供透析用鹽類藥用輔料中鋁含量通用石墨爐原子吸收光譜法的建立

張悅，謝瑩瑩（1.湖南省藥品檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，長沙 410001；2.湖南省藥品審核查驗(yàn)中心，長沙 410001；3.國家藥品監(jiān)督管理局藥用輔料工程技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410001）

鋁是人體非必需微量元素，可在人體內(nèi)蓄積，產(chǎn)生慢性毒性。鋁主要由腎臟排泄，透析患者腎臟排泄功能障礙，血清鋁蓄積水平高出正常水平14倍，導(dǎo)致患者鋁性腦病、鋁性骨病，還會(huì)導(dǎo)致腎性貧血等，嚴(yán)重影響患者生存質(zhì)量[1-2]。腎衰透析患者每周暴露于大量的透析液中（300 L/周），有效控制透析液中鋁的含量，是減少透析患者不良反應(yīng)，提升患者生存質(zhì)量的關(guān)鍵[3-4]。

透析液的基本成分有鈉、鉀、鈣、鎂、氯、醋酸鹽及碳酸氫鹽等鹽類電解質(zhì)及葡萄糖?！吨袊幍洹罚–hP2020）鹽類物質(zhì)中鋁鹽常用的檢測(cè)方法為熒光分光光度法[5]，而文獻(xiàn)方法操作煩瑣，檢測(cè)條件苛刻，易受外界因素的影響，如顯色溫度、顯色時(shí)間和溶液的酸堿度等[6]。本研究圍繞常用供制備透析用鹽類藥用輔料中鋁鹽檢測(cè)方法展開系統(tǒng)性研究，通過比較熒光分光光度法（fluorescence spectrophotometry，F(xiàn)S）、石墨爐原子吸收光譜法（graphite furnace atomic absorption spectrometry，GFAAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（inductively coupledplasma atomic emission spectrometry，ICP-OES）及電感耦合等離子體質(zhì)譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS），建立鹽類藥用輔料中鋁含量測(cè)定的通用檢測(cè)方法。

1 材料

1.1 儀器

原子吸收分光光度計(jì)型號(hào)（安捷倫公司，型號(hào)：AA240）；高溫分解鍍層石墨管（安捷倫公司，型號(hào)：6310001200）；ICP-MS電感耦合等離子體質(zhì)譜分析儀（Thermo公司，型號(hào)：iCAPQc）；ICPE電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（島津公司，型號(hào)：ICPE-9000）；熒光分光光度計(jì)（上海棱光技術(shù)有限公司，型號(hào)：F98）；MS 205DU分析天平（Mettler Toledo，精度：0.10 mg）。

1.2 試藥

鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液（批號(hào)：216047-6，質(zhì)量濃度：1000 μg·mL-1，國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）。硝酸（批號(hào)：20221004，優(yōu)級(jí)純）、硝酸鎂（批號(hào)：20191101，分析級(jí)）（國藥集團(tuán)藥業(yè)股份有限公司）；水為超純水。

2 方法與結(jié)果

2.1 儀器參數(shù)

鋁空心陰極燈；測(cè)定波長：309.3 nm；電流：10 mA；塞曼偏振背景校正；光譜狹縫寬度：0.5 nm；測(cè)量模式：峰面積；熱進(jìn)樣溫度：60℃；基體改進(jìn)劑：0.1%硝酸鎂；進(jìn)樣體積：20 μL；載氣及冷卻氣：氬氣；石墨爐升溫程序見表1。

表1 石墨爐升溫程序Tab 1 Temperature rise procedure of graphite furnace

2.2 溶液的制備

2.2.1 空白溶液 取硝酸適量，加水稀釋成4%硝酸溶液，作為空白溶液。

2.2.2 供試品溶液 根據(jù)ChP2020各品種鋁檢查項(xiàng)限度，分別精密稱取乳酸鈉20.0 g，氯化鈣2.0 g，醋酸鈉10.0 g，氯化鉀2.0 g，氯化鎂2.0 g，氯化鈉10.0 g，置100 mL量瓶中，加4 mL硝酸，超聲30 min后，加水稀釋至刻度，作為供試品溶液。

2.2.3 對(duì)照品溶液 精密量取鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，用4%硝酸溶液稀釋成每1 mL中含鋁1.0 μg的溶液，精密量取適量，用4%硝酸溶液稀釋成5、10、20、30、40 ng·mL-1的系列對(duì)照品溶液。

