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ICHQ3D元素杂质指导原则下的药物中24种元素杂质方法开发与验证

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    2021/09/20
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ICP-MS

  • ICHQ3D元素杂质指导原则下的药物中24种元素杂质方法开发与验证

    第一部分:一套ICP-MS方法精确稳定测试ICHQ3D元素杂质指导原则下的药物中24种元素杂质可行性

    对于ICP-MS来说,几十种元素同时测定对于仪器来说理论上是可行的,但是存在很多挑战。以ICH Q3D元素杂质指导原则下的药物中24种元素杂质同时测定为例,从实践经验出发,做简要说明。

    首要问题是要考虑这些元素包括各自溶液里面含有的基体离子是否可以稳定共存。由于Ru,Pd,Au,Os,Pt等元素基体为盐酸,银离子这个氯离子会产生AgCl沉淀。很多有经验的人都说Ag可以用2%盐酸络和,可是AgCl2与AgCl肯定是存在沉淀溶解平衡的,简单说,我不认为可溶性银可以在含有氯离子的溶液里长时间稳定存在。但是,可以有个折中的办法,就是把Ag和其他含有盐酸基体的元素分开配成母液,等制备线性和加标样品溶液时再让他们混合在一起。《医药分析杂质》2020年的顾宵等人曾考察了葡萄糖酸钙注射液24种元素的溶液稳定性,无论是标准线性溶液还加标样品溶液的波动均在8%以内。

    第二个问题是,Hg,Au,Os等元素需要加2%左右的盐酸才能较好得稳定在待测溶液里,否则,会有严重的残留可能连元素线性都走不出来。问题就来了:仪器必须要有较强的消除干扰的能力。(如果仪器无法耐受ClO的质谱干扰,那至少要两套方法,V和Cr需要另外做了)。

    第三个问题:由于元素过多,可能会存在同量异位素,比如说Pd与Sn。通过软件推荐与个人判断选择没有重叠的质量数。可在参考前篇文献的基础上,再做微调即可。

    最后,随着进样系统的改进,稀释气成了主流ICP-MS仪器的标配,但是因为含有Os,Au,Hg等元素,如果你没有加盐酸去增加溶液对这些元素的溶解性,稀释气不要开太大,不推荐超过0.2L/min。避免更严重的元素残留。

    其实,从分析可以看出来,即使做到一个方法里,对仪器与人员都要求较为严苛,付出的劳动肯定是加倍的。这种情况,不论是最终两套还是一套方法,理所当然得要更多的报价才符合实际。

    第二部分:谁是ICHQ3D元素杂质里最难测定的元素?

    前文说,在不考虑样品基体的情况下,存在24种ICH要求元素的一次测定的可能性。本篇文章以最近实验为例,做简要说明:实际项目里复杂基体做24种元素的复杂性。

    在不能抗ClO干扰的仪器上,Au就是YYDS。为了Hg的稳定性不得不加入了200μ/l的金元素,搞得Au深度残留。所谓深度残留就是说:在碰撞反应池前可能都有大量的残留,也就是说你把仪器的能换的东西都换一遍,也不能解决金元素的残留。在更换炬和锥的前提下,也需要冲洗很久,需要数个小时,才能将空白冲洗到亚ppb级别。显然,在第三方实验室是不可能给你这么用仪器的。现实往往就是需要我们在较高金元素背景的基础上去做实验。

    大家都知道可以Au的基体是盐酸,理论上来说,用盐酸会更好,也可以把金元素和含盐酸基体的元素一起做。但如果真的用盐酸体系去做实验会遇到很多坑。原因是:不同Cl的含量和Cl的化学形态会影响在仪器上Au脱附的程度(结论来自于实践经验,不作赘述)。所以,前文那个在葡萄糖酸钙注射液里同时测定24元素的文献是比较鸡贼的,挑了一个最简单的情况去做应用。

    曾遇到的比较反直觉的用盐酸基体做Au的案例:开发实验的样品金元素测得值基本平行,加标回收率虽然波动比较大,但也符合要求。但是过程空白RB偏高,按说强度应该和同等酸度的线性空白一致,你总不能说加热一下,就凭空出来很多金元素吧?所以,这时候我为了避免偶然性,读了一百次数据,如下图


    此时信号,经过四十多秒的上升期,以后信号相当稳定,但是有一点点下降趋势。分析如下:前面那40多秒的上升期:属于基体切换过程中的进样系统脱附的过程,后面的信号其实就是Au不断洗脱而检测下来的信号。重新走线性空白(含有和过程空白与样品溶液同等含量的盐酸)就信号变得很低,所以不可能是试剂里面的。真相就是:不同Cl的化学形态影响了仪器进样系统的金元素的洗脱效率,并且,这个过程较为稳定(洗脱Au的过程比较漫长),所以信号也比较稳定,只是略有下降趋势。图中绿色线为内标Bi,红色为Au元素信号。

    前文说的折中方案其实就是最终方案。实际的项目复杂性,不仅仅在于理论上的,更多时候是要考虑此时此地的资源。最后结论是:很多时候ICH的24个元素三套验证是可以保证的,两套要看实际情况,一套除非是特例,比如可以直接溶解,样品浓度比较小等情况时。关键性元素Ag,V,Cr一起,贵金属,Os等盐酸基体元素一组,Au理论上可以归到第二组,实际上,很多需要消解的例子,只能是单独拿出来用硝酸体系做,以避免Au的洗脱效率不同而造成数据异常。如果您的仪器用Au去做Hg的稳定剂,那么Au就是最难做的元素,没有之一,此时最后解决之道也变成了:索性让Au稳定在仪器上,往往避免加盐酸,而把金做到硝酸体系里去,但是硝酸溶解金的能力弱,所以溶液残留也比较严重。做实验的时候需要注意冲洗,算是一个折中的办法。如果想要扯彻底的解决Au难测定的问题,只有用额外加稀盐酸的方式去稳定Hg,此时实验室的解决方案才更有可能一套方法去测定24元素。

    第三部分:在深度残留Au的仪器上,且仪器可使用时间有限的情况下,做Au元素开发验证的要点。

    降低仪器本底还是必须要做的:用样品溶液冲洗仪器的Au残留20min,同时起到了老化锥口的作用。

    关闭稀释气体,稀释气会让气溶胶更干,从而让难溶解的Au更容易的残留,增大冲洗的难度。

    每针溶液之间用稀释剂(稀硝酸)冲洗,千万不要用盐酸冲洗,这会把残留的Au大量得冲洗下来,而完全冲洗下来又需要的时间太长,反而把事情搞得更复杂了。

    当进第一个样品基体时,要注意放置一段时间(比如:3分钟)再开始测试,避免切换样品溶液过程中冲洗下来比稀硝酸多几倍的金。当然,如果样品就是盐酸,我们可以尽可能得减小样品浓度,并且考虑基体匹配。
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