微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定供注射用活性炭中重金屬元素

鐘振華，夏紅英，王鵬，程奇珍

江西省藥品檢驗檢測研究院，國家藥品監督管理局中成藥質量評價重點實驗室，江西省藥品與醫療器械質量工程技術研究中心，南昌330029

供注射用活性炭是大輸液制劑去除熱原的重要物質，質量的好壞與使用得恰當與否對注射劑的質量有很大的影響［1，2］，對保障注射劑的安全至關重要［3］。當前主流的活性炭制備工藝是通過氯化鋅活化法，以氯化鋅為活化劑，經過木屑與氯化鋅溶液混合均勻、浸漬、高溫活化、酸洗四大步驟，制備出的活性炭具有發達的中孔結構，吸附容量大、快速過濾等特性［4，5］。但是如果制備過程中酸洗不徹底，則供注射用活性炭中將含有大量鋅離子雜質以及其他金屬雜質，有可能作為供注射用輔料帶入臨床輸液中，故應嚴格把控供注射用活性炭中金屬離子特別是鋅離子的含量［6-9］。

本研究采用微波消解-電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法［10-13］建立測定注射用活性炭中鋅、鎂、鋁等18 種金屬元素含量的方法，以期為供注射用活性炭的質量控制提供參考。

1 儀器和試劑

1.1 儀器CEM MARS-xpress 微波消解儀；Agilent 7700X 電感耦合等離子體質譜儀。

1.2 試藥硝酸批號：BCBP0680V，來源：fluka；對照品：混合對照標準溶液（包含鎂、鋁、鈣、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、銀、鎘、銫、鋇、鉛元素，濃度均為10 μg/mL） 來源：安捷倫科技有限公司；內標對照品溶液：ICP-MS Internal Std Mix（含Bi、Ge、In、Rh、Sc 等內標元素）來源：安捷倫科技股份有限公司，濃度：100 μg/mL。

活性炭樣品信息：A 企業12 批次活性炭樣品，批號分別為：1751142、1751136、1751113、1751148、1751171、1651214、1751256、1751202、1751120、1751198、1751232、1 751065；B 企業3批次活性炭樣品，批號分別為：1783007、1883009、1 883003；C 企業2 批次活性炭樣品，批號分別為：17042101-1、17 042301；D 企業1 批次活性炭樣品，批號為：1 412015；E 企業1 批次活性炭樣品，批號為：17010403。共計19 批次活性炭樣品。

2 方法與結果

2.1 儀器設置條件及測定法ICP-MS 設置條件：射頻功率：1 530 W；冷卻溫度：4 ℃；碰撞氣：氦氣；載氣：氬氣；載氣流量：1.08 L/min；積分時間：0.3 s；等離子氣流量：15 L/min；四級桿真空度：3.04×10-4Pa；采樣錐孔徑：1.0 mm；截取錐孔徑：0.4 mm；數據采集重復次數：3 次；入口溫度：33.8 ℃；出口溫度：41.5 ℃。微波消解程序：消解功率為1 600 W，30 min由室溫升溫至160 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min升溫至190 ℃，保持45 min。

測定法：測定時選取的同位素為24Mg、27Al、44Ca、51V、52Cr、55Mn、56Fe、59Co、60Ni、63Cu、66Zn、75As、78Se、107Ag、111Cd、133Cs、137Ba、208Pb，其 中24Mg、27Al、44Ca、51V、52Cr、55Mn、56Fe 以45Sc 作為內標，59Co、60Ni、63Cu、66Zn、75As、78Se以72Ge 作為內標，107Ag 以103Rh 作為內標，111Cd、133Cs、137Ba 以115In 作為內標，208Pb 以209Bi 作為內標。以測量值為縱坐標，濃度為橫坐標，繪制標準曲線。

2.2 活性炭樣品溶液的制備稱取活性炭樣品約0.05 g，精密稱定，置微波消解罐中，加硝酸10 mL，100 ℃預消解1 h，取出，加蓋，放入微波消解儀中，190 ℃消解45 min，取出，放冷后，開蓋，140 ℃趕酸至罐內硝酸近干，用2%硝酸轉移至100 mL 量瓶中并稀釋至刻度，搖勻，即得。

2.3 線性關系混合內標溶液的制備：精密量取1 mL內標對照品溶液，置100 mL 量瓶中，用2%硝酸稀釋至刻度，搖勻，即得濃度為1 μg/mL 的混合內標溶液。

精密量取混合對照標準溶液1、2、3、4、5 mL，置50 mL 塑料量瓶中，用2%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，作為對照品溶液⑦、⑧、⑨、⑩、。精密量取對照品溶液0.5、1、2、3、4、5 mL，置50 mL 塑料量瓶中，用2%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，作為對照品溶液①、②、③、④、⑤、⑥。即得各金屬元素濃度為10、20、40、60、80、100、200、400、600、800、1 000 ng/mL 系列對照品溶液，按“2.1”項下試驗條件進樣測定。對照溶液線性關系試驗結果詳見表1。

