微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定原料药中的残留钯

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(1.北京市理化分析测试中心，北京 100094；2. 有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室，北京 100094)

利奥西呱(riociguat)是一种可溶性鸟苷酸环化酶 (SGC)激活剂，主要用于治疗慢性血栓栓塞性肺动脉高压和肺动脉高压病症，于2013年10月获得美国FDA批准上市[1]。金属钯类化合物作催化剂在医药合成领域的应用极为广泛，利奥西呱在以3-氯吡啶(12)为起始原料的氰化合成反应过程中，常采用四(三苯基膦)钯作为催化剂[2]，此过程虽然精制，但在反应中仍会有所残留，进而被带入到后续药物制剂中。钯作为具有其他毒性的第I类金属，有显著安全隐患，欧洲药品管理局(EMA)关于该类金属催化剂残留限度规定，其口服药物残留量限度100μg·d-1[3]，，一般每克药品中钯的含量须少5μg·g-1 [4]。因此，测定以钯为催化剂合成的药物中的残留钯含量对药品的安全性与质量控制具有重要意义。

目前药品中痕量钯元素的相关报道主要集中于原子吸收光谱法[5，8]，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法的并不是很多。与传统的原子吸收光谱法相比，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)具有灵敏度高、检出限低、线性动态范围宽、抗基体干扰能力强、简便快速等优点，已应用于部分其他药品元素的分析检测中[9-1]。本文以利奥西呱原料药为研究对象，建立了微波消解-ICP-MS法测定其中残留钯的分析方法，结果表明该方法准确可靠，灵敏度高，精密度良好，为控制原料药中残留钯的检测提供了一种简便准确的方法。

1 仪器与试剂

1.1 仪器与装置

Agilent 7700x型电感耦合等离子体质谱仪(美国Agilent公司)；Ethos微波消解仪(意大利Milestone公司)；XS204电子分析天平(瑞士梅特勒-托利多公司)；JR系列高精度数显恒温加热台(深圳市鑫诚电子设备有限公司)；Milli-Q超纯水仪(电阻率为18.2 MΩ·cm-1，美国Millipore公司)；99.999%高纯液氩(北京永圣气体科技有限公司)。

1.2 标准溶液与试剂

进口电子级硝酸(Suprapur，德国Merck公司)，高氯酸(GR，天津市鑫源化工有限公司)；钯元素标准溶液(GSB G 62037-90，1000 mg·L-1，国家钢铁材料测试中心)；锂、钴、铊、铈混合调谐溶液(Agilent#5184-3566，1000 μg·L-1)；锂、钪、锗、铑、铋、内标混合溶液(Agilent #5188-6525，10 mg·L-1)。样品为利奥西呱原料药(批号：170101，170202， 某制药厂提供)。

2 方法与结果

2.1 ICP-MS仪器工作条件

采用锂、钴、铈、铊混合调谐溶液对仪器进行自动调谐，使得其灵敏度、氧化物、双电荷产率、分辨率等各项指标达到测定要求。经调谐优化后，ICP-MS的工作参数如下：射频RF功率1500 W，冷却气氩气流速为14.8 L·min-1，雾化气流速为0.90 L·min-1，载气流速为1.00 L·min-1；雾化室温度为2℃，采样深度为7.2 mm，样品提升蠕动泵转速：6.0 rpm；样品提升时间：40 s；全定量分析模式，积分时间0.30 s/同位素，重复次数：3次。

2.2 标准溶液及内标液的配制

采用体积稀释法制备钯标准溶液。准确量取10.0 mL的钯标准溶液(1000 mg·L-1)于100 mL容量瓶中，用2%硝酸(体积比)稀释定容至刻度，逐级稀释制备成浓度为1.0 mg·L-1的标准储备溶液；分别准确移取0.5、1.0、2.0、5.0、6.0 mL的钯储备液置于相应的100 mL容量瓶中，再用2%硝酸定容、摇匀后，即得相应的钯元素的标准溶液浓度为：5.0、10.0、20.0、50.0、60.0 μg·L-1。

另移取适量锂、钪、锗、铑、铋、铱内标溶液，用2%硝酸溶液稀释成约200 μg·L-1的内标溶液；测定时样品溶液和内标溶液分别从样品管和内标管进样。

2.3 样品前处理

分别称取0.2 g(精确到0.0001 g)利奥西呱样品于聚四氟乙烯的微波消解罐中，分别加入3 mL硝酸和1.0 mL高氯酸，使样品与硝酸充分浸润，并置于通风橱中放置过夜冷消。在密封好消解罐后装入微波消解仪中，按照表1设定的消解程序进行反应。待消解完毕后取出消解罐，置于加热板上于140℃赶酸至近干后，再将消解液转入25 mL量瓶中，并用超纯水洗涤数次消解罐壁以免损失，定容至刻度，摇匀后待测；同时制备样品空白溶液。

表1 原料药微波消解程序

2.4 基体干扰的消除及仪器测定方法

ICP-MS在测试过程中主要存在质谱干扰与非质谱干扰。质谱干扰分为同量异位素干扰、氧化物和双电荷干扰、多原子离子干扰等[12]；将仪器自动调谐至最佳状态，氧化物和双电荷较低，并选择合适的待测元素同位素、编辑校正方程后即可大部分消除，本实验测试过程中选择钯(105Pd)同位素。非质谱干扰则主要来源于待测样品溶液的基体干扰效应，可通过选择合适的内标元素予以校正；内标元素应选择样品中不含有，同时质量数、电离电位与待测元素相近的元素，相对于传统的铟(115In)内标，以铑(103Rh)作为在线内标的计数过程更为稳定。

