化學(xué)原料藥及其制劑中雜質(zhì)研究淺析

王巍 洪丹 趙德璋 周洪 張傳平 王飛淋

摘要：藥物雜質(zhì)的分析及控制是保證其質(zhì)量的關(guān)鍵要素之一，也是用藥安全有效的基礎(chǔ)。本文系統(tǒng)分析了化學(xué)原料藥及其制劑中雜質(zhì)研究進(jìn)展，旨在為化學(xué)藥物雜質(zhì)的研究提供有效思路和方法。借此展望我國(guó)化學(xué)原料藥及其制劑中雜質(zhì)檢測(cè)水平及技術(shù)能夠得到不斷的提高，人民群眾用藥安全能夠得到更好的保障。

關(guān)鍵詞：化學(xué)原料藥;制劑;雜質(zhì);研究;淺析

【中圖分類號(hào)】R97 ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】2107-2306（2021）07--02

藥物是一類特殊的商品，藥物的安全與社會(huì)的穩(wěn)定息息相關(guān)。藥物在使用過(guò)程中藥物的安全性除了與藥物本身直接相關(guān)的藥理活性外，還與藥物中所含有的雜質(zhì)相關(guān)，部分雜質(zhì)會(huì)引起諸多不良反應(yīng)。因此，要保證藥物的安全就必須對(duì)藥物中的雜質(zhì)進(jìn)行研究，控制藥品中雜質(zhì)的限度。對(duì)于化學(xué)原料藥而言，能夠影響藥物純度的物質(zhì)即為雜質(zhì)。部分雜質(zhì)不但能影響藥物的穩(wěn)定性與療效，還會(huì)造成不可逆的基因損傷;對(duì)于制劑而言，除了原料藥中含有的雜質(zhì)外，藥用輔料、藥物自身的降解也會(huì)帶來(lái)部分雜質(zhì)。隨著雜質(zhì)安全性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制的要求越來(lái)越高，對(duì)于雜質(zhì)的研究也成為一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。

1.原料藥中的雜質(zhì)

原料藥雜質(zhì)可以在藥品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等多個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生。按照雜質(zhì)的理化性質(zhì)，可分為無(wú)機(jī)雜質(zhì)，有機(jī)雜質(zhì)，以及殘留溶劑。

無(wú)機(jī)雜質(zhì)具有已知性和確定性，主要來(lái)源于原料藥生產(chǎn)過(guò)程中所加入的試劑、無(wú)機(jī)鹽、催化劑、重金屬等。銅、鈷、鎳等可作為催化劑應(yīng)用于原料藥的合成過(guò)程中，因此，其也可能會(huì)作為無(wú)機(jī)雜質(zhì)殘留在藥物中。值得注意的是，存在于部分生產(chǎn)設(shè)備中的鉛可以損傷人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)。其有可能跟隨藥物制備的工藝流程，從而存在于原料藥和制劑中，并且，不同化合價(jià)態(tài)的鉛所產(chǎn)生的毒性差異巨大[1]。

有機(jī)雜質(zhì)，也叫做有關(guān)物質(zhì)，是藥物生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的中間體、副反應(yīng)產(chǎn)物、降解產(chǎn)物等。部分有及雜質(zhì)所帶來(lái)的的危害是極大的，如四環(huán)素的降解產(chǎn)物會(huì)引起 Fanconi’s 綜合征，最終導(dǎo)致腎衰竭[2]。在藥物的合成過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生多個(gè)副反應(yīng)產(chǎn)物，李曉峰研究了恩替卡韋的合成過(guò)程的工藝，獲知了恩替卡韋及其7個(gè)立體異構(gòu)體的來(lái)源和轉(zhuǎn)化過(guò)程，為建立手性控制策略提供了理論依據(jù)[3]。

殘留溶劑是在進(jìn)行藥物的生產(chǎn)過(guò)程中使用的有機(jī)溶劑所剩的殘留物。部分有機(jī)溶劑能夠引起DNA損傷，導(dǎo)致癌癥的產(chǎn)生。這類能夠引起基因突變、染色體重排或斷裂的雜質(zhì)則被稱為基因毒性雜質(zhì)。原料藥的合成過(guò)程中常用到的溶劑如苯、四氯化碳、氯仿、乙二醇等，會(huì)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝、腎、心肺等產(chǎn)生較大損傷，甚至引發(fā)白血病等諸多疾病[4]。

