微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定拉坦前列素中鈀和鋁

任曉娜，鄭磊，楊靜，張曉麗

拉坦前列素（latanoprost）屬于前體藥物，其在體內(nèi)的主要存在形式是異丙醇。該藥為選擇性F2α受體激動劑，屬于一種新型的苯基替代的丙基酯前列素PGF2α。拉坦前列素可迅速滲透到角膜里，然后逐漸在角膜等部位酶的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，生成具有活性的游離酸，發(fā)揮降低眼壓、治療青光眼的藥效［1］，在臨床領(lǐng)域青光眼、高眼壓癥治療時(shí)選擇此類藥物［2-5］。在拉坦前列素合成過程中使用到金屬催化劑鈀（Pd）和有機(jī)試劑二異丁基氫化鋁［6-7］，在合成后的拉坦前列素中會含有反應(yīng)殘留金屬元素，在精制過程中不能完全除去，會帶入到藥物制劑中。殘留的Pd和鋁（Al）對機(jī)體健康有害，容易出現(xiàn)金屬中毒反應(yīng)。如果人體攝入較多的金屬元素Pd，會出現(xiàn)心臟損傷、肝腎損害、變態(tài)反應(yīng)、致癌等［8-9］。歐洲藥物管理局（EMA）根據(jù)危害程度將金屬元素進(jìn)行等級劃分，其中金屬元素Pd被列入第一類金屬，其明確提出注射用原料藥中Pd的含量應(yīng)控制在1μg/g［10］以內(nèi)。人體攝入過量的金屬元素Al會降低機(jī)體對鈣、磷、鐵、鋅的吸收，容易患有骨質(zhì)疏松，自身中樞神經(jīng)系統(tǒng)也會受到損害，增大患有老年癡呆的概率［11］。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）是以等離子體為離子源的一種質(zhì)譜元素分析儀器［12］。該儀器可以對多種殘留的微量金屬元素進(jìn)行同時(shí)測定，具有檢測限制少、線性范圍寬等優(yōu)勢［13-14］。本研究主要研究采用微波消解方法處理拉坦前列素中Pd和Al金屬元素含量測定方法，在消解過程中其所含有的Pd和Al殘留量可同時(shí)通過ICP-MS測量得出。針對拉坦前列素中殘留的Pd和Al，通過本研究建立的方法能夠準(zhǔn)確測量，具有操作便捷、精準(zhǔn)度高、測量時(shí)間快的優(yōu)勢，為拉坦前列素中Pd和Al的殘留測定提供技術(shù)依據(jù)。本研究起止時(shí)間為2020年2—4月。

1 儀器與試藥

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-7900，美國Agi‐lent）；微波消解系統(tǒng)（Mars XP，美國CEM）；電子分析天平（XP205，瑞士METTLER）。

拉坦前列素原料藥（2019年5月由貝特制藥公司提供，批號190101、190102、190103）。Pd（GSB 04-1743-2004）、Al（GSB 04-1713-2004）、鈧（Sc）（GSB 04-1750-2004）、銦（In）（GSB 04-1731-2004）等元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液均由國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供，濃度分別是1 000 mg/L。質(zhì)譜調(diào)諧溶液為6Li、鈷（Co）、釔（Y）、鈰（Ce）、鉈（Tl）5種元素的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（批號22-32GSX2），由美國Agi‐lent公司提供，濃度為1μg/L。硝酸為優(yōu)級純（Merck試劑），水為Milli-Q超純水。

2 方法與結(jié)果

2.1ICP-MS測試條件霧化器為MicroMist Nebu‐lizer，其中射頻功率限定為1 300 W，載氣選擇是氬氣，流速設(shè)定為每分鐘15.0 L，霧化器氣體流速設(shè)定為每分鐘0.9 L，霧化室溫度設(shè)定為4℃，采樣深度為8.0 mm。采用全定量的分析模式，采集3次。測定方式選擇內(nèi)標(biāo)法，反應(yīng)模式選擇氦氣碰撞模式。待測元素同位素分別為27Al、105Pd，內(nèi)標(biāo)元素分別為45Sc、115In。

2.2溶液配制供試品溶液：精密稱取拉坦前列素原料藥約0.5 g，加入清洗干凈且經(jīng)過干燥后的聚四氟乙烯消解罐中，緩慢加入體積為8 mL的硝酸溶液，輕輕搖動使樣品充分浸沒，置加熱趕酸器中，在80℃加熱預(yù)消解30 min，放冷至室溫后擰上罐蓋。然后按照表1中設(shè)定的溫度進(jìn)行樣品處理過程。待消解完畢后取出消解罐，將消解后且放置室溫后的消解罐置加熱趕酸器中加熱約30 min，至紅棕色蒸氣完全除去。液體冷卻后，少量多次的轉(zhuǎn)移方法，轉(zhuǎn)移至10 mL的容量瓶中，最后使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻，即得拉坦前列素樣品溶液。相同處理方法獲得空白溶液。

表1 微波消解程序

混合型標(biāo)準(zhǔn)溶液：使用移液管量取Al、Pd兩種元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL，置于體積為100 mL的容量瓶中，使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻。然后精密量取5 mL的上述溶液，置于體積為50 mL的容量瓶中，再次使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻。即制成濃度約為1 mg/L的混合型標(biāo)準(zhǔn)溶液。

內(nèi)標(biāo)溶液的制備：使用移液管量取Sc、In兩種元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL置同一100 mL量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，精密量取5 mL，置50 mL量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，制成濃度約為1 mg/L的內(nèi)標(biāo)溶液。

