注射剂中元素杂质检测方案(ICP-MS)

智能文字提取功能测试中

法规解读 仪器选择 2017年12月22日，国家食品药品监督管理总局药品审评中心 (CDE) 发布了“关于公开征求《已上市化学仿制药(注射剂)一致性评价技术要求》意见的通知”。继口服固体制剂一致性评价之后，对品种更多、药物含量比更高的注射剂的一致性评价也被提上了日程。 在《已上市化学仿制药(注射剂)一致性评价技术要求》 (征求意见稿)(以下简称“意见稿”)中，明确规定了原料药的元素杂质、包材相容性和质量工艺中元素杂质的检测等内容。意见稿中还要求“根据 ICHQ3D 的规定，通过科学和基于风险的评估来确定制剂中元素杂质的控制策略，包括原辅包、生产设备等可能引入的元素杂质”。ICH Q3D 规定了24种元素杂质的每日最大允许暴露量 (PDE)， 如表1所列。而对于包材的相容性研究，则“按照《化学药品注射剂与塑料包装材料相容性研究技术指导原则》、《化学药品注射剂与药用玻璃包装容器相容性研究技术指导原则(试行)》等相关技术指导原则”，对迁移至注射剂药液的常见元素：(包括Na、Pb、As) 等开展相关工作。 表 1.ICH Q3D 对各种无机元素的分类及其 PDE 元素 分类 口服类 PDE 注射类 PDE 吸入类 PDE (pg/日) (pg/日) (pg/日) Cd 1 5 2 2 Pb 1 5 5 5 As 1 15 15 2 Hg 1 30 3 1 Co 2A 50 5 3 V 2A 100 10 1 Ni 2A 200 20 5 TI 2B 8 8 8 Au 2B 100 100 1 Pd 2B 100 10 1 lr 2B 100 10 1 Os 2B 100 10 1 Rh 2B 100 10 1 Ru 2B 100 10 1 Se 2B 150 80 130 Ag 2B 150 10 7 Pt 2B 100 10 1 Li 3 550 250 25 Sb 3 1200 90 20 Ba 3 1400 700 300 Mo 3 3000 1500 10 Cu 3 3000 300 30 Sn 3 6000 600 60 Cr 3 11000 1100 3 ( 2019年6月3日，国家食品药品监督管理总局药品审评中心公布了第22批参比制剂目录，其中包括大量 注射剂。加上2月份公布的第21批目录，共发布了474种注射剂参比制剂，其中基本涵盖了销量较大的 注射剂品种。 ) 现行《中国药典》二部中推荐使用分光光度计通过比色法进行重金属检测，但该方法只能通过颜色来判断几种重金属的总量，无法判断单个元素的含量。 对于包材相容性研究，相关指导原则推荐使用原子吸收光谱仪(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱仪 (ICP-OES) 和电感耦合等离子体质谱仪 (ICP-MS)。 ICH Q3D 推荐使用 ICP-OES 和 ICP-MS。但是在分析 Cd、Pb、As、Hg 等必检元素时，由于这些元素的 PDE 值较低(在注射剂中， Cd、Pb、As、Hg 的 PDE 分别为2、5、15、3pg/日)，按照100g的日摄入量和100倍的前处理稀释倍数计算，J值分别为 0.0002、0.0005、0.0015 和 0.0003 ug/g， 因此检测限较高的 ICP-OES 难以胜任这些元素的检测。 通过对各种技术的综合评估发现，对于开展元素分析的实验室而言， ICP-MS 是应对日益严格的化学仿制药(注射剂)一咥性评价工作最具性价比的选择。 注射剂一致性评价中元素杂质检测所面临的挑战和解决方案 针对即将开展的化学仿制药(注射剂)-)一致性评价工作，相关企业应如何做好准备应对即将来临的挑战。 挑战! 某些注射剂从未接受过元素杂质检测，相关分析人员在开展检测工作时可能会无从下手，编辑仪器方法所用的时间甚至超过实际样品的检测时间。 解决方案 对于从未接受过元素杂质检测的注射剂， Agilent ICP-MS 具备同时进行筛查和定量分析的能力，能够在准确定量的同时筛查出所有潜在元素杂质。