2.制劑中的雜質(zhì)

原料藥只有加工成為藥物制劑，才可供臨床應(yīng)用。在加工過(guò)程中，為使藥物更好地發(fā)揮療效，降低毒副作用，在原料藥中加入賦形劑、稀釋劑、附加劑（穩(wěn)定劑、抗氧化劑、矯味劑、著色劑等），使其成為具有一定濃度或規(guī)格的劑型。相較于原料藥的單一成分，制劑含有的物質(zhì)種類更多，而眾多的藥用輔料則會(huì)帶來(lái)更多的雜質(zhì)。苯甲酸鈉作為常見(jiàn)的酸性防腐劑，是一種廣譜抗微生物物質(zhì)，能在酸性介質(zhì)中能轉(zhuǎn)化為有活性的苯甲酸，發(fā)揮與苯甲酸相同的防腐作用。從其工藝合成路線可知，苯甲酸鈉中可能的雜質(zhì)為甲苯、聯(lián)苯、4-甲基聯(lián)苯、2-甲基聯(lián)苯、苯甲醇、三氯甲苯、鄰苯二甲酸、苯甲醛等。李帥采用GC法檢出了苯甲酸鈉中的雜質(zhì)苯甲醇，同時(shí)還檢出了苯甲酸制備過(guò)程中的相轉(zhuǎn)移催化加辛乙烯二醇單正十二烷基酯與乙酸二十八烷酯[5]。除了藥用輔料合成過(guò)程中會(huì)引入雜質(zhì)，在藥用輔料包裝不當(dāng)時(shí)，也會(huì)與包裝材料作用產(chǎn)生鄰苯二甲酸酯類塑化劑雜質(zhì)。在孕婦服用含有塑化劑的藥物后，會(huì)增加?jì)雰旱闹禄蔥6]。

一般而言，單方制劑中的雜質(zhì)較為簡(jiǎn)單，主要分為工藝雜質(zhì)和降解雜質(zhì)。工藝雜質(zhì)是原料合成過(guò)程中殘留的反應(yīng)起始物和副產(chǎn)物，降解雜質(zhì)則為制劑生產(chǎn)、存儲(chǔ)過(guò)程中，由于原料本身受到環(huán)境因素影響，降解而產(chǎn)生的雜質(zhì)，或是原料藥與藥用輔料之間發(fā)生作用而產(chǎn)生的雜質(zhì)[7]。對(duì)于單方制劑，要重點(diǎn)關(guān)注藥用輔料與藥物之間是否存在相互作用，以確保藥物的安全有效。復(fù)方制劑中含有兩種或兩種以上的藥物成分，因此其雜質(zhì)也會(huì)更為復(fù)雜，不僅包括了各藥物在制劑制備過(guò)程和貯藏期間產(chǎn)生的降解產(chǎn)物，還與各藥物之間、藥物和輔料之間的相互作用所產(chǎn)生的降解產(chǎn)物相關(guān)。如布洛芬-可待因復(fù)方片劑，因兩種主藥之間相互作用，產(chǎn)生了布洛芬-可待因酯這一特殊雜質(zhì)[8]?？ǜ窳袃裟軌蚪档脱呛浚纳埔葝u細(xì)胞功能，在與二甲雙胍聯(lián)用時(shí)能夠得到良好的降糖效果。而卡格列凈的生產(chǎn)、貯藏過(guò)程中會(huì)氧化降解產(chǎn)生基因毒性雜質(zhì)J（（1S）-1，5-脫水-1-[3-[[5-苯基-2-噻吩基]（氫過(guò)氧基）甲基]-4-甲基苯基]-D-葡萄糖醇） [9]。復(fù)方制劑中雜質(zhì)的檢查方法更為復(fù)雜，根據(jù)雜質(zhì)的來(lái)源，需注意穩(wěn)定性較差的藥物及藥物作用產(chǎn)生的毒性較大的雜質(zhì)。

