使用NexION 1100 ICP-MS检测和验证药品中的元素杂质

2018年，美国药典（USP）通则<232>¹和<233>²更新了药物、原料药和原材料中元素杂质的元素列表和每日允许暴露量（PDE）。USP现在与国际协调委员会（ICH）Q3D（R2）第5步保持一致，其最新版本于2022年通过³。

第<232>章根据给药方式介绍了元素列表及其每日允许暴露量（PDE）：口服、肠外（静脉注射）和吸入药物。第<233>章详细介绍了<232>章中规定的元素分析的样品制备、分析程序和质量控制验证案。（ICH）Q3D（R2）第5步指南适用于同一组药品和原料药，并增加了皮肤和透皮给药途径的元素杂质的限度。这是一项基于风险的检测方案，用于评估是否有可能存在有毒元素。

USP<233>建议ICP-OES和ICP-MS技术均适用于杂质分析。然而，技术的选择取决于每日允许暴露量（PDE）、剂型和每日剂量。ICP-OES具有良好的灵敏度和线性动态范围，可用于部分口服药品的检测；然而，如需获得最低的检测限和最宽的校准线性范围，ICP-MS则是理想的技术。

珀金埃尔默提供USP/ICH套件⁴，除其他组件外，还包括J计算器，用于精确计算元素杂质的J值，使标准品制备和方法开发变得更加容易。

用2% HNO₃/2% HCl混合溶液将高纯度NaCl溶液（seaBlank，10-11% NaCl，Elemental Scientific Inc.，Omaha，Nebraska，USA）稀释11倍，制备模拟大容量肠外（LVP）生理盐水（0.9% NaCl）。将制备的模拟LVP生理盐水再用2% HNO₃和2% HCl混合溶液稀释2倍至最终盐度为0.45%，然后进行分析。

USP要求仪器校准至少基于两种标准（0.5J和1.5J）。制药公司通常使用0.3J作为风险评估。在极端情况下，如果样品含有等量的J，则添加1.5J的样品将得到2.5J的浓度。因此，低标准包括0.3J，高标准达到3J。校准标准品浓度如表2所示。校准标准品是通过将商用多元素和单元素标准品（见“所用耗材”表）稀释至基于PDE的浓度进行制备的，稀释倍数为2，生理盐水样品的剂量为2L/d。内标由1000 ppb Ge、20 ppb Tb和20ppb Bi的2% HNO₃/2% HCl溶液组成，与空白、标准品和样品在线混合。

* 稀释2倍的肠外生理盐水（用于分析）

根据USP第<232>/<233>章和ICH Q3D，使用NexION 1100 ICP-MS（珀金埃尔默公司，美国康涅狄格州谢尔顿）对LVP生理盐水样品进行分析。NexION采用获得专利的离子光学设计（三锥接口-四极杆离子偏转器组合和四极杆通用池），将传统碰撞池的简便性与卓越的检测限结合在一起。在此应用中，使用氦气作为碰撞气体，使用碰撞（KED）模式测量所有元素。

按照仪器操作手册，优化池气流以获得最佳检测限⁶。所有分析物均使用默认的RPq（池排斥参数），以简化方法开发。表3列出了用于分析的元素、同位素和氦（He）气流。

通常用于高TDS样品的全基体进样系统（AMS）均采用氩气流入喷雾室颈部以稳定信号，并提供额外的2倍稀释。

仪器工作参数如表4所示。在碰撞（KED）模式下，³⁵Cl¹⁶O/⁵⁹Co的比率通常为0.5%。对于LVP生理盐水样品的V分析，³⁵Cl¹⁶O+/⁵⁹Co+应调整至小于0.3%。在样品分析之前，需要对新清洁的锥体进行调节。该方法通过在2% HNO₃和2% HCl中吸入0.45% NaCl来调节锥体，并监测内标，直至信号稳定。然后，在开始样品运行之前，先抽吸超纯水，再抽吸2% HNO₃和2% HCl清洗系统。

USP<730>⁷和<233>定义了多个QA/QC方案来检测和验证方法开发。这些设置包括：

对于I类检测，相关系数的验证标准应大于0.995；对于II类定量检测，相关系数的验证标准应大于0.99。表3显示在校准范围内所有分析物的相关系数均大于0.999。

本研究中为所有元素建立了方法检测限（DL）和方法定量限（MQL），以确保方法的检测能力大大低于最大元素污染物水平（1.0J）。MDL计算为高纯度3*0.45%NaCl（n=7）三次重复测量的标准差（SD），MQL计算为10*高纯度0.45% NaCl三次重复测量的SD。结果见表5。

本检测对一式三份的1.0J和0.8J加标样品的平均浓度进行了比较。根据可接受标准，1.0J加标样品的平均浓度（n=3）必须在1J标准溶液的±15%范围内。0.8J加标样品的的信号强度或值必小于1J标准品。表6中的结果表明满足/超过了这些标准。

本检测需要对一批样品分析前后1.5J标准溶液的结果进行比较。可接受标准要求每个目标元素的漂移不超过20%。表7显示了在45个生理盐水样品批量运行（约2小时）前后测量的1.5J标准溶液的结果。漂移小于6.3%，很容易满足该标准。

采用基质加标回收率进行准确性验证。根据USP<233>，应测量浓度在0.5J ~ 1.5J之间的适当标准品以及相应的加标样品，加标回收率的可接受标准为70% ~ 150%。

然而，制药公司通常采用更严格的可接受标准，即通过评估较低水平的加标样品来获得更好的风险评估。因此，本测试测量了0.3J、1.0J和1.5J三个水平下的加标回收率。结果见表8。所有加标水平（包括0.3J加标样品）的加标回收率均在85% ~ 110%范围内。对于所有目标元素，0.3J加标样品的相对标准差（RSD，n=3）小于10%，1.0J和1.5J加标样品的RSD小于5%。

在精密度/可重复性测试中，6份1J（目标水平）加标样品中的每种目标元素的RSD应不超过20%。中间精密度测试的合格标准相同；然而，这六份样品的分析必须在不同的日期、使用不同的仪器或由不同的分析人员进行。RSD的标准等于或小于25%。如表9所示，精密度和中间精密度RSD分别＜6.4%和＜6.6%，远低于规格参数。