表1 線性關系試驗結果

2.4 回收率試驗精密稱取活性炭（供注射用）9份（生產企業：B 企業；批號：1883009）12.5 mg，置微波消解罐中，分別精密加入混合對照標準溶液0.25 mL、0.25 mL、0.25 mL、0.5 mL、0.5 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.0 mL、1.0 mL，加硝酸10 mL，100℃預消解1 h，取出，加蓋，放入微波消解儀中，190 ℃消解45 min，取出，放冷后，開蓋，140 ℃趕酸至罐內硝酸近干，用2%硝酸溶液轉移至25 mL 量瓶中并稀釋至刻度，搖勻，作為回收試驗溶液；按“2.1”項下試驗條件進樣測定。鎂、鋁、鈣、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、銀、鎘、銫、鋇、鉛元素的平均回收率分別為102.34%、94.41%、97.43%、95.26%、95.03%、95.78%、95.02%、95.12%、95.97%、95.79%、94.98%、93.97%、92.59%、94.65%、95.20%、93.40%、91.78%、97.10%，RSD 分別為 4.91%、5.31%、7.33%、4.09%、4.62%、4.21%、4.23%、3.36%、4.34%、3.82%、3.07%、3.84%、7.04%、3.35%、3.64%、3.28%、3.27%、3.98%。

2.5 精密度試驗取“2.3”項混合對照品溶液⑧，按“2.1”項下試驗條件重復進樣測定6 次，測得鎂、鋁、鈣、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、銀、鎘、銫、鋇、鉛的含量RSD 分別為1.12%、1.35%、2.91%、4.88%、1.17%、1.15%、1.02%、1.08%、1.09%、1.40%、1.24%、1.53%、2.65%、1.07%、1.00%、0.98%、1.55%、1.26%。表明儀器精密度良好。

2.6 檢出限取“2.2”項下空白樣品溶液適量，按“2.1”項下試驗條件重復進樣測定11 次，計算儀器響應值的標準偏差，3 倍標準偏差對應的各待測元素質量濃度即為檢測限，見表1。

2.7 重復性試驗稱取同一批樣品(生產企業：A 企業；批號：1751136）約0.05 g，精密稱定，共取6份，按“2.2”項下方法制備供試品溶液，再按“2.1”項下試驗條件及測定法進樣測定，記錄儀器響應值。結果：6 份重復性樣品中鋅、鎂、鋁、鈣、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、砷、硒、銀、鎘、銫、鋇、鉛各元素含量值的RSD 分別為1.42%、1.69%、2.31%、3.39%、3.86%、4.33%、2.43%、2.03%、3.88%、2.48%、4.55%、4.38%、5.68%、3.66%、3.08%、3.58%、2.66%、2.87%。

2.8 穩定性試驗精密稱取活性炭（供注射用）（生產企業：B 企業；批號：1883009）12.5 mg，分別置微波消解罐中，精密加入混合對照標準溶液0.5 mL，加硝酸10 mL，100 ℃預消解1 h，取出，加蓋，放入微波消解儀中，190 ℃消解45 min，取出，放冷后，開蓋，140 ℃趕酸至罐內硝酸近干，用2%硝酸溶液轉移至25 mL 量瓶中并稀釋至刻度，搖勻，作為穩定性試驗溶液。按“2.1”項下試驗條件在室溫放置0、4、8、12、18、24 h 后進樣測定，記錄儀器響應值。鋅、鎂、鋁、鈣、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、砷、硒、銀、鎘、銫、鋇、鉛各元素含量值的RSD（%）分別為1.86%、2.03%、2.98%、2.44%、3.68%、1.83%、1.66%、2.56%、3.28%、2.35%、2.77%、1.83%、2.64%、1.28%、2.59%、3.09%、2.87%、2.53%。

2.9 樣品測定與結果取“2.2”項下活性炭樣品溶液，按“2.1”項下試驗條件進樣測定并計算結果。活性炭樣品信息及重金屬元素測定結果詳見表4。

表4 樣品信息及測定結果 μg/g

結果顯示：A 企業的活性炭金屬離子含量均高于其余4 家生產企業的活性炭，特別是鋅離子含量高5～100 倍。提示A 企業生產的活性炭有大量活化劑殘留的可能；從批間分析，A 企業批間活性炭中含金屬離子差異較大，提示生產工藝不穩定，生產過程中需加強中間過程參數檢測。

3 結論

采用電感耦合等離子體質譜法以鈧、鍺、銦、鉍為內標元素測定18 種重金屬元素含量的方法能滿足注射用活性炭中痕量金屬元素的檢測分析的要求。方法回收率試驗結果顯示，各元素加樣回收率均較理想，表明樣品中基質對各元素干擾較小。微波消解法作為樣品前處理，不僅耗時耗酸量小，又能保證了樣品能充分消解。ICPMS 可同時測定多種金屬元素，靈敏度高，精密度好，是分析金屬元素的尖端儀器。經方法學評價顯示此方法線性回歸良好，靈敏度高、準確性好，適用于活性炭中金屬離子的檢測分析。