氣相色譜法檢測藥物中有機殘留溶劑
藥品中的殘留溶劑是指在合成原料、輔料或制劑生產(chǎn)過程中使用或產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化學物質。他們在生產(chǎn)過程中未能被全部清除,服用后對人體有毒性和致癌作用,近年來日益引起各方面的重視,在新藥研究中要求越來越嚴格。我國在1995年藥典也規(guī)定7種限制溶劑殘留項,在2000年藥典中,根據(jù)ICH的限度要求對這7種溶劑殘留進行調整。ICH要求檢測的溶劑就有69種,雖然我國藥典并未要求按ICH的規(guī)定實施,但在新藥研究中對于殘留溶劑的要求事實上是參照ICH的規(guī)定執(zhí)行的。這是SDA對新藥研究從嚴從高要求的體現(xiàn),也是與國際接軌,適應WTO規(guī)則的需要。在實際工作中,藥品的合成、制劑、消毒工作涉及到的有機溶劑有上百種,(氣相色譜儀)氣相色譜法是中國藥典對有機殘留溶劑測定的法定檢測方法,也是檢測有機溶劑的、的方法之一.
1、(氣相色譜儀)氣相色譜法
1.1樣品的處理
一般是將樣品溶于適當?shù)娜軇┲?能達到的濃度越高越好,以利于殘留量極微溶劑的測定。由于樣品復雜多樣,為提高樣品濃度,所用溶劑也是多種多樣。一般常用溶劑為水、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMSO),也有用四氯化碳4、二甲基乙酰胺、乙醇5、正己烷、二氧六環(huán)、乙酸、甲氧基乙醇6、氫氧化鈉溶液7、十二烷基磺酸鈉溶液8等的,不一而足。大部分為單獨使用,也有的混合使用,主要目的就是增加樣品溶解度。所用溶劑與所測溶劑應達到較好的分離。其中二甲基甲酰胺、二甲亞砜因其溶解范圍廣,溶解性好,素有“能溶劑”之稱,是的溶劑。需要注意的是,樣品一定要溶清,保證所測組分都溶解在溶劑中。在一段時間里,曾將不溶性樣品用水等溶劑超聲提取、離心,取上清液進樣,后來發(fā)現(xiàn)這樣不能提取,影響測定結果,不盡合理。所以在后來的新藥報批中均要求將樣品溶清后進樣,這在溶劑殘留測定中是一大發(fā)現(xiàn)和進步。直接進樣的樣品取一定量溶液進樣測定即可,頂空進料的樣品需要在進樣前保溫一定時間,使氣液或氣固兩相達到分配平衡,然后再進行測定。
對于液體樣品來說,可以將對照品定量加入到樣品中制成對照品溶液,與樣品溶液同時進樣,要求樣品溶液的殘留溶劑峰面積的兩倍不得超過對照峰面積。蔣海松、關大衛(wèi)用此法測定壬苯醇醚中二惡烷的殘留量11,何培孝、樊慶銀測定壬苯醇醚中二氧六環(huán)的12,結果與部頒標準一致,相比而言方法更加簡便、準確、可靠。有的樣品需要經(jīng)過萃取、吹掃-捕集等富集,濃縮方法處理,使待測組分達到一定的濃度后再進樣測定,可以使結果更準確,一般用于微量殘留溶劑或限度要求較高的溶劑如苯的測定。蔡春、關景華用吹掃-捕集方法13,測定硬膏劑中甲苯殘留量。具有自動化程度高,回收率好等優(yōu)點。陳曉莉在吉非羅齊中殘留醚化物及其它雜質的定量分析中,先將樣品溶解于氫氧化鈉溶液中,再用正己烷提取,取得滿意的結果14。
1.2定量方法
用色譜峰定量的標準技術分為四種15,分別為面積歸一化法、標準物添加法、外標法、內標法。前兩種方法很少見到,一般用后兩種方法。中國藥典2000年版規(guī)定兩種方法均可,美國藥典24版(US2PXXIV)16、英國藥典2000年版(BP2000)17均要求用外標法。內標法不要求所有組分都分離、流出和檢測出來。它只需將要分析的峰與內標物分離即可。內標物必須符合下列要求:在樣品中原來沒有內標物的存在;內標物必須與所有樣品組分分離;內標物的流出時間應盡量接近待分析組分;內標物應與待分離的物質具有相近的濃度、物化特性和檢測器的響應值;內標物必需穩(wěn)定、不起化學反應、純度高、揮發(fā)性應很低以允許長期保存并且在注樣過程中損失小。待測樣品可以是一個或一個以上。本方法可以消除儀器與操作造成的誤差。外標法是用待測組分的峰面積和峰高與一系列已知的(或外加的)標準樣相比較。標準濃度與待測組分濃度的濃度量級應相同。樣品與標準品進樣濃度與色譜條件應完致,標準曲線的濃度范圍應包括全部樣品中待測溶劑的濃度。標準曲線應由同樣體積的標準物作出。一般適用于進樣重復性較好的樣品。
