鹽酸氨溴索注射液玻璃安瓿包裝中20種元素遷移量的測定與風險評估

齊艷菲，賈菲菲，王穎，趙霞，楊會英（中國食品藥品檢定研究院，北京 100050）

鹽酸氨溴索注射液是一種呼吸系統藥物，具有促進黏液溶解的功能，可促進呼吸道內黏稠分泌物的排除及減少黏液的滯留，主要用于各種慢性呼吸道疾病的祛痰治療，早產兒及新生兒的肺炎的治療等。臨床應用廣泛，療效好，無明顯毒副作用，且耐受性較好[1-4]。鹽酸氨溴索注射液的包裝容器為棕色玻璃安瓿。玻璃安瓿的生產工藝有兩步，首先由石英砂、長石或氫氧化鋁、硼砂、純堿等物料按一定比例混合后經高溫熔融制成玻璃管，然后再借助火焰熱二次加工成型[5-6]。其主要成分有SiO2、B2O3、Al2O3、Na2O、K2O、CaO、MgO、BaO等，另外還有一些輔助玻璃成分，用以獲得玻璃的某種特性，如Li2O能夠降低玻璃的黏度，提高玻璃的化學穩定性，As2O3、Sb2O3、CeO2可作為澄清劑，以及TiO2、MnO、Fe2O3、CoO等為玻璃著色劑，玻璃原材料以及生產過程亦會引入一定量的有害元素，如Pb、Cd等[7]。

藥物長時間貯存于玻璃包裝容器內，會對玻璃容器內表面產生侵蝕，導致玻璃組分遷移至藥液中，嚴重時產生玻璃脫片，玻璃脫片若進入人體，會造成人體局部血管堵塞、過敏等嚴重不良反應。玻璃主要成分如Si、B、Al等元素的遷移量可反映玻璃包裝容器被藥液侵蝕的程度，預測發生玻璃脫片的風險[8-9]。同時，浸出組分可能與藥物結合導致沉淀的產生或藥品性狀的改變，而影響藥品的質量。另外，毒性較大的元素遷移進入藥液也會產生潛在的安全性風險[10-11]。因此，玻璃包裝容器元素遷移量的測定是藥物與玻璃容器相容性研究及安全性評價中至關重要的一部分。

目前元素分析方法主要有原子吸收分光光度法（AAS）、電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-OES）、電感耦合等離子體質譜法（ICPMS）與原子熒光光譜法（AFS）等。原子吸收光譜法每次只能測1個元素，應用于多批次樣品的多種元素測定時費時耗力，并且測定部分元素時靈敏度較差。原子熒光光譜法雖具有較好的靈敏度，并且可實現多元素同時檢測，但可測的元素種類很少。ICP-MS與ICP-OES可同時進行多元素分析，方法簡便、快速、高效。兩種儀器所適用的待測元素濃度范圍不同，可根據不同元素的特點及含量，選擇不同的方法[12]。

本文建立了ICP-MS與ICP-OES法測定鹽酸氨溴索注射液玻璃安瓿包裝中20種元素的遷移量，并對測定的結果進行風險評估。根據元素遷移趨勢，分析鹽酸氨溴索注射液與玻璃包裝容器的相互作用情況，為鹽酸氨溴索注射液與玻璃包裝容器的相容性研究結果的評價提供依據，為玻璃包裝容器元素遷移量的測定提供參考。

1 儀器與試藥

iCAP RQ型電感耦合等離子體質譜儀（Thermofisher科技有限公司）；島津ICPE-9820型電感耦合等離子體發射光譜儀（島津科技有限公司）。

Si、K、Ca、Ce、Zr、Ge、In、Rh、Tb、Sc、Lu單元素標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，1000 μg·mL-1）；Al、As，B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ca、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、Sr、Ti、TI、V、Zn 24種元素混合標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，100 μg·mL-1）；65%硝酸（德國默克密理博公司）。鹽酸氨溴索注射液（國內A公司，批號分別為20181105、20181106、20181107，規格：2 mL/15 mg）。中硼硅玻璃安瓿（棕色，國內B公司，批號分別為181003、181004、181005，規格：2 mL）。3批藥液與3批包材對應得到5批藥品，對應關系如表1。