测定方法：仪器分析过程中内标管应始终插在内标液中，通过钯(105Pd)与铑(103Rh)内标对应响应值之间的比值来实现有效降低样品基体干扰及仪器信号漂移的目的，从而提高待测元素的准确度。

3 方法学考察

3.1 标准曲线

优化以上各仪器参数条件后，对标准溶液依次进样。以钯元素的计数与内标铑元素计数的比值为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，由仪器自动拟合出线性回归曲线。工作曲线如图1所示。由图可知，钯元素在0～60.0 μg·L-1范围内的线性关系良好，相关系数为R2= 0.9996，在线内标回归方程为：Y= 0.0086x+ 0.0018 ，满足实验要求。

图1 钯元素标准曲线

3.2 专属性

连续进样11次样品空白溶液，得到钯与铑的强度计数值，计算两者比值的标准偏差σ，再根据标准曲线的斜率b，由LOD = 3.3 σ/b 即可得到检出限。测定结果为钯的方法检出限为2.80 μg·kg-1。

3.3 重复性实验

分别称取利奥西呱原料药样品7份，约0.2 g于消解罐中，按照 “2.3”方法对样品进行前处理后进行测定，7次平行测定结果如表2所示。相对标准偏差(RSD)为0.847%，该方法的重现性良好。

表2 重复性实验结果(n = 7)

3.4 回收率实验

分别称取0.2 g利奥西呱原料药9份于消解管中，分为3组，每组平行制备3份，每组分别加入1.25 mL，1.50 mL， 1.75 mL的钯标准储备溶液(100.0 μg·L-1)；按照“2.3”方法处理样品后计算回收率。样品测定结果及回收率见表3。由表3可知，加标后钯的回收率为90.14%～101.3%，相对标准偏差RSD分别为2.17%～2.44%，表明所建立的方法准确、可靠。

3.5 实际样品测定

按照上述建立的方法测定了其他不同批次利奥西呱原料药中的钯含量，测定结果见表4。 由表4可知，不同批次原料药中钯含量均在一个数量级范围内，小于限度值5 μg·g-1，符合要求。

表3 回收率实验结果(n=9)

表4 不同批次测定结果(n = 2)

4 结论

本实验采用微波消解法前处理样品，建立了电感耦合等离子体质谱法分析一种利奥西呱原料药中残留钯的测定方法。实验结果表明：

(1)该方法简便快速、灵敏度高、准确度与精密度好、数据准确可靠；

(2)采用微波消解前处理样品，样品污染少、重现性好，方便高效；

(3)以更具稳定性的铑(103Rh)元素做在线内标校正基体效应及仪器信号漂移，进一步提高了样品检测结果的准确度与精密度。

(4)通过对样品的方法学验证后，表明该方法适用于利奥西呱原料药中钯的测定。

[1]肖桂芝, 刘永贵, 汤立达. 治疗栓塞性肺动脉高压和成人肺动脉高压新药利奥西呱[J]. 中国新药杂志, 2015,24(1): 1-4.

[2]周海平, 张云然, 朱启华. 利奥西呱合成路线图解[J]. 中国医药工业杂志, 2017,48 (1) :116-119.

[3]EMEA/CHMP/SWP/4446/2000(final).Guideline on the specification limits for residues of metal catalysts or metal regants[M]. London: Committee for Medicinal Products for Human Use(CHMP), 2008.

[4]谢贞建, 袁海梅, 孙敏, 等. 基于火焰原子吸收光谱法的苯甲酸阿格列汀中残留钯测定[J]. 成都大学学报(自然科学版), 2016, 35(3): 215-217.

[5]林琳, 韩华云, 陈克, 等. 涂钼石墨管-电热原子吸收法测定药品中微量钯[J]. 光谱学与光谱分析, 2002, 22(3) : 476-478.

[6]王超, 张平, 王刚. 石墨炉原子吸收光谱法测定阿伐斯汀中残留钯元素[J]. 安徽医药, 2009,13(8)：890-892.

[7]Nancy L. The use of atomic spectroscopy in the pharmaceutical industry for the determination of trace elements in pharmaceuticals[J]. Microchem J, 2011, 55(4): 653.

[8]袁利月, 杨荷友, 许玉丽, 等. 石墨炉原子吸收光谱法测定泛昔洛韦中痕量钯[J].中国医药工业杂志, 2006, 37(8): 555-556.

[9]张春华, 陈亮, 吴慧勤, 等. 微波消解-ICP-MS测定美罗培南中铑和钯残留[J]. 广州化工, 2014, 42(9): 123-124.

[10]张振兴, 王强, 杨凤, 等. 微波消解-ICP-MS法测定利奈唑胺中残留钯[J]. 化学研究与应用, 2013, 25(1): 134-136.

[11]李莉, 赵佳莉. 微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定化学原料药中痕量钯元素[J].中国无机分析化学, 2016, 6(1): 6-9.

[12]赵小学, 张霖琳, 张建平, 等. ICP-MS在环境分析中的质谱干扰及其消除[J].中国环境监测, 2014, 30(3): 101-103.