微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定拉坦前列素中鈀和鋁

任曉娜，鄭磊，楊靜，張曉麗

拉坦前列素（latanoprost）屬于前體藥物，其在體內的主要存在形式是異丙醇。該藥為選擇性F2α受體激動劑，屬于一種新型的苯基替代的丙基酯前列素PGF2α。拉坦前列素可迅速滲透到角膜里，然后逐漸在角膜等部位酶的作用下發生水解反應，生成具有活性的游離酸，發揮降低眼壓、治療青光眼的藥效［1］，在臨床領域青光眼、高眼壓癥治療時選擇此類藥物［2-5］。在拉坦前列素合成過程中使用到金屬催化劑鈀（Pd）和有機試劑二異丁基氫化鋁［6-7］，在合成后的拉坦前列素中會含有反應殘留金屬元素，在精制過程中不能完全除去，會帶入到藥物制劑中。殘留的Pd和鋁（Al）對機體健康有害，容易出現金屬中毒反應。如果人體攝入較多的金屬元素Pd，會出現心臟損傷、肝腎損害、變態反應、致癌等［8-9］。歐洲藥物管理局（EMA）根據危害程度將金屬元素進行等級劃分，其中金屬元素Pd被列入第一類金屬，其明確提出注射用原料藥中Pd的含量應控制在1μg/g［10］以內。人體攝入過量的金屬元素Al會降低機體對鈣、磷、鐵、鋅的吸收，容易患有骨質疏松，自身中樞神經系統也會受到損害，增大患有老年癡呆的概率［11］。

電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）是以等離子體為離子源的一種質譜元素分析儀器［12］。該儀器可以對多種殘留的微量金屬元素進行同時測定，具有檢測限制少、線性范圍寬等優勢［13-14］。本研究主要研究采用微波消解方法處理拉坦前列素中Pd和Al金屬元素含量測定方法，在消解過程中其所含有的Pd和Al殘留量可同時通過ICP-MS測量得出。針對拉坦前列素中殘留的Pd和Al，通過本研究建立的方法能夠準確測量，具有操作便捷、精準度高、測量時間快的優勢，為拉坦前列素中Pd和Al的殘留測定提供技術依據。本研究起止時間為2020年2—4月。

1 儀器與試藥

電感耦合等離子體質譜儀（ICP-7900，美國Agi‐lent）；微波消解系統（Mars XP，美國CEM）；電子分析天平（XP205，瑞士METTLER）。

拉坦前列素原料藥（2019年5月由貝特制藥公司提供，批號190101、190102、190103）。Pd（GSB 04-1743-2004）、Al（GSB 04-1713-2004）、鈧（Sc）（GSB 04-1750-2004）、銦（In）（GSB 04-1731-2004）等元素的標準溶液均由國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供，濃度分別是1 000 mg/L。質譜調諧溶液為6Li、鈷（Co）、釔（Y）、鈰（Ce）、鉈（Tl）5種元素的混合標準溶液（批號22-32GSX2），由美國Agi‐lent公司提供，濃度為1μg/L。硝酸為優級純（Merck試劑），水為Milli-Q超純水。

2 方法與結果

2.1ICP-MS測試條件霧化器為MicroMist Nebu‐lizer，其中射頻功率限定為1 300 W，載氣選擇是氬氣，流速設定為每分鐘15.0 L，霧化器氣體流速設定為每分鐘0.9 L，霧化室溫度設定為4℃，采樣深度為8.0 mm。采用全定量的分析模式，采集3次。測定方式選擇內標法，反應模式選擇氦氣碰撞模式。待測元素同位素分別為27Al、105Pd，內標元素分別為45Sc、115In。

2.2溶液配制供試品溶液：精密稱取拉坦前列素原料藥約0.5 g，加入清洗干凈且經過干燥后的聚四氟乙烯消解罐中，緩慢加入體積為8 mL的硝酸溶液，輕輕搖動使樣品充分浸沒，置加熱趕酸器中，在80℃加熱預消解30 min，放冷至室溫后擰上罐蓋。然后按照表1中設定的溫度進行樣品處理過程。待消解完畢后取出消解罐，將消解后且放置室溫后的消解罐置加熱趕酸器中加熱約30 min，至紅棕色蒸氣完全除去。液體冷卻后，少量多次的轉移方法，轉移至10 mL的容量瓶中，最后使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻，即得拉坦前列素樣品溶液。相同處理方法獲得空白溶液。

表1 微波消解程序

混合型標準溶液：使用移液管量取Al、Pd兩種元素的標準溶液各1 mL，置于體積為100 mL的容量瓶中，使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻。然后精密量取5 mL的上述溶液，置于體積為50 mL的容量瓶中，再次使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻。即制成濃度約為1 mg/L的混合型標準溶液。

內標溶液的制備：使用移液管量取Sc、In兩種元素的標準溶液各1 mL置同一100 mL量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，精密量取5 mL，置50 mL量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，制成濃度約為1 mg/L的內標溶液。