表1 藥品與包材批號的對應關系Tab 1 Correspondence of batch number between drug and package

2 方法與結果

2.1 元素測定種類的選擇

測定元素范圍參考國際人用藥品注冊技術協調會（ICH）Q3D 元素雜質指南注射劑風險評估建議考慮的元素種類，并結合其中關于包裝材料中浸出的元素雜質風險評估的建議，對于該類包裝材料中不涉及的元素雜質，無需進行額外的風險評估[13]，最終選擇了第一類元素Cd、Pb、As，第2A類元素Co與第三類元素Li、Sb、Ba、Cr。另外參考《化學藥品注射劑與藥用玻璃包裝容器相容性研究技術指導原則（試行）》元素遷移試驗中建議的元素種類以及棕色玻璃安瓿的主要成分及可能添加的輔助成分[8]，增加了Si、B、Al、Na、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Ti、Zn、Ce、Zr元素。由于本藥品含有大量的Na元素，Na元素的測定結果難以準確反映玻璃容器中Na元素的遷移量，因此本文測定了上述除Na元素以外的20種元素。

2.2 儀器參數

2.2.1 ICP-MS 用調諧溶液對儀器條件進行優化，射頻功率1.55 kW，等離子體氬氣流速l4 L·min-1，載氣壓力0.65 MPa，載氣流速1.04 L·min-1，采樣深度5.0 mm，蠕動泵速40 r·min-1。氦碰撞模式，氦氣流速4.86 mL·min-1。內標元素校正方式采用內插法，以45Sc、73Ge、103Rh、115In、159Tb、175Lu為內標元素，校正因子根據各內標元素的回收率及內標元素與待測元素質量數的差異進行加權計算。測定7Li、11B、24Mg、27Al、48Ti、52Cr、55Mn、57Fe、59Co、65Zn、75As、90Zr、111Cd、121Sb、137Ba、140Ce、208Pb共17種元素，以45Sc、73Ge、103Rh、115In、159Tb、175Lu混合溶液作為內標。

2.2.2 ICP-OES 射頻功率1.2 kW，等離子體氣流量10 L·min-1，輔助氣流量0.6 L·min-1，載氣流量0.7 L·min-1，泵速40 r·min-1，溶劑沖洗時間20 s，樣品沖洗時間15 s，曝光時間15 s，觀測模式：軸向。測定Si、K、Ca 3種元素，測定波長分別為251.611 nm、769.896 nm、422.673 nm。

2.3 標準溶液的制備

2.3.1 ICP-OES測定用標準溶液 分別精密量取Si元素標準溶液1 mL至100 mL塑料量瓶中，以2%硝酸溶液稀釋至刻度得到質量濃度為10 μg·mL-1的標準儲備液1。精密量取標準儲備液1適量，以2%硝酸溶液稀釋成質量濃度分別為0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg·mL-1的系列標準溶液。精密量取K、Ca標準溶液適量，以2%硝酸與0.09%氯化鈉溶液配制質量濃度分別為0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg·mL-1的系列標準溶液，配制方法同Si元素。

2.3.2 ICP-MS測定用標準溶液 精密量取多元素標準溶液1 mL與Zr、Ce元素標準溶液0.1 mL至100 mL量瓶中，以2%硝酸溶液稀釋至刻度得到質量濃度為1000 ng·mL-1的標準儲備液2。精密量標準儲備液2適量，以2%硝酸溶液配制成質量濃度分別為2、5、10、20、50、100 ng·mL-1的系列標準溶液。精密量取Ge、In、Rh、Tb、Sc、Lu標準溶液適量，以2%硝酸溶液配制質量濃度為50 ng·mL-1的ICP-MS內標校正溶液。

2.4 供試品溶液的制備

分別取各批次鹽酸氨溴索注射液20支，將藥液混勻，精密量取藥液1 mL，以2%硝酸溶液稀釋至15 mL，搖勻，即得。

2.5 方法學考察

2.5.1 線性關系考察 取“2.3”項下系列標準溶液，分別測定各元素的響應值，以質量濃度為橫坐標，標準溶液的響應值為縱坐標，繪制各元素的標準曲線，計算回歸方程和相關系數，結果見表2。

表2 20種元素線性、檢測限、定量限、精密度測定結果Tab 2 Lineary，LODs，LOQs，and precision of 20 element

2.5.2 檢測限與定量限 取空白溶液即2%硝酸溶液連續測定11次，以測定結果的3倍標準偏差所對應的濃度值作為檢測限，以測定結果的10倍標準偏差所對應的濃度值作為定量限，結果見表2。