另外， Agilent ICP-MS 配备的 MassHunter 软件中内置有 ICHQ3D、USP 232/233 和中国药典的分析方法包，日常实验过程中可以直接调取使用，大大节省了编辑仪器方法所需的时间(见图1-2)。 半定量因子图(He模式) 图1.MassHunter 软件内置的半定量筛查功能可以快速对75种以上的元素进行半定量测量 图2. MassHunter 软件内置了 USP232、ICHQ3D 以及中国药典的分析方法包 挑战Ⅱ 多种注射剂含有大量CI(例如盐酸氨溴索液和盐酸替罗非班注射液等)或溶于氯化钠/葡萄糖氯化钠注射液中，因此40Ar35CI、35Cl160 会对75As、51V的测定造成质谱干扰，严重影响目标元素分析结果的准确度。 解决方案Ⅱ Agilent ICP-MS 配备第四代八极杆碰撞反应池，与安捷伦专有的屏蔽炬技术相结合，可最大程度发挥氦气碰撞模式下的动能歧视作用，完全去除基质中可能引起质谱干扰的所有分子、离子。即使同时分析多种基质差异巨大的注射剂样品，用户也只需设定定种分析方法，即可准确测定所有元素(见图3)。 图3.稀酸空白样品受到质谱干扰所得谱图(左)和采用 He模式一次性消除所有干扰后所得谱图(右) 挑战Ⅲ 某些注射剂需要溶解于100%有机溶液(例如异丙醇、二甲基亚砜等)中，而传统 ICP-MS 仅能耐受低浓度有机试剂。 解决方案Ⅲ 传统的 ICP-MS 采用 27.12 MHz 固定频率的 RF 发生器，频率稳定但进有机样品时产生大反射功率容易灭火，无法实现有机样品的正常测试。Agilent ICP-MS 采用变频式射频(RF)发生器(见图4)，在样品溶剂发生改变时，可以根据样品状态自动切换，可以实现在水溶液和100%甲醇之间切换时不熄火，直接分析有机样品。 图 4.变频式 RF 发生器 挑战IV 某些注射剂含有大量 NaCl 或需溶于氯化钠/葡萄糖氯化钠注射液中，而传统 ICP-MS 的耐盐度仅为 0.2%，稳定性和灵敏度较差，因此在分析这些注射剂时，很难获得理想的分析效果，并会增大接口锥和炬管的损耗。解决基质效应的传统方法是进行手动稀释。但手动稀释会造成稀释误差，提高样品污染风险，导致灵敏度下降、工作量增加等。 Agilent ICP-MS配备高基质进样系统(HMI)(见图5)，基质耐受性明显优于业内其它品牌 ICP-MS。该系统采用当前业内最成熟的在线自动气体稀释技术，使 ICP-MS 的耐盐度由传统 ICP-MS 的0.2%提升至3%(最高可达到25%)。因此，用户无需手动稀释即可直接分析高盐样品。减轻了用户工作量，避免了手动稀释引入偶然污染的风险，在获得准确分析结果的同时延长了仪器的维护周期和使用寿命。另外，HMI/UHMI操作简单、灵活，可选择预设稀释级别或手动无级调节稀释倍数，以便针对不同基质浓度的样品选择不同的稀释方式和稀释倍数，在保证稀释效果的同时确保稀释后获得足够高的灵敏度。 图5.安捷伦高基质进样系统 挑战V 面对注射剂中各种元素杂质J值的计算，刚接触元素分析的操作人员往往一筹莫展，甚至可能会因J计算错误而导致重大工作失误。因此，准确计算J值在实际实验过程中具有至关重要的意义。 解决方案V Agilent ICP-MS 配备的 MassHunter软件具有专门针对 ICH Q3D 设计的功能，涵盖PDE、日剂量、J值的计算等。借助该软件，分析人员可轻松完成法规要求的所有数据的计算(见图6)。 [Agilent INTERNAL USE ONLY!!! ] Offline ICP-MS Data Analysis-20161025_USP232ICH Inhalation.b-20161025_USP232 ICH Inhalation 图6.自动计算J值并体现在报告中 注射剂一致性评价中元素杂质检测的应用实例 实例1：高盐样品稳定性实验 通过分析注射剂样品中的元素杂质来考察 Agilent 7800 ICP-MS 在高盐样品分析中的稳定性。待测注射剂样品的盐浓度高于 0.9%，在不经稀释的情况下直接进样分析。