2.3 線性、檢測(cè)限和定量限

取“2.2”項(xiàng)下系列對(duì)照品溶液，照“2.1”項(xiàng)下條件測(cè)定，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X，ng·mL-1）、吸光度為縱坐標(biāo)（Y），得標(biāo)準(zhǔn)曲線Y＝0.003 61X+0.015 57，r＝0.9995。結(jié)果表明，鋁元素在5～40 ng·mL-1內(nèi)與吸光度呈良好的線性關(guān)系。取空白溶液連續(xù)測(cè)定11次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，以空白3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率計(jì)算儀器檢測(cè)限，約為1 ng·mL-1；以空白10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率計(jì)算儀器定量限，約為3 ng·mL-1，方法檢測(cè)限與定量限見表2。

2.4 重復(fù)性試驗(yàn)

分別取乳酸鈉（批號(hào)：220609）20.0 g、氯化鈣（批號(hào)220622）2.0 g、醋酸鈉（批號(hào)：220501）10.0 g、氯化鉀（批號(hào)：K21046）2.0 g、氯化鎂（批號(hào)：4221007）2.0 g、氯化鈉（批號(hào)：20211222）10.0 g，各6份，按照“2.2”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，平行配制6份，照“2.1”項(xiàng)下條件測(cè)定。結(jié)果見表2，RSD在4.7%～8.5%，表明方法重復(fù)性良好。

2.5 加樣回收試驗(yàn)

取適量乳酸鈉、氯化鈣、醋酸鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉，一共9份，每3份分別精密加入高、中、低濃度的鋁對(duì)照品溶液，按照“2.2”項(xiàng)下方法配制，測(cè)定并計(jì)算回收率。結(jié)果各品種中鋁回收率（n＝3）在81.8%～98.4%，RSD在1.8%～13.4%，見表3。

表3 回收試驗(yàn)結(jié)果Tab 3 Recovery

2.6 穩(wěn)定性試驗(yàn)

取“2.2.2”項(xiàng)下供試品溶液，分別于0、2、4、8、12 h照“2.1”項(xiàng)下條件測(cè)定，以吸光度為考察指標(biāo)，結(jié)果鋁吸光度的RSD為1.4%～4.6%，表明供試品溶液在12 h內(nèi)均較穩(wěn)定。

2.7 樣品測(cè)定結(jié)果

取34批樣品，照“2.2”項(xiàng)下方法制備溶液，按“2.1”項(xiàng)下條件測(cè)定，結(jié)果見表4。

表4 樣品測(cè)定結(jié)果Tab 4 Sample determination

3批氯化鎂中未檢出鋁，3批氯化鈉中鋁含量范圍為0～0.10 μg·g-1，8批氯化鉀中鋁含量范圍為0～0.62 μg·g-1，均能滿足各國藥典中鋁規(guī)定限度[ChP2020、歐洲藥典（EP10.0）、美國藥典（USP現(xiàn)行版）現(xiàn)行版規(guī)定限度一致]。3批乳酸鈉中鋁含量范圍為0～0.01 μg·g-1，3批氯化鈣中鋁含量范圍為0～0.09 μg·g-1，14批醋酸鈉中鋁含量為0～0.33 μg·g-1。ChP2020乳酸鈉、醋酸鈉、氯化鈣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中缺乏鋁鹽的控制項(xiàng)目。根據(jù)EP10.0、USP現(xiàn)行版中乳酸鈉（≤0.1 μg·g-1）、氯化鈣（≤1 μg·g-1）、醋酸鈉（≤0.2 μg·g-1）含鋁限度規(guī)定，3批乳酸鈉和氯化鈣鋁鹽均符合規(guī)定，3批醋酸鈉樣品中鋁含量為0.24 μg·g-1、0.28 μg·g-1、0.33 μg·g-1，超過鋁規(guī)定限度（≤0.2 μg·g-1），說明我國部分藥用輔料醋酸鈉質(zhì)量水平處于較低水平，用于制備透析液時(shí)存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

3 討論

透析液中常用的鹽類輔料有乳酸鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀、醋酸鈉、氯化鈉。EP10.0[7]、USP[8]收載了上述品種，并設(shè)置了鋁鹽檢查項(xiàng)；ChP2020收載了上述品種，但乳酸鈉、醋酸鈉、氯化鈣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中缺乏鋁鹽的控制項(xiàng)目。鋁鹽項(xiàng)目的缺失一是會(huì)帶來藥用輔料自身可能帶來的鋁鹽殘留導(dǎo)致的質(zhì)量安全隱患；二是導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)對(duì)進(jìn)口輔料的依賴，提高企業(yè)生產(chǎn)成本。本課題組前期考察了FS、ICP-OES、ICP-MS法測(cè)定高鹽物質(zhì)中鋁的含量，并將上述3種方法與本研究的ASS法進(jìn)行如下總結(jié)。