2.5.3 精密度 取“2.3”項下ICP-MS測定用質量濃度為50 ng·mL-1的17種混合元素標準溶液，ICP-OES測定用質量濃度為1 μg·mL-1的Si、K、Ca元素標準溶液，分別連續測定6次，計算各元素測得濃度的RSD，結果見表2，RSD均小于3%，表明儀器精密度良好。

2.5.4 加標回收率 取批號為C03的鹽酸氨溴索注射液20支，混勻，精密量取1 mL至15 mL量瓶中，平行9份，根據樣品中不同元素的濃度范圍，分別加入一定量的標準儲備液（Li、Cr、Mn、Fe、Co、As、Zr、Cd、Sb、Ce、Pb 11種元素的加標質量濃度為8、10、12 ng·mL-1。Al、Ti、Zn、Ba 4種元素的加標質量濃度為16、20、24 ng·mL-1。B、Mg元素的加標質量濃度為32、40、48 ng·mL-1。Si元素的加標質量濃度為400、500、600 ng·mL-1，K、Ca元素的加標質量濃度為160、200、240 ng·mL-1），加2%硝酸溶液稀釋制成80%、100%、120%濃度水平的加標供試品溶液，每個加標濃度平行制備樣品3份，按“2.4”項下方法制備供試品溶液。結果20種元素低、中、高濃度的加樣回收率均在90.6%～107.7%，各元素測定值的RSD均小于5%，表明本方法回收率良好。

2.5.5 重復性 取批號為C03的鹽酸氨溴索注射液6份，按“2.4”項下方法制備供試品溶液，測定B、Mg、Al、Ti、Fe、Ba、Si、Zn等8種元素的濃度，并計算RSD。其余元素含量極低或未檢出，故采用加標的方法進行考察，加標濃度為“2.5.4”項下加標回收率項下低濃度水平。結果各元素測定值的RSD均小于5%，說明本法重復性良好。

2.6 樣品的測定

取不同批次加速0、3、6個月的鹽酸氨溴素注射液，進樣測定，每份樣品平行測定3次，計算平均值，結果見表3。5批樣品中均未檢出Ca、Sb、Pb、Cd、Ce，均檢出一定量的Si、B、Al、K、Fe、Ti、Ba、Zn、Mg、Mn、Co、Cr、Li、As、Zr元素。其中玻璃主成分Si、B、Al元素隨著加速時間的延長，遷移量明顯升高，另外Fe、Ti、Ba、Li元素亦隨著加速時間的延長，遷移量有輕微的升高，預示鹽酸氨溴索注射液對玻璃安瓿產生了一定的侵蝕作用，導致玻璃配方組分及添加的著色劑、澄清劑等浸出。

表3 20種元素在不同加速時間樣品中的含量Tab 3 Content of 20 elements in different acceleration time samples

2.7 風險評估

參考ICH Q3D和《化學藥品注射劑與藥用玻璃包裝容器相容性研究技術指導原則（試行）》中的附件6，將藥品中已建立日允許最大暴露量（PDE）的30%定義為控制閾值，對已建立PDE數據的Li、Cr、Co、As、Cd、Sb、Ba、Pb、Fe、Zn 10種元素進行風險評估[10，13]。其他10種元素由于毒性較低等原因，尚未建立PDE標準。參考歐洲藥品管理局（EMEA）頒布的金屬催化劑或金屬試劑殘留量限度的規定文件，Mn元素是第二類元素，注射劑中PDE值為250 μg·d-1[14]。Ce、Ti元素均有文獻報道其具有一定的毒性，例如歐盟委員會（EC）將TiO2分類為兩類吸入致癌物，但還缺少充分的毒理學數據建立PDE值[15-17]。因此將其安全性視為與第二類金屬元素相似，PDE值為250 μg·d-1。K、Ca、Mg元素為人體必需的常量元素，未見相關毒理學數據的報道，因此將其安全性視為第三類元素，注射PDE值為1300 μg·d-1。參考相關文獻，Si、B、Al元素的推算PDE值分別為25 000 μg·d-1、160 μg·d-1、250 μg·d-1[18]。

根據樣品的20種元素的測定結果，計算每日最大攝入量，均遠低于控制閾值（30%PDE）（見表4，該藥品的每日最大劑量為3瓶，折合每日用量為6 mL，根據表3檢測的元素濃度結果，計算出元素每日實際攝入量，未檢出的樣品按檢出限計算），表明元素遷移量在安全范圍內。另一方面，玻璃組分的遷移量及趨勢可反映玻璃容器被侵蝕程度，Si、B、Al元素隨著加速時間的延長，遷移量顯著增加，預示發生玻璃脫片的傾向性，雖然鹽酸氨溴索注射液中未見玻璃脫片，且不溶性微粒等指標未見變化，但仍需繼續監測其發生玻璃脫片的風險。