通过连续分析2小时所获得的10次测定结果来评价仪器的稳定性，实测数据列于表2中。 表2.注射剂样品稳定性结果 元素 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 稳定性(RSD%) Al 20.72 21.31 21.23 21.34 21.07 21.10 20.72 21.31 21.32 21.30 1% Ni 6.21 6.24 6.19 6.11 6.27 6.05 5.94 6.24 6.19 6.10 2% Cu 0.97 1.01 0.99 0.96 0.96 0.94 0.92 1.01 1.00 0.90 3% As 6.52 6.67 6.60 6.52 6.56 6.45 6.36 6.67 6.60 6.51 2% Sr 7.60 7.40 7.45 7.59 7.81 7.61 7.51 7.40 7.45 7.60 2% Cd 0.19 0.18 0.19 0.20 0.20 0.19 0.20 0.21 0.19 0.20 5% Ba 83.85 83.15 83.33 84.38 86.76 85.56 83.89 83.24 83.32 84.30 2% Hg 1.36 1.34 1.39 1.38 1.45 1.41 1.42 1.36 1.38 1.38 3% TI 0.22 0.20 0.21 0.22 0.22 0.22 0.22 0.20 0.22 0.21 3% Pb 1.73 1.69 1.71 1.72 1.75 1.72 1.71 1.68 1.70 1.72 1% 利用 Agilent 7800 ICP-MS 直接分析 3% NaCl 溶液中各种金属元素的含量，连续分析1小时，计算各种元素含量的RSD， 以考察仪器的稳定性。具体结果如表3和图7所示。 铬Cr一铜 Cu 砷As '镉 Cd 铅 Pb 图7.3% NaCI溶液1小时稳定性测定结果 表3.3%NaCl溶液1小时稳定性测定结果 采集时间 钒V 铬Cr 锰Mn 钴 Co 铜 Cu 砷As 镉Cd 铅 Pb 2016/5/17 12：39 9.992 9.009 11.311 7.574 6.828 8.006 7.563 13.460 2016/5/1712：41 10.072 9.082 11.457 7.541 6.824 8.008 7.445 13.488 2016/5/17 12：44 10.069 9.048 11.347 7.513 6.820 8.018 7.504 13.478 2016/5/1712：46 10.176 9.143 11.404 7.567 6.841 8.105 7.653 13.613 2016/5/1712：50 10.178 9.150 11.316 7.534 6.802 8.060 7.598 13.572 2016/5/1712：52 10.109 9.048 11.149 7.412 6.769 8.136 7.564 13.531 2016/5/1712：55 10.037 9.163 11.327 7.542 6.813 8.166 7.483 13.480 2016/5/17 12：57 10.056 9.068 11.115 7.433 6.711 8.099 7.546 13.612 2016/5/1712：59 10.096 9.127 11.079 7.572 6.824 8.084 7.445 13.613 2016/5/17 13：01 10.042 8.966 11.257 7.472 6.756 8.099 7.591 13.515 2016/5/17 13：04 10.142 9.124 11.304 7.556 6.850 8.096 7.558 13.642 2016/5/17 13：06 10.107 9.034 10.999 7.463 6.809 7.971 7.439 13.511 2016/5/1713：09 9.802 8.625 