3.雜質(zhì)研究進(jìn)展

目前，雜質(zhì)研究一般通過(guò)雜質(zhì)譜的質(zhì)控策略進(jìn)行，首先根據(jù)藥物的生產(chǎn)工藝，分析有可能存在的雜質(zhì)并選擇合適的分離方法，將藥品中的主要成分和各個(gè)雜質(zhì)實(shí)現(xiàn)有效分離;而后確定雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并測(cè)定雜質(zhì)的含量;最后綜合藥學(xué)、毒理及臨床試驗(yàn)的結(jié)果制定雜質(zhì)的合理限度[10]。

利用高效液相色譜（HPLC）、高效毛細(xì)管電泳（HPCE）、氣相色譜法（GC）、柱色譜等方式對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行分離能夠得到較為良好的效果。劉晶晶等采用HPLC法同時(shí)測(cè)定氨咖黃敏膠囊中對(duì)氨基酚和對(duì)氯苯乙酰胺的含量，并且兩種雜質(zhì)能夠與三個(gè)主藥成分完全分離，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)色譜條件下兩種雜質(zhì)的分離與含量測(cè)定[11]。2-氯乙醇是鹽酸司他斯汀合成的起始物料，屬于基因毒性雜質(zhì)，廣泛存在于鹽酸司他斯汀原料藥中。夏紅英等利用GC對(duì)鹽酸司他斯汀原料藥中2-氯乙醇的殘留量進(jìn)行了測(cè)定，獲得的定量限為1.019 μg·ml-1（0.0025%），檢測(cè)限為0.510 μg·ml-1（0.0013%）[12]。

質(zhì)譜法（MS）可用于初步判定雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)。對(duì)雜質(zhì)的純化富集后，通過(guò)高分辨質(zhì)譜（HRMS）獲得雜質(zhì)的特征離子信息，結(jié)合藥物的生產(chǎn)工藝，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行推測(cè)，能夠發(fā)現(xiàn)藥物合成過(guò)程中的副產(chǎn)物[13]。核磁共振法（NMR）是用于判定雜質(zhì)結(jié)構(gòu)的良好方法，李進(jìn)等通過(guò)對(duì)3種頭孢菌素的NMR信號(hào)歸屬，歸納總結(jié)了E-異構(gòu)體相對(duì)于頭孢菌素的特征性核磁共振信號(hào)，找到了鑒別頭孢類E-異構(gòu)體的特征性質(zhì)子信號(hào)和碳信號(hào)[14]。GC是殘留溶劑檢測(cè)的常用方法，該方法適用于耐高溫且易揮發(fā)的物質(zhì)。龔愛(ài)琴等采用GC程序升溫的方式實(shí)現(xiàn)了琥珀酸曲格列汀原料藥中六種殘留溶劑的測(cè)定[15]，該方法具有良好的回收率，檢測(cè)限和定量限也能滿足實(shí)際藥物分析中的濃度要求。

雖然這些方法在一定程度上對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行分離和結(jié)構(gòu)解析，但當(dāng)雜質(zhì)量很少時(shí)，這些分離方法不能達(dá)到理想的效果，同時(shí)對(duì)于雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析還需采取其他的手段。隨著科技的發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)聯(lián)用手段正被廣泛應(yīng)用于藥物的雜質(zhì)研究，如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（LC-MS）、液相色譜-紫外可見(jiàn)吸收光譜（LC-UV）、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（CE-MS）、液相色譜-核磁共振聯(lián)用技術(shù)（LC-NMR）、液相色譜-紅外聯(lián)用技術(shù)（LC-IR）等，其中應(yīng)用最為廣泛的是LC-MS和GC-MS技術(shù)。與此同時(shí)，隨著智能分析系統(tǒng)以及各大數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，雜質(zhì)研究逐漸表現(xiàn)出全面檢測(cè)、有效分離、針對(duì)性強(qiáng)、準(zhǔn)確量化等特點(diǎn)。