2.3線性試驗精密量取10 mL的混合型標準溶液，平行3份，分別置于體積為50、100、200 mL的量瓶中，使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻后即得濃度為200、100、50μg/L的混合溶液。然后使用移液管量取1 mL的濃度為100μg/L的上述溶液，平行3份，分別置于體積為10、20、100 mL的量瓶中，使用5%硝酸溶液定容至刻度，搖勻即得濃度為10、5、1 μg/L的混合標準溶液。

取上述混合標準溶液分別進樣測量，讀取測定元素的計量值，并以計量值為縱坐標（Y），各元素濃度為橫坐標（X），繪制標準曲線。結果提示，Al和Pd兩種元素在濃度為1～200μg/L的范圍內表現有良好的線性關系。其中Al和Pd線性回歸F=1 388.9、2 182.1，均P<0.01。

檢測限的測定：取21份空白溶液，連續進樣測定Al和Pd兩種元素的響應值，并計算各個元素的標準偏差σ，最低檢測濃度設定為3σ，然后計算檢測限。以10σ作為最低定量濃度，計算方法定量限，結果見表2。

表2 鋁（Al）和鈀（Pd）兩種元素的方法試驗結果

2.4回收率試驗取拉坦前列素對照品約0.5 g，精密稱定，共9份，分別精密加入兩種元素標準貯備溶液50、100、200μL，按“2.2”項下方法制備低、中、高3種濃度（5、10、20μg/L），按照樣品測定方法進行處理，并進樣檢測，計算回收率。每個元素平行測定3份。按照“2.1”項下試驗條件進樣測定，計算Al和Pd兩種元素的加標回收率，結果見表3。

表3 鋁（Al）和鈀（Pd）兩種元素的回收率試驗結果

2.5精密度試驗取“2.3”項下的濃度分別為5、10μg/L的混合標準溶液，連續平行測定6次，然后記錄Al和Pd兩種元素的計量值，并計算相對標準差（RSD）。結果，Al和Pd兩種元素響應值的RSD均小于5%，表明儀器的精密度良好。

2.6重復性試驗精密稱取拉坦前列素原料藥約0.5 g，平行測定6份。按照“2.2”項下對6份樣品溶液進行處理并進樣測定，然后計算Al和Pd兩種元素含量。結果，樣品中Pd和Al的平均殘留量分別為：121.3 ng/g和78.5 ng/g，RSD分別為6.1%和5.5%，表明方法的重復性良好。

2.7穩定性試驗精密稱取拉坦前列素原料藥約0.5 g。按照“2.2”項下對樣品溶液進行處理。然后分別在0、4、8、12、16、20、24 h進樣測定，然后記錄Al和Pd兩種元素的計量值，并計算在7個時間點檢測的兩種元素響應值的RSD，其RSD值應小于8%。結果，Pd和Al兩種元素響應值的RSD均小于5%，表明樣品的穩定性良好。

2.8樣品測定取3批拉坦前列素原料藥，按照“2.2”項下對6份樣品溶液進行處理并進樣測定，然后記錄Al和Pd兩種元素的進樣計量值。然后按照標準曲線法計算3批原料藥中Pd和Al兩種元素的含量，結果如表4所示。

表4 標準曲線法計算3批原料藥中Pd和Al兩種元素的含量/（μg/kg）（n=3）

3 討論

金屬元素在消解過程中由于消解困難而使得消解不完全。本課題使用硝酸作為消解劑，在加熱趕酸器中加熱預消解，然后采用微波消解法處理樣品，可以使待測元素消解完全，不易損失，有效避免了其他復雜前處理可能帶來的樣品損失和污染［15-17］。同時，縮短了樣品的前處理時間，提高了樣品處理效率。本試驗采用聚四氟乙烯材料的容量瓶和消解罐等容器，可以有效避免容器對金屬離子的吸附作用［18-20］。采用ICP-MS方法檢測樣品中金屬離子，ICP-MS法檢測限低，定量準確快速，可以同時測定多種微量金屬元素。

由于Pd和Al質量數差別較大，因此本研究建立的檢測方法是使用混合的內標溶液，內標元素選擇為45Sc和115In，然后按照電離能和質量數的相近程度對Pd和Al兩種元素選擇內標測定元素。同時，本試驗采用在線加入內標溶液的方法可以降低等離子體的空間電荷效應和霧化效應等因素的影響，有效避免響應信號的增強和抑制作用，內標元素的引入可以對儀器漂移和基質干擾進行校正，從而改善方法的精密度。

本試驗對3批原料藥樣品進行測定，結果3批原料藥中Pd和Al的含量均約為0.1μg/g，因此本團隊得出結論，拉坦前列素原料藥在生產過程中，純化和精制兩個處理過程均會造成Pd和Al兩種金屬元素的殘留，但是經過測定，該兩種元素的殘留量均較少，因此并不影響其用藥安全。本試驗建立的檢測方法，專屬性強，檢測限低，準確度和精密度高，為拉坦前列素原料藥的Pd和Al的殘留控制提供技術依據。