电感耦合等离子体质谱法测定盐酸丙帕他莫中12种金属杂质元素

徐森彪

(英格尔检测技术服务(上海)有限公司，上海 201109)

0 引言

盐酸丙帕他莫为热镇痛药,在体内转化为扑热息痛而产生作用，可用于治疗各种疾病的疼痛和发热症状.2017年12月美国药典(USP)更新了最新一版的USP(232)，其中列出了与ICH指导原则相同的需要控制的无机杂质及其限度.2018年1月1日，美国药典(USP)要求所有新药和仿制药，无论是市售、管评中还是将要申报的，必须满足元素杂质控制通则(USP<232>)的要求，新的(USP<232>)提出了一系列无机元素杂质及其限度的要求来确保药品更高的安全性.目前，检测金属元素的仪器主要有火焰/石墨炉原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)和当前主流检测金属元素的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)[4]，在当下医药领域原辅料、半成品、成品药杂质金属元素的测定主要是使用ICP和ICP-MS，特别是ICP-MS测定微量元素具有线性范围较宽、多种方法降低干扰、多种元素同时测定、灵敏度高等优点，在微量、痕量及超痕量元素分析领域占有重要地位[1].现行法规要求检测的杂质金属元素数量多，且药品基体复杂，测定过程干扰较为严重，且对仪器长期稳定性有影响，需要对药品进行处理后再上机测定[5-8].不合理的样品制备方法会导致消解过程中的试剂污染和易挥发元素的挥发损失，且一药一方法，无论是制药过程工艺的改变还是原辅料的改变都会对药品金属元素检测的准确度产生不同程度的干扰.

本研究用硝酸体系[2]微波消解ICP-MS法对盐酸丙帕他莫样品进行12种金属元素同时测定[3]，优化了前处理条件和用酸量，对易损失元素进行有效保护，同时也优化了质量数的选择，内标元素的选择等仪器参数，本方法结果表明，检出限、精密度、准确度和专属性满足分析要求.

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1)仪器：电感耦合等离子体质谱仪 ICP-MS(铂金埃尔默，NexION1000)；电子天平(Sartorius，BSA224S)；微波消解仪(上海屹尧仪器科技发展有限公司，WX-8000).

2)试剂：铅、镉、汞、钴、钒、金、锗、铟、钪、锂、铜、锑、铋、镁、铝标准溶液1 000 mg/L(O2si)；镍标准溶液1 000 mg/L(国家有色金属及电子材料分析测试中心国标(北京)检测认证有限公司)；准确分别单独移取铅、镉、汞、钴、钒、镍、砷、铝标准溶液500 μL于50 mL容量瓶中，用4%的硝酸溶液定容至刻度，摇匀，此8种元素溶液浓度为10.0 mg/L.

准确分别单独移取锂、锑、铜、镁标准溶液5.00 mL于50 mL容量瓶中，用4%的硝酸溶液定容至刻度，摇匀，此4种元素溶液浓度为100 mg/L.

混合标准溶液I配制：分别移取上述10.0 mg/L铅、镉、汞、钴、钒、镍、砷、铝 0.625、0.212 5、0.375、0.625、1.25、2.50、1.875、1.25 mL及金标准溶液0.1 mL，置于50 mL容量瓶中，用4%的硝酸溶液定容至刻度.具体结果见表1.

混合标准溶液II配制：分别移取上述100 mg/L锂、锑、铜、镁3.125、1.125、1.250、1.250 mL，置于50 mL容量瓶中，用4%的硝酸溶液定容至刻度.具体结果见表2.

表1 混合标准溶液Ⅰ配制

表2 混合标准溶液Ⅱ配制

1.2 方法原理盐酸丙帕他莫样品在浓硝酸为酸体系，经微波消解仪消解，待测元素样品溶液经电感耦合等离子体质谱仪检测，采用内标法与校准曲线比较定量.

1.3 仪器工作条件仪器工作条件如下，见表3和表4.

表3 电感耦合等离子体质谱仪工作条件

表4 电感耦合等离子体质谱仪元素分析模式

1.4 测定方法

1.4.1 样品处理 取约0.25 g样品，置于微波消解罐中，加入6 mL浓硝酸以及100 μL金溶液后置于100 ℃条件下预消0.5 h.待冷却至室温组装好后放入微波消解仪.按表1程序消解，冷却后置于120 ℃赶酸1 h，冷却后转移至50 mL塑料容量瓶，以纯水定容待测.微波消解程序见表5.