利用LC-MS技術(shù)，不僅可以對(duì)藥物中的有關(guān)物質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析檢測(cè)，還可以對(duì)其代謝產(chǎn)物進(jìn)行鑒定。當(dāng)有某種未知結(jié)構(gòu)化合物存在的條件下，液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)擁有巨大的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，可以準(zhǔn)確高效得得到化合物的結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而推斷其結(jié)構(gòu)[16]。陳軼嘉等選擇了響應(yīng)性強(qiáng)、選擇性高的離子對(duì)，建立了LC-MS/MS法測(cè)定卡格列凈二甲雙胍復(fù)方制劑中基因毒雜質(zhì)J的方案[9]。多級(jí)質(zhì)譜（MSn）可以提供豐富的碎片離子信息以及裂解信息，得到的數(shù)據(jù)可以推測(cè)出藥物以及其雜質(zhì)的裂解模式，進(jìn)而結(jié)合已有的知識(shí)鑒定出未知化合物的結(jié)構(gòu)。HRMS具有掃描速度快，可以提供精確到小數(shù)點(diǎn)后4-6位的分子量的高分辨率，在藥物的雜質(zhì)鑒定方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)。劉博等利用LC-HRMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了NDMA DMF-15N同位素的分離，對(duì)鹽酸二甲雙胍緩釋片中7種亞硝胺雜質(zhì)進(jìn)行了痕量檢測(cè)，該方法專屬性良好[17]。

GC-MS技術(shù)結(jié)合了氣相色譜高效分離與質(zhì)譜結(jié)構(gòu)鑒定的優(yōu)勢(shì)，適用于定性、定量分析熱穩(wěn)定、易揮發(fā)的多組分混合物中有機(jī)揮發(fā)性雜質(zhì)。該方法對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)和殘留溶劑的檢測(cè)具有重要意義。采用普通的GC法很難檢出限度濃度為150 μg·g-1的偶氮二異丁氰，而聯(lián)用了MS后，其檢測(cè)靈敏度可達(dá)0.045 μg·mL-1[18]。此外，該技術(shù)還可用于檢測(cè)有機(jī)溶劑中的微量雜質(zhì)。以丙酮為內(nèi)標(biāo)物，采用GC-MS法可同時(shí)測(cè)定正己烷中正戊烷、2，2，3-三甲基丁烷等7種微量雜質(zhì)[19]。使用GC-MS可以對(duì)在極低濃度下能對(duì)人體健康產(chǎn)生危害性的基因毒性雜質(zhì)有良好的檢出性能，如磺酸酯類[20]、亞硝胺類[21]。

4.結(jié)語(yǔ)

藥物中雜質(zhì)的限度直接關(guān)系到藥品的安全性與可靠性，控制原料藥中雜質(zhì)的限度，是保證藥品安全性的重要環(huán)節(jié)，減少制劑過(guò)程中雜質(zhì)的引入也不可或缺。隨著對(duì)藥用輔料研究的深入，對(duì)于藥品的雜質(zhì)研究還應(yīng)關(guān)注到藥用輔料和藥物之間是否會(huì)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，從而影響到藥物的療效，或產(chǎn)生對(duì)人體危害較大的雜質(zhì)。雜質(zhì)的控制，應(yīng)從工藝流程入手，分析可能存在的雜質(zhì)，改進(jìn)分析技術(shù)和方法，充分掌握每種雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及毒理學(xué)數(shù)據(jù)，制定合理的雜質(zhì)限度，保證藥物的安全。在藥物質(zhì)量的控制中，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對(duì)于難以區(qū)分的雜質(zhì)，應(yīng)勇于開(kāi)拓新的方法，以供更好的控制藥品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊婷，張夏蘭，丁曉雯.元素形態(tài)對(duì)食品安全影響的研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2018，44（10）：295-303.

[2]McMahon AW.， Pratt RG.， Hammad TA. Description of hypersensitivity adverse events following administration of heparin that was potentially contaminated with over sulfated chondroitin sulfate in early 2008[J]. PharmacoepidemiolDrug Saf. 2010，19（9）： 921-933.

[3]李曉鋒.恩替卡韋有機(jī)雜質(zhì)的分析與控制[J].中國(guó)新藥雜志，2019，28（21）：2640-2645.

[4]International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use. Impurities： Guideline for Residual Solvents Q3C （EB/OL）. https ：//database. ich. org/sites/default/files/Q3C-R6_Guideline_ErrorCorrection_2019_0410_0. pdf（2016-10-20） [2021-3-1].