1.3進樣方式
氣相色譜法的進樣方式一般分頂空進樣和直接進樣兩種。頂空進樣又分為溶液頂空和固體頂空。前者就是將樣品溶解于適當溶劑中,置頂空瓶中保溫一定時間,使殘留溶劑在兩相中達到氣液平衡,定量取氣體進樣測定。固體頂空就是直接將固體樣品置頂空瓶中,置一定溫度下保溫一定時間,使殘留溶劑在兩相中達到氣固平衡,定量取氣體進樣測定。在文獻報道中,溶液頂空應用較多,而固體頂空應用較少。一般進樣體積2mL以下。近年來頂空進樣法的應用越來越多,其優(yōu)點是可以使殘留溶劑氣化后進樣,濃度與溶液相比有很大增加。進樣室在較低溫度下操作,可避免組分分解。頂空進樣也可大大減少溶解樣品的溶劑和樣品本身對色譜系統(tǒng)帶來的干擾和污染,縮短分析時間,增加柱子壽命,而且提高樣品的重現(xiàn)性18。但是頂空進樣只對那些蒸汽壓足夠高以至他們在頂空中的濃度大到足以使檢測器有響應的物質才能產(chǎn)生色譜峰。加大進樣量雖可以增加較不揮發(fā)物質的量,但會帶來峰變寬或重疊、分離度變差等問題,所以一般只應用于沸點100℃以下的低沸點溶劑19。另外,一般頂空進樣都需要采用自動的頂空進樣器,費用昂貴,成本較高。董英、戰(zhàn)祥友自制頂空裝置20,頂空法測定膽紅素中乙醇和氯仿的殘留量,孟德賢、郭向勇用自制的頂空瓶測定合成藥佐匹克隆中的殘留溶劑21,測定結果滿意,可以借鑒。呂志華等分別用溶液頂空和固體頂空的方法比較22,測定幾丁糖酯中的乙醇、丙酮的溶劑殘留量,兩種方法測定結果一致,經(jīng)顯著性檢驗無顯著差別。在本試驗中頂空進樣法檢測限低,精密度高,主要是因為以水為溶劑進行的頂空進樣受平衡溫度波動的影響較大。王偉、韓光智用氣固頂空法測定伊索拉啶中乙醇的殘留量,方法可靠準確23。固體頂空不受樣品溶解度影響,適合蒸汽壓高、沸點低、含量低的殘留溶劑且不易溶解的樣品。在用毛細管柱時,一般又選擇分流法進樣。分流法是指在氣化室出口分兩路,絕大部分放空,極小部分進柱子。這兩部分比例叫分流比。又分為動態(tài)進樣和靜態(tài)進樣,一般應用較多的是動態(tài)進樣24。溶液直接進樣是指將樣品定量溶解于適當溶劑中,準確量取適量注入氣相色譜儀測定溶劑殘留量的進樣方法。進樣體積一般為2μL以下。本法為通常采用的方法,適用于受熱不易分解的樣品,約占發(fā)表文章總數(shù)的四分之三。溶液直接進樣的方法進樣量大,可以彌補檢測器靈敏度的不足,操作也簡便易行。大的缺點是污染進樣口和色譜柱,需要及時清洗。另外由于進樣量大,除溶劑峰響應值大,分析時間較長外,還有各種分解產(chǎn)物和溶劑雜質峰干擾測定。一般需選用程序升溫快速除去溶劑并選用純度較高的溶劑。但在毛細管柱的應用中,本方法的長期使用有可能堵塞毛細管柱口而使色譜柱無法正常使用。
1.4色譜柱的選擇
氣相色譜柱是樣品中殘留溶劑測定的理論與物質基礎,所以對色譜柱的選擇也是關鍵的步驟。氣相色譜柱可分為填充柱和毛細管柱兩大類,其中填充柱又分玻璃柱和不銹鋼柱;毛細管柱按柱__口直徑一般又有0153mm和0132mm兩種規(guī)格,前者又叫大口徑毛細管柱,柱容量大,在殘留溶劑測定中應用較多。由于毛細管柱造價高,中國藥典2000年版結合中國國情,用填充柱測定,美國藥典24版(USPXXIV)和英國藥典2000年版(BP2000)要求用毛細管柱。從填料來分,填充柱一般選用高分子多孔小球系列(GDX101,GDX102,GDX103,GDX301,GDX401)直接測定。GDX的表面積大(1~500m2/g),有一定的機械強度,可在250℃以下應用。