表5 微波消解程序

1.4.2 分析步骤 在7个编号为S0～S6的50 mL容量瓶中分别准确吸取并加入0、200、500、800、1 000、1 500和2 000 μL的混合标准溶液I以及100 μL金储备液I，用4%的硝酸溶液定容至刻度；在7个编号为S8～S14的50 mL容量瓶中分别准确吸取并依次加入0、200、500、800、1 000、1 500和2 000 μL的混合标准溶液Ⅱ，用4%的硝酸溶液定容至刻度，绘制校准曲线.

2 结果与讨论

2.1 方法的线性关系及检出限元素测定质量数的选择使用Total Quant Methods 方法，我们选择干扰较少的作为定量质量数.以浓度对各标准溶液的强度作线性回归分析，除铝元素相关系数为0.996外，其他元素的相关系数均在0.999以上.采用21次过程空白溶液的测定，以3倍强度值标准偏差与曲线斜率的比值作为检出限，线性关系和检出限见表6.

2.2 方法的精密度、准确度试验取约0.25 g样品，置于微波消解罐中，分别加入混合标准溶液Ⅰ和混合标准溶液Ⅱ0.20、1.00、2.00 mL，再加入6 mL浓硝酸以及100 μL金溶液后置于100 ℃条件下预消0.5 h.待冷却至室温组装好后放入微波消解仪.按表1程序消解，冷却后置于120 ℃赶酸1 h，冷却后转移至50 mL塑料容量瓶，以纯水定容待测，每一浓度6个平行样品，12种元素的精密度低于20%，回收率除镁元素略大于120%外，其余元素都在80%～120%之间.精密度、回收率试验结果见表7.

2.3 方法的专属性实验本方法所选用的质量数分别为208Pb、111Cd、202Hg、59Co、51V、60Ni、75As、7Li、63Cu、121Sb、27Al、24Mg，其中以74Ge作为59Co、51V、60Ni、75As、63Cu、27Al的内标元素，以115In作为208Pb、111Cd、202Hg、121Sb的内标元素，45Sc作为7Li、24Mg的内标元素，在KED(Kinetic Energy Discrimination)模式下，离子经氦气碰撞，减少了多原子离子效应的干扰.

分别对过程空白溶液、样品溶液和样品加标溶液进行测定，经数据分析发现，不存在干扰现象.

2.4 方法的耐用性实验为考察本方法处理条件略微改变的条件下对准确性的影响，分别略微改变消解温度、消解时间和酸度.分别检测不同条件下12种元素的样品本低和校准曲线中间点加标回收的测定结果，样品本低相对标准偏差在5%～20%之间，样品加标回收率在80%～120%之间，略微改变条件对测试的精密度和准确度影响不大.

表6 线性关系和检出限

表7 精密度、回收率试验(n=6)

2.5 样品消解条件的优化硝酸的用量对盐酸丙帕他莫样品消解的程度及各元素的响应信号是有影响的，在进入微波消解仪前增加了一步100 ℃条件下0.5 h常压下的预消解，通过预消解防止样品在微波消解仪中消解时产生过大的压力，而造成待测元素的损失，综合考虑，用酸量为6 mL；消解完成后在120 ℃下进行样品的赶酸，酸度对仪器锥的影响很大，在6 000～10 000 K的条件下，酸度过大会大大削弱锥的使用寿命，锥孔变大，腐蚀加剧，也使得仪器的灵敏度降低[2].

前处理过程尤为需要注意的是汞元素的损失，在预消解前加入一定量的金溶液可以将单质汞氧化成二价汞离子，从而得到有效的保护，避免后续加热过程中汞的损失.

2.6 测定干扰的消除虽然ICP-MS在测定过程中存在物理干扰、质谱干扰和基体效应的干扰,但是只要选择好仪器参数条件可以极大地降低干扰产生的负面影响，常见的如40Ar35Cl+对75As干扰，可通过：75As:-3.127×Se77+2.733×Se82校正方程予以消除[9].

内标的选择一般遵循内标元素的加入不影响待测元素的测定，选定的内标元素在样品中是不存在的，在可能的情况下内标元素的质量数与待测元素的质量数越接近越好.在测试过程中，初次测定可以一个组别中尽可能多的选择内标元素，观察内标元素回收率的情况，内标回收率的高低与最终样品测定结果的浓度成反比.

3 结论

本研究采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定盐酸丙帕他莫中12种金属元素的含量，方法灵敏，操作简便，可实现测定过程的自动化，且准确度高.方法线性范围、精密度、准确度、专属性和耐用性均能满足检测的要求.