11.119 7.169 6.710 7.968 7.306 13.320 2016/5/17 13：11 9.802 8.712 10.869 7.219 6.709 8.027 7.325 13.481 2016/5/17 13：14 9.875 8.603 10.939 7.094 6.698 8.019 7.232 13.621 2016/5/17 13：16 9.912 8.713 10.905 7.143 6.815 8.199 7.343 13.517 2016/5/17 13：18 9.868 8.732 11.082 7.159 6.860 8.155 7.363 13.483 2016/5/1713：20 9.841 8.677 10.965 7.101 6.746 8.097 7.338 13.494 2016/5/17 13：22 9.871 8.694 11.048 7.143 6.797 8.235 7.372 13.383 2016/5/1713：24 9.749 8.740 10.965 7.081 6.834 8.275 7.310 13.359 2016/5/1713：26 9.716 8.555 10.827 7.033 6.750 8.214 7.304 13.407 2016/5/1713：29 9.675 8.730 10.835 7.063 6.781 8.205 7.359 13.488 2016/5/17 13：31 9.727 8.646 10.887 6.970 6.739 8.172 7.243 13.422 2016/5/17 13：33 9.824 8.619 10.874 7.013 6.718 8.031 7.279 13.427 2016/5/17 13：35 9.733 8.651 10.897 7.009 6.743 8.255 7.367 13.415 2016/5/17 13：39 9.769 8.594 10.955 7.062 6.778 8.320 7.388 13.437 2016/5/17 13：40 9.820 8.717 11.143 7.148 6.848 8.271 7.332 13.369 RSD 1.6% 2.5% 1.7% 以上实验表明， Agilent 7800 ICP-MS 在高盐注射剂样品分析中具有以下优势： _可直接进样分析，简化样品前处理过程，避免传统稀释过程带来的试剂消耗以及可能引入的污染 表现出良好的稳定性，两小时连续测定结果的相对标准偏差均处于5%以内，表明几乎消除了高盐基质对分析稳定性的干扰 实例Ⅱ：脂肪乳注射剂中的元素杂质检测及加标回收率结果 脂肪乳注射剂是由植物油、磷脂乳化剂、渗剂和注射用水制成的稳定水包油型乳剂。注射剂本身为乳白色液体，其中含有大量油脂，难以消解，需要操作人员具备娴熟的前处理技术。 本实验采用有机试剂(异丙醇)将脂肪乳注射剂样品稀释15倍后，直接上机测定样品中的 As、Hg、Pb、Cd、Pt 含量。采用传统 ICP-MS 需要一天才能完成的实验，在 Agilent 7800 ICP-MS 上只需1小时即可完成。具体测定结果列于表4中，各种元素的校准曲线如图8所示。 表4.脂肪乳注射剂中各元素的测定结果 元素 J值(pg/L) 平行样1 平行样2 sJ值 As 0.667 0.054 0.059 pass Cd 0.333 0.000 0.001 pass Pt 0.667 0.101 0.122 pass Hg 0.333 0.016 0.018 pass Pb 0.333 0.012 0.013 pass 195 Pt[He] x103y=2894.9890*x+291.3367 6- R=0.9979 4- 2- 0- 0.0 1.0 2.0 浓度(ppb) 图8.各种元素的校准曲线(线性范围：0-1.5ppb) 为验证分析结果，对样品进行加标回收实验，结果列于表5中。 表5.