[5]李帥，廖彬，劉雁鳴，龍海燕.藥用輔料苯甲酸鈉中的有機(jī)雜質(zhì)的檢測(cè)[J].中國(guó)藥師，2020，23（10）：2065-2067.

[6]張卉.藥用輔料對(duì)藥品安全性的影響[J].生物化工，2017，3（06）：118-120.

[7]葉青懷，吳先全.對(duì)片劑輔料滑石粉應(yīng)用的探討[J].中成藥研究，1983（09）：12.

[8]練富林，李洪雪，施月芹，胡育筑.化學(xué)藥物復(fù)方制劑中雜質(zhì)的檢查與控制[J].藥學(xué)進(jìn)展，2009，33（03）：112-118.

[9]陳軼嘉，胡楚紅，王建偉. LC-MS/MS法測(cè)定卡格列凈二甲雙胍復(fù)方制劑基因毒雜質(zhì)[J].發(fā)酵科技通訊，2021，50（02）：114-118.

[10]胡昌勤.化學(xué)藥品雜質(zhì)控制的現(xiàn)狀與展望.中國(guó)科學(xué)，化學(xué)2010年第40卷第6期：679-687.

[11]劉晶晶，梁智淵，陳承貴，劉敏，李玉蘭，王鐵杰. HPLC法測(cè)定氨咖黃敏膠囊的有關(guān)物質(zhì)[J].中國(guó)藥師，2021，24（09）：1769-1773.

[12]夏紅英，溫雯，鐘振華，劉貞，余師師，裴昆，劉荷英，程奇珍.GC法測(cè)定鹽酸司他斯汀中2-氯乙醇基因毒性雜質(zhì)[J]. 中國(guó)藥師，2020，23（12）：2480-2482.

[13]陸靜，蔡鵬俊，李悅，劉秀蘭.他唑巴坦鈉原料藥中未知雜質(zhì)的質(zhì)譜結(jié)構(gòu)研究[J].中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志，2019，50（12）：1482-1486.

[14]李進(jìn)，姚尚辰，尹利輝，許明哲，胡昌勤.頭孢菌素E-異構(gòu)體雜質(zhì)的核磁共振波譜特征研究[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2021，56（10）：836-841.

[15]龔愛(ài)琴，扈寧，錢琛，金黨琴.氣相色譜法測(cè)定琥珀酸曲格列汀原料藥中6種殘留溶劑[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2020，32（10）：1934-1938.

[16]高明，顏曉丹，金松子，蔣慶峰.LC-MS在藥物有關(guān)物質(zhì)分析中的應(yīng)用[J].藥物評(píng)價(jià)研究，2012，35（01）：63-66.

[17]劉博，張佟，黃露，張慶生，范慧紅.液相-高分辨質(zhì)譜技術(shù)測(cè)定鹽酸二甲雙胍緩釋片中7種亞硝胺雜質(zhì)的方法學(xué)研究[J].中國(guó)藥物警戒，2021，18（05）：454-458.

[18]牛明玉，胡麗娜，印嘉佳.GC-MS測(cè)定富馬酸盧帕他定中痕量雜質(zhì)偶氮二異丁腈[J].中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)，2019，36（04）：426-429.

[19]王文佳，吳凡，丁偉，王小雨.GC-MS內(nèi)標(biāo)法測(cè)定正己烷中7種微量雜質(zhì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（17）：54-56.

[20]李旦，張鵬.GC-MS法測(cè)定艾拉莫德中磺酸酯雜質(zhì)[J].沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，38（05）：467-471.

[21]周剛，李鵬飛，高家敏.GC-MS/MS法測(cè)定阿莫西林原料藥中12種N-亞硝胺類基因毒性雜質(zhì)[J].中國(guó)抗生素雜志，2021，46（04）：291-296.

基金項(xiàng)目：重慶市科學(xué)技術(shù)局、重慶市藥品監(jiān)督管理局2020年度重慶市藥品科研項(xiàng)目【渝藥監(jiān)（2020）34號(hào)】;重慶市涪陵區(qū)2020年度農(nóng)業(yè)與社會(huì)事業(yè)領(lǐng)域科研項(xiàng)目（FLKJ，2020ABC2032）