表4 元素遷移結果的風險評估Tab 4 Risk assessment of element migration results

3 總結與討論

3.1 測定方法的選擇

ICP-MS法與ICP-OES法均能同時測定多種元素，ICP-MS法檢測靈敏度高，且注射液中大部分元素的遷移量較低，因此選擇ICP-MS法測定其中的17種元素。ICP-MS法測定Si、K、Ca時，由Ar、C、O、H等原子組成的多原子離子質譜干擾非常嚴重，雖可以采用碰撞模式消除，但結果靈敏度、重復性、準確性等均不理想，且玻璃包裝容器中Si、K、Ca 3種元素的遷移量也相對較高，因此采用ICP-OES法測定。

3.2 供試品溶液制備方法的選擇

元素分析時樣品常需要進行一些前處理，微波消解是一種常用的前處理方法，常用于一些基質較為復雜的樣品。鹽酸氨溴索注射液由于結構簡單，且濃度較低（2 mL/15 mg），供試品溶液的制備對比了直接稀釋法與微波消解法，測定結果基本一致。考慮到微波消解法比較耗時，且趕酸過程對環境要求較高，易引入元素雜質，因此，供試品的制備采用了直接稀釋法，能夠滿足測定需要。

3.3 干擾的消除

ICP-MS法測定As元素時，由于溶液中含有大量的Cl-與載氣形成40Ar35Cl的多原子離子，影響75As的測定，本文采用氦碰撞模式，消除多原子離子的干擾。鹽酸氨溴索注射液輔料中含有磷酸氫二鈉、氯化鈉等成分、對部分元素的測定存在基質干擾問題，當采用ICP-OES法測定K元素時，由于Na、K等堿金屬很容易電離，大量Na存會使得K電離平衡向原子態轉變，抑制K的電離，使K的原子線信號增強，導致結果偏高，因此本文采用了基體匹配法測定了K、Ca元素。

3.4 鹽酸氨溴索注射液對玻璃安瓿包裝的侵蝕作用及包裝容器選擇的建議

玻璃安瓿包裝鹽酸氨溴索注射液后，終端滅菌及加速放置過程中，鹽酸氨溴索注射液會與玻璃安瓿的內表面發生相互作用。一是注射液中的大量水對玻璃產生侵蝕作用，水中的H＋與玻璃中的金屬陽離子發生離子交換，部分金屬氧化物遷移至藥液中[19]。二是配方中含有枸櫞酸、磷酸氫二鈉、氯化鈉等組分，枸櫞酸鹽、磷酸鹽、Cl-等一方面作為親核試劑，對玻璃骨架產生侵蝕作用，另一方面，與玻璃組分形成絡合物，加速侵蝕過程，導致玻璃主要成分遷移至藥液中[20]。兩種機制共同作用導致了玻璃組分遷移至鹽酸氨溴索注射液中。

鹽酸氨溴索注射液配方中存在多種與玻璃容器發生相互作用的組分，導致玻璃中部分元素的浸出。并且鹽酸氨溴索注射液對光不穩定，需要棕色玻璃安瓿包裝，但棕色玻璃容器會加入一定量的著色劑如MnO、TiO2等，一定程度上降低了玻璃主要成分的比例，從而降低其化學穩定性。建議鹽酸氨溴索注射液的生產企業在選擇棕色玻璃安瓿時，嚴格把控玻璃容器的質量，開展風險評估，關注玻璃成分和雜質元素的浸出風險以及玻璃容器內表面化學耐受性和脫片風險，以保證藥品的質量和安全。

3.5 小結

本文建立了ICP-MS法與ICP-OES法同時測定鹽酸氨溴索注射液玻璃安瓿瓶中20種元素的遷移量，測定方法快速、簡便，結果準確。各元素按每日最大攝入量計，均在安全范圍內。玻璃主要成分Si、B、Al元素遷移量隨著加速時間的延長明顯升高，預示玻璃安瓿被藥液侵蝕，玻璃組分遷出，雖未最終影響藥品質量，但應持續關注其可能產生玻璃脫片的風險。本文可為鹽酸氨溴索注射液的包材相容性及安全性評價提供技術支撐，為注射劑與玻璃包裝容器相容性研究中元素遷移量的測定提供參考。