脂肪乳注射剂的加标回收率结果 0.488 0.5 95% 0.628 0.5 115% 1.193 1.0 114% 1.575 1.5 101% 0.474 0.5 95% 0.972 1.0 97% 1.497 1.5 100% 0.566 0.5 93% 1.109 1.0 101% 1.632 1.5 102% 0.476 0.5 0.901 1.0 89% 以上实验表明， Agilent 7800 ICP-MS 在脂肪乳注射剂样品分析中具有以下优势： -样品测定结果准确，且检测方法简单，可大大降低样品前处理过程的污染风险 -样品中含有大量 CI 元素会导致 As 的检测异常困难， Agilent 7800 ICP-MS 采用的 ORS4 第四代八极杆碰撞反应池能够消除潜在的多原子干扰离子，获得准确的 As 定量结果 Agilent ICP-MS 在注射剂样品的元素杂质分析中的突出特点 一配备高基质进样系统，有效应对高盐样品分析：通过干气溶胶自动在线稀释，仪器的基质耐受性由传统ICP-MS 的 0.2%提升至3%(最高可至25%) -采用第四代氦气碰撞反应池技术，高效彻底地消除干扰，操作简便：只需使用氦气碰撞，，在同一操作条件下即可消除所有可能的多原子离子干扰 -功能齐全的合规软件设计： MassHunter 软件具有专门针对 ICH Q3D 设计的功能，内置 ICH Q3D 的方法文件，涵盖 PDE、日剂量、J值计算等 -采用变频式射频发生器设计：能够在水溶液和100%甲醇之间切换时不熄火，脂肪乳注射剂等样品经有机试剂稀释后可直接上机测试，快速完成分析 查找当地的安捷伦客户中心： www.agilent.com/chem/contactus-cn 免费专线：800-820-3278，400-820-3278(手机用户) 联系我们： LSCA-China_800@agilent.com 在线询价： www.agilent.com/chem/erfq-cn www.agilent.com 安捷伦对本资料可能存在的错误或由于提供、展示或使用本资料所造成的间接损失不承担任何责任。 本文中的信息、说明和技术指标如有变更，恕不另行通知。 ◎安捷伦科技(中国)有限公司，2019 ( 2019年11月7日，中国印刷 ) ( 5994-1282ZHCN ) 2017 年 12 月 22 日，国家食品药品监督管理总局药品审评中心 (CDE) 发布了“关于公开征求《已上市 化学仿制药（注射剂）一致性评价技术要求》意见的通知”。继口服固体制剂一致性评价之后，对品种更多、药物含量比更高的注射剂的一致性评价也被提上了日程。 在《已上市化学仿制药（注射剂）一致性评价技术要求》（征求意见稿）中，明确规定了原料药的元素杂质、包材相容性和质量工艺中元素杂质的检测等内容。意见稿中还要求“根据 ICH Q3D 的规定，通过科学和基于风险的评估来确定制剂中元素杂质的控制策略，包括原辅包、生产设备等可 能引入的元素杂质”。ICH Q3D 规定了 24 种元素杂质的每日最大允许暴露量 (PDE)，如表 1 所列。而对于包材的相容性研究，则“按照《化学药品注射剂与塑料包装材料相容性研究技术指导原则》、《化学药品注射剂与药用玻璃包装容器相容性研究技术指导原则（试行）》等相关技术指导原则”，对迁移至注射剂药液的常见元素（包括 Na、Pb、As）等开展相关工作。Agilent ICP-MS 在注射剂样品的元素杂质分析中具有突出特点：– 配备高基质进样系统，有效应对高盐样品分析：通过干气溶胶自动在线稀释，仪器的基质耐受性由传统 ICP-MS 的 0.2% 提升至 3%（最高可至 25%） – 采用第四代氦气碰撞反应池技术，高效彻底地消除干扰，操作简便：只需使用氦气碰撞，在同一操作条件下即可消除所有可能的多原子离子干扰 – 功能齐全的合规软件设计：MassHunter 软件具有专门针对 ICH Q3D 设计的功能，内置 ICH Q3D 的方法文件，涵盖 PDE、日剂量、J 值计算等– 采用变频式射频发生器设计：能够在水溶液和 100% 甲醇之间切换时不熄火，脂肪乳注射剂等样品经有机试剂稀释后可直接上机测试，快速完成分析