2.3線性試驗(yàn)精密量取10 mL的混合型標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行3份，分別置于體積為50、100、200 mL的量瓶中，使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻后即得濃度為200、100、50μg/L的混合溶液。然后使用移液管量取1 mL的濃度為100μg/L的上述溶液，平行3份，分別置于體積為10、20、100 mL的量瓶中，使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻即得濃度為10、5、1 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

取上述混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)樣測量，讀取測定元素的計(jì)量值，并以計(jì)量值為縱坐標(biāo)（Y），各元素濃度為橫坐標(biāo)（X），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果提示，Al和Pd兩種元素在濃度為1～200μg/L的范圍內(nèi)表現(xiàn)有良好的線性關(guān)系。其中Al和Pd線性回歸F=1 388.9、2 182.1，均P<0.01。

檢測限的測定：取21份空白溶液，連續(xù)進(jìn)樣測定Al和Pd兩種元素的響應(yīng)值，并計(jì)算各個(gè)元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，最低檢測濃度設(shè)定為3σ，然后計(jì)算檢測限。以10σ作為最低定量濃度，計(jì)算方法定量限，結(jié)果見表2。

表2 鋁（Al）和鈀（Pd）兩種元素的方法試驗(yàn)結(jié)果

2.4回收率試驗(yàn)取拉坦前列素對照品約0.5 g，精密稱定，共9份，分別精密加入兩種元素標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液50、100、200μL，按“2.2”項(xiàng)下方法制備低、中、高3種濃度（5、10、20μg/L），按照樣品測定方法進(jìn)行處理，并進(jìn)樣檢測，計(jì)算回收率。每個(gè)元素平行測定3份。按照“2.1”項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測定，計(jì)算Al和Pd兩種元素的加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3。

表3 鋁（Al）和鈀（Pd）兩種元素的回收率試驗(yàn)結(jié)果

2.5精密度試驗(yàn)取“2.3”項(xiàng)下的濃度分別為5、10μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)平行測定6次，然后記錄Al和Pd兩種元素的計(jì)量值，并計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）。結(jié)果，Al和Pd兩種元素響應(yīng)值的RSD均小于5%，表明儀器的精密度良好。

2.6重復(fù)性試驗(yàn)精密稱取拉坦前列素原料藥約0.5 g，平行測定6份。按照“2.2”項(xiàng)下對6份樣品溶液進(jìn)行處理并進(jìn)樣測定，然后計(jì)算Al和Pd兩種元素含量。結(jié)果，樣品中Pd和Al的平均殘留量分別為：121.3 ng/g和78.5 ng/g，RSD分別為6.1%和5.5%，表明方法的重復(fù)性良好。

2.7穩(wěn)定性試驗(yàn)精密稱取拉坦前列素原料藥約0.5 g。按照“2.2”項(xiàng)下對樣品溶液進(jìn)行處理。然后分別在0、4、8、12、16、20、24 h進(jìn)樣測定，然后記錄Al和Pd兩種元素的計(jì)量值，并計(jì)算在7個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測的兩種元素響應(yīng)值的RSD，其RSD值應(yīng)小于8%。結(jié)果，Pd和Al兩種元素響應(yīng)值的RSD均小于5%，表明樣品的穩(wěn)定性良好。

2.8樣品測定取3批拉坦前列素原料藥，按照“2.2”項(xiàng)下對6份樣品溶液進(jìn)行處理并進(jìn)樣測定，然后記錄Al和Pd兩種元素的進(jìn)樣計(jì)量值。然后按照標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算3批原料藥中Pd和Al兩種元素的含量，結(jié)果如表4所示。

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算3批原料藥中Pd和Al兩種元素的含量/（μg/kg）（n=3）

3 討論

金屬元素在消解過程中由于消解困難而使得消解不完全。本課題使用硝酸作為消解劑，在加熱趕酸器中加熱預(yù)消解，然后采用微波消解法處理樣品，可以使待測元素消解完全，不易損失，有效避免了其他復(fù)雜前處理可能帶來的樣品損失和污染［15-17］。同時(shí)，縮短了樣品的前處理時(shí)間，提高了樣品處理效率。本試驗(yàn)采用聚四氟乙烯材料的容量瓶和消解罐等容器，可以有效避免容器對金屬離子的吸附作用［18-20］。采用ICP-MS方法檢測樣品中金屬離子，ICP-MS法檢測限低，定量準(zhǔn)確快速，可以同時(shí)測定多種微量金屬元素。

由于Pd和Al質(zhì)量數(shù)差別較大，因此本研究建立的檢測方法是使用混合的內(nèi)標(biāo)溶液，內(nèi)標(biāo)元素選擇為45Sc和115In，然后按照電離能和質(zhì)量數(shù)的相近程度對Pd和Al兩種元素選擇內(nèi)標(biāo)測定元素。同時(shí)，本試驗(yàn)采用在線加入內(nèi)標(biāo)溶液的方法可以降低等離子體的空間電荷效應(yīng)和霧化效應(yīng)等因素的影響，有效避免響應(yīng)信號的增強(qiáng)和抑制作用，內(nèi)標(biāo)元素的引入可以對儀器漂移和基質(zhì)干擾進(jìn)行校正，從而改善方法的精密度。

本試驗(yàn)對3批原料藥樣品進(jìn)行測定，結(jié)果3批原料藥中Pd和Al的含量均約為0.1μg/g，因此本團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，拉坦前列素原料藥在生產(chǎn)過程中，純化和精制兩個(gè)處理過程均會造成Pd和Al兩種金屬元素的殘留，但是經(jīng)過測定，該兩種元素的殘留量均較少，因此并不影響其用藥安全。本試驗(yàn)建立的檢測方法，專屬性強(qiáng)，檢測限低，準(zhǔn)確度和精密度高，為拉坦前列素原料藥的Pd和Al的殘留控制提供技術(shù)依據(jù)。