無論極性還是非極性物質,在這種固定相上的拖尾現(xiàn)象都降到限度;它和羥基的化合物親和力極小,可使水、醇類物質大大提前流出柱子;氧化氮、HCN、NH3、SO2、COS等活潑氣體可以很快流出,不干擾測定,這些優(yōu)點對殘留溶劑測定來說是比較理想的。這類填料的應用約占填充柱測定殘留溶劑的文獻的90%。GDX既是性能優(yōu)良的吸附劑,能直接作為氣相色譜的固定相,直接用于氣固分析,也能作為擔體涂布PEG系(PEG20M,PEG2M,PEG10000,PGE5000),DEGS(丁二酸二乙二醇酯),DG(縮二甘油),丙二醇乙二酸聚酯,OV-225,SE52(苯基甲基硅酮)等固定液,用于殘留溶劑測定,當然擔體的選擇也有多種,如6201、硅藻土、PoraparkQ等。在柱子的選擇上,一般選用GDX系列就能解決問題,但對于某些樣品,就需要用某些固定液來進行分離才能滿足要求,如二甲基甲酰胺26。選擇原則是相似相溶,對于醇、胺等能形成氫鍵的物質,除上面介紹的GDX外,也可選擇極性固定液。另外也可將不同極性的固定液混合涂布在擔體上進行分離27。
毛細管柱的種類也很多,如OV-101,SE-54,CP-Sil-5CB28,AC-20,SE-30,HP-5,HP-20M,100%二甲基硅氧烷,AT-624,TFAP等,一般長10~30m不等。填充柱價格便宜,易得,一直占據(jù)溶劑殘留量檢測的主導地位,只是柱效較低,只有500~1000左右,分離復雜樣品的能力差。楊紹英、陳志華在測定心痛定中兩種殘留溶劑時就分別用兩種色譜條件,比較麻煩29。但填充柱仍然是我們的首要選擇。張詠梅、洪錚在紫杉醇原料藥中有機溶劑殘留量的氣相色譜分析中,應用GDX401填充柱同時檢測甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷,方法準確可靠30。王衛(wèi)、高立勤在測定鹽酸莫索尼定有機溶劑殘留量時以正丙醇為內標,用GDX-401填充柱測定乙醚和異丙醇的殘留量,方法靈敏、準確、可信31。鄧湘昱也用GDX-401填充柱測定鹽酸土霉素中殘留甲醇,結果證明方法簡單可靠32。黃劍英、顧以振用GDX-401填充柱、用恒溫條件建立同時測定中國藥典規(guī)定的7種溶劑的測定方法,方法分離度較好,準確可靠33。這些均說明填充柱在測定殘留溶劑中的重要作用。近年來,毛細管柱應用越來越多,有取而代之的趨勢。特別是近兩年,文獻報道關于殘留溶劑測定的文章中,用毛細管柱測定的約占總數(shù)的90%,填充柱只占10%,由此可見其趨勢。毛細管柱的理論塔板數(shù)約為10萬左右,與填充柱相比柱效和靈敏度均要高的多,對復雜和微量殘留溶劑的分析能力有極大的提高,所以選擇毛細管柱一般都能解決分離問題。其中柱口直徑為0153mm的大口徑毛細管柱因其柱容量大尤其應用廣泛。姚倩、李章萬、張強等用幾種大口徑毛細管柱,以藥物合成中常用的16種有機溶劑為研究對象,建立檢查殘留溶劑的方法,并考察不同極性的色譜柱(HP-1,HP-5,HP-20M)及不同提取溶劑(水,DMF,DMSO)對分離與檢測的影響。在雌激素原料殘留溶劑的檢測中,除甲醇和乙醇外,其它14種溶劑均在檢出限度以下,方法簡便靈敏,準確度高,說明本方法適用于常規(guī)藥物中溶劑的檢查。另外應用毛細管柱的例子還有很多,不勝枚舉。
1.5柱溫的選擇
柱溫對分離起關鍵作用,視所測組分和所選用色譜柱而定,一般用固定溫度分析,即恒溫色譜(IGC),柱溫范圍在50~200℃左右,根據(jù)樣品與殘留溶劑的分離情況而定。對于沸程很寬、殘留溶劑種類較多的樣品可選用程序升溫的辦法(PTGC)。
1.6檢測器的選擇
一般選用FID檢測器,也有選用MS為檢測器的,多為GC-MS聯(lián)用儀。對于含氯元素的溶劑,選用ECD檢測器專屬性強,可排除雜質干擾。中國藥典2000年版、美國藥典24版(USPXXIV)均選用FID檢測器,英國藥典2000年版(BP2000)則上述三種檢測器均有應用。