10 mL 容量瓶中，用超純水定容至標線，搖勻，配制成系列混合標準工作溶液，各離子的質量濃度見表1。

表1 系列混合標準工作溶液中各離子的質量濃度 mg／L

1.3 儀器工作條件

色 譜 柱：SH–AC–11 型 陰 離 子 交 換 柱(250 mm×4.6 mm，10 μm，青島盛瀚色譜技術有限公司)，色譜柱溫度：35℃；電導池溫度：36℃；淋洗液：9 mmol／L KOH 溶液；洗脫方式：等度洗脫，流量為1.0 mL／min；抑制器電流：30 mA；進樣體積： 25 μL。

1.4 實驗方法

稱取約1 g 聚乙二醇樣品，用水溶解、稀釋并定容至100 mL，樣品溶液經SPE–C18前處理柱和0.22 μm 濾膜后，在1.3 儀器工作條件下進行測定。以保留時間定性，色譜峰面積外標法定量。

2 結果與討論

2.1 色譜柱選擇

分別考察SH–AC–4 型碳酸鹽體系陰離子交換柱和SH–AC–5 型、SH–AC–11 型氫氧根體系陰離子交換柱的分離效果。結果表明，碳酸鹽淋洗液的抑制產物為H2CO3，氫氧根體系淋洗液的抑制產物為H2O［13］，H2O 的背景電導值較低，陰離子在氫氧根體系中電導響應更高，檢出限更低［14］，鑒于PEG樣品中雜質陰離子含量較低，故優(yōu)先選擇氫氧根體系陰離子交換柱；SH–AC–5 型陰離子交換柱是一種強親水性陰離子柱［15］，對于水負峰和F–有良好的分離效果，但長期測定PEG 樣品，待測離子的分離度降低，色譜柱耐用性較差；SH–AC–11 型陰離子交換柱是一款高容量的陰離子柱，其柱填料為聚苯乙烯–二乙烯苯聚合物，表面接枝烷基季胺鹽型離子交換功能基，能將待測離子分離，獲得良好的色譜峰形，且耐用性較好。故選擇SH–AC–11 型陰離子交換柱為分析柱。

2.2 淋洗液濃度選擇

分別考察KOH 淋洗液濃度為7～13 mmol／L 范圍內各待測離子的分離效果，其中尤為關注的是CH3COO–與相鄰雜質峰的分離度及樣品分析時間，結果如圖1 所示。由圖1 可以看出，CH3COO–與相鄰雜質峰分離度隨著KOH 淋洗液濃度的降低，呈現逐漸增大趨勢，分別在7 mmol／L 和9 mmol／L時達到較大值；樣品分析時間則隨著KOH 淋洗液濃度的降低，由17 min 增至53 min。為節(jié)省分析測試時間和儀器運行成本，最終選用9 mmol／L KOH溶液作為淋洗液。在該色譜條件下，混合標準溶液的離子色譜圖如圖2 所示。

圖1 不同淋洗液濃度下CH3COO–的分離度和樣品分析時間

圖2 混合標準溶液色譜圖

2.3 線性方程和檢出限

在1.3 儀器工作條件下，分別對1.2 中的系列混合標準工作溶液進行測定，以陰離子的質量濃度(x)為橫坐標，以與其對應的色譜峰面積(y)為縱坐標繪制標準工作曲線，計算線性方程和相關系數。在空白水樣中加入估計檢出限2～5 倍的混合標準溶液，重復測定7 次，根據公式MDL=t(n–1，0.99)×S 計算方法檢出限［16］。

7 種陰離子的線性范圍、線性回歸方程、相關系數及檢出限見表2。由表2 可知，7 種陰離子在各自的質量濃度范圍內與色譜峰面積呈良好的線性關系，相關系數均大于0.999，方法檢出限為0.133 4～1.794 μg／L。

表2 7 種陰離子線性范圍、線性方程、相關系數及檢出限

2.4 精密度試驗

為進一步考察實驗方法對PEG 樣品測定結果的可靠性，選擇相對分子質量較大的PEG 6000 樣品進行分析。按1.4 實驗方法平行處理6 份樣品，分別在1.3 儀器工作條件下進行測定，結果見表3。

表3 精密度試驗結果

由表3 可知，測定結果的相對標準偏差為0.53%～2.45%，表明該方法具有較高的精密度，滿足分析要求。

2.5 加標回收試驗

在PEG 6000 樣品中分別加入一定量的混合標準溶液，在低、中、高3 個濃度水平下進行加標回收試驗，結果見表4。

表4 加標回收試驗結果

表5 樣品測定結果 mg／kg

由表4 可知，樣品回收率為79.85%～103.2%，表明該方法具有較高的準確度。

2.6 樣品分析

按照所建方法分別對PEG 400，PEG 600，PEG 800，PEG 1500，PEG 4000 樣品進行測定，測定結果見表5。

3 結語

建立了同時測定聚乙二醇中F–，CH3COO–，HCOO–，Cl–，，和7 種陰離子的離子色譜法。該方法可有效節(jié)約檢測時間及檢測成本，分析快速，精密度高，檢出限低，滿足PEG 系列樣品中陰離子的分析要求，為PEG 產品質量控制和相關標準制定提供參考依據。