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一次失败的方法开发教训及其今后的开发思路

液相色谱(LC)

  • 从业20多年来,开发过完整的分析方法不下数十个,虽然不见得都做的很好,有创新,但还没真遇到失败过,但现在我真在一个方法开发上由于回收率根本无法达到要求,而失败。 这个罕见的实例深深的教育了我!
    前些日子,受一家药企的要求,开发一种药物中痕量残留碘离子的检测,一开始就希望用离子色谱法来测。这是一种含有贵金属的一种有机物,在水中微溶。碘用离子色谱是能检测的,但是对于这个含贵金属的有机物,如果在水中不溶或难溶,就存在回收率的问题,如果全溶,直接进样对色谱柱可能存在极大的伤害,尤其后面接了抑制器。
    因此我一开始,就考虑用HPLC直接分析碘离子,因为碘在紫外有响应,而且优于电导,如果HPLC能做,则成本低,速度快,查阅文献用HPLC则并没有报道,但凭我的直觉,HPLC应该是可以的。而且这药物本身含量是用HPLC分析,直接溶解后进样,没有前处理,回收率就不会有问题,操作会比较简单。
    碘其本身是一个体积大的离子,有极性,在C18柱中肯定是有保留的,事实也证明如此,为了延长碘的保留,在流动相中添加了TBA,实验效果也证明添加TBA可延长碘的保留时间。这样,可以通过添加有机物来控制碘和药物保留时间。
    对样品分析,并没有检测到碘的存在,进样重复性也没有问题,初步检测方法的灵敏度可达到0.2mg/L,能满足药物申报的要求。于是按照要求进行方法学验证,由于主要是学生在做,等做完检查才发现有问题,线性存在一种奇怪的现象,浓度越低,响应越小,而且在低浓度下,碘的峰型变形(见图1),重复做了几次才勉强可以。更吃惊的是后面,添加微量的碘后,根本检测不到,等到检测到碘,回收率远远偏低,保留时间似乎发生了偏移,出现鬼峰。这结果难以置信,于是我与学生再次重复试验,亲自坐镇,当添加已知的碘离子,出来的峰保留时间飘移,峰面积变小,出现额外的峰时(见图2),我才明白,这近一个月的工作几乎白费了,也明白药厂一开始就提醒我注意回收率。

    图1 1 0.1ppm,2 0.2ppm,3 1ppm
    [img=,602,362][/img]
    图2 上加碘标样, 下 样品
    浪费了大量的时间,怎么办,重新回到离子色谱法,采用标准的阴离子分析,NaOH体系,样品的溶解性也不管了,柱子寿命也不管了,在抑制器后同时接电导和紫外检测,由于样品全溶解,溶解度为0.5%,原来以为药物不出峰,结果样品会被洗脱,主峰在4.5分钟,样品中测到了痕量的碘在7.9min(与液相结果不同,图3电导,图4紫外)但是拖尾至少有10分钟,因此这种严重拖尾的情况根本无法用于实际样品的分析。怎么办,换检测器,于是用安培检测器代替紫外检测器,更换了柱子,在安培上药物本身没有响应,非常好,因此对碘就没有干扰,但是碘却出现拖尾(图5安培,图6标样碘),还是不行,怎么办,只有一个星期时间,加上我要出差,要优化完成方法开发和验证,已经不肯能了,暂时也没时间进一步研究,只能放弃。这是我有史以来,面对一个似乎并不难的课题,第一次败下阵了,其教训是非常深刻了。

    图3 电导检测的结果
    [img=,692,389][/img]
    图4 紫外检测的结果

    图5 安培检测的结果
    [img=,692,389][/img]
    图6 碘标样的安培检测
    这些天我一直思考这个问题,探究这个样品的特性,为以后进一步的探究提供思路:
    1 任何分析方法,尤其痕量分析,回收率是第一关,回收率做不到,这个方法就无效,虽然我在有样品前处理的方法中首先做回收率,但是在没有任何前处理,就忽视了这一点,这教训告诉我,不管是否样品前处理,回收率优先做,同时考察线性。
    2 离子色谱能测到碘,而液相不行,这实际上明确告诉我,液相色谱方法测碘有问题,这些碘哪里去了?如何解释?思考了半个月,才豁然开朗,我明白是使用离子对试剂的缘故,TBA作为离子对试剂,是否强行保留了一些碘离子,这种现象并没有报道过。另外,当添加碘离子到样品中,微量的碘色谱图看不到(单独进碘能看到),碘多时,却发现有鬼峰出现,多出来一个峰,这似乎告诉我,碘能与样品形成某种化合物,这种现象的存在,使得碘的回收率根本无法做好,尤其当样品会与碘反应。放弃这个方法是必然的,这种奇特的现象只有在实验过程中才会被发现和确认。
    3 液相是否就不能分析碘,由于时间关系,我并没有探究其他方法。但我还是相信,选择好分析体系,有可能能避免上面的特例的发生。首先放弃离子对试剂作为流动相添加剂,以无机缓冲液与有机相组合,C18柱碘有足够的保留时间。其次,采用有机酸柱,样品会不会拖尾,拖尾的可能性还是存在的,添加有机改性剂,抑制拖尾或许能解决碘的回收率问题。
    4 碘的特点在离子色谱中可以用电导,紫外和安培检测。直接用阴离子柱分离,由于样品存在严重的拖尾,简单的方法是行不通的。采用二维模式,一维针对性的富集,二维再次做,由于切除了大部分的样品基体,方法上肯定可以,但是二维的方式并不是最佳的方式。
    5 在淋洗液中添加甲醇或乙腈,理论上样品的拖尾会被抑制,如果只需要加少量的有机相(10-20%),能使样品与碘基线分离,用紫外检测则可以分析碘。
    6 选择合适的柱子,用安培检测器检测碘,在前面已经证明,在安培模式下,样品对碘的测定没有干扰,前面没结果是没有更多的优化,理论上选择合适的柱子和流动相,对方法优化,分析痕量碘是可行的,也应该是最佳的分析方法。
    虽然厂家已经没有要求我们做了,但是不管多少代价,我必须弄清楚原因,也许后面会有一篇,最后用离子色谱的解决方案。
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  • zyl3367898

    第2楼2017/07/03

    应助达人

    分析的很透彻,期待楼主的成功篇。

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  • 一片枫叶

    第3楼2017/07/03

    应助达人

    创新路上坎坷泥泞,走过便是一片光明。

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  • 紫筱枫影

    第4楼2017/07/03

    思路清晰,没有问题。遇到这样的问题只有做过才会知道吧。赞一个。

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  • zal

    第5楼2017/07/03

    应助达人

    从失败中找出了原因也是一种成就,为潜心钻研的精神点赞!

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  • 夏天的雪

    第6楼2017/07/06

    应助达人

    实验成功的原创见过很多,分析实验失败原因的原创并不多,楼主对实验过程和失败原因进行了细致的分析。希望楼主能在分析的基础上进一步摸索,期待楼主该原创的续集,摸索出一套完整的解决方案。

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  • 夏天的雪

    第7楼2017/07/06

    应助达人

    楼主的失败经验提醒我们,开发方法时方法验证还是很有必要的

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  • 天心无痕

    第8楼2017/07/06

    学习了,好文章

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  • 王永文

    第9楼2017/07/06

    应助工程师

    成功有价值,失败同样有价值,如果能够好好复盘的话

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  • 夏天的雪

    第10楼2017/07/07

    应助达人

    实验失败了不可怕,就怕失败了就怨天尤人,或者束之高阁

    王永文(v2978382) 发表:成功有价值,失败同样有价值,如果能够好好复盘的话

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