3.1 FS法

FS法利用8-羥基喹啉與游離鋁生成熒光配合物進(jìn)行檢測(cè)。本次研究參照ChP2020氯化鉀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中鋁檢查項(xiàng)操作，測(cè)定乳酸鈉、醋酸鈉、氯化鈣加樣回收率。結(jié)果氯化鈣回收率為136.4%，醋酸鈉回收率為200.3%，乳酸鈉回收率樣品的熒光強(qiáng)度小于供試品。提示這3個(gè)品種鋁鹽的測(cè)定干擾很大，F(xiàn)S法不適合。

3.2 ICP-OES法

由于FS法配制煩瑣，檢測(cè)過程極易受外界因素的影響等，該方法在食品檢測(cè)中逐漸被ICPOES法替代[9-10]。本次研究考察了ICP-OES法測(cè)定鋁元素，結(jié)果在60～200 μg·mL-1內(nèi)鋁含量與檢測(cè)信號(hào)呈良好線性關(guān)系，儀器檢測(cè)限為20 μg·mL-1。乳酸鈉等藥用輔料中鋁限度為不得過0.1～2 μg·g-1，要求儀器檢測(cè)能達(dá)到ppb（ng·g-1）級(jí)，說明ICP-OES靈敏度無法達(dá)到藥用輔料中鋁含量測(cè)定的要求。

3.3 ICP-MS法

ICP-MS法是目前最常用的痕量元素分析法，能同時(shí)測(cè)定多種元素，靈敏度較ICP-OES法高。本次研究考察了ICP-MS法測(cè)定鋁元素，結(jié)果乳酸鈉、氯化鈣、醋酸鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉加樣回收率在80.74%～125.4%。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，高鹽溶液會(huì)在儀器炬管、采樣錐、截取錐上沉積，造成離子炬熄滅或進(jìn)樣器錐孔堵塞[11]。大批量測(cè)樣時(shí)需要經(jīng)常清洗炬管、采樣錐、截取錐，或者在序列中插入水溶液，沖洗掉樣品帶入的鹽。但這大大延長了試驗(yàn)時(shí)間，對(duì)儀器的靈敏度也產(chǎn)生了較大影響。

3.4 GFAAS法

GFAAS法是利用高溫石墨管使樣品完全蒸發(fā)，充分原子化，再測(cè)其吸光度的方法。與火焰法比較，石墨爐法靈敏度更高，但往往會(huì)存在較嚴(yán)重的基體干擾，通常需要添加合適的基體改進(jìn)劑消除干擾，降低背景吸收。本研究發(fā)現(xiàn)加入0.1%硝酸鎂的基體改進(jìn)劑后，鋁的吸收值增加，且當(dāng)0.1%硝酸鎂與樣品進(jìn)樣量比例為1∶5時(shí)，方法檢測(cè)限較低；增大硝酸鎂比例，方法檢測(cè)限增高。這可能是硝酸鎂使鋁變成難揮發(fā)性化合物，使背景干擾物質(zhì)在原子化之前被揮發(fā)除去，提高測(cè)定鋁的靈敏度，但過量硝酸鎂中的金屬離子也會(huì)干擾鋁的測(cè)定[11]。

采用4%硝酸直接稀釋樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果樣品的回收率極低，達(dá)不到ChP2020相關(guān)規(guī)定，而擬訂方法測(cè)定的回收率在規(guī)定范圍內(nèi)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，這可能是因?yàn)槌暡ㄔ谝后w中產(chǎn)生氣泡或?qū)⒁后w撕碎成極小的空穴，并在空穴閉合瞬間產(chǎn)生瞬間的高溫高壓，即“空化效應(yīng)”[12]，這種空化作用可加速界面之間的傳質(zhì)、傳熱過程，使整個(gè)體系中的分子間作用力減小，液體黏度下降，從而使吸附于顆粒表面的Al3+分離或以絡(luò)合物形式存在的鋁打散。

4 小結(jié)

34批樣品中3批醋酸鈉鋁含量超限，說明我國醋酸鈉作為透析用時(shí)，部分產(chǎn)品達(dá)不到透析用的質(zhì)量要求，因此，建立透析用藥用輔料中鋁元素的通用檢測(cè)方法十分有意義。本研究建立的AAS法，操作簡單、靈敏度高、重現(xiàn)性好，在一定程度上避免高鹽物質(zhì)對(duì)儀器測(cè)定干擾，可用于高鹽物質(zhì)中痕量鋁元素的測(cè)定。