宋小飛，王紅芳，張輝，游蓉麗，聶磊，蘆惠，晉義

（山西振東制藥股份有限公司，山西長治 046000）

蔗糖是一種非還原性二糖，普遍存在于各種植物的莖、葉、花及果實中，在甘蔗和甜菜中含量較高［1］，蔗糖產(chǎn)品可經(jīng)由農(nóng)作物榨汁、過濾、濃縮、結(jié)晶等工藝制備而成［2］。蔗糖在食品領(lǐng)域應(yīng)用較多，是重要的食品和甜味劑［3］，可進一步被加工成白砂糖、冰糖、綿白糖等。此外，蔗糖在醫(yī)藥領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，常作為藥品的賦形劑、粘合劑和矯味劑等［4］。由于土壤存在一定的重金屬污染問題［5］，可能導(dǎo)致重金屬富集至含有蔗糖的農(nóng)作物中，且蔗糖生產(chǎn)過程中所用的設(shè)備、器具也可能引入部分重金屬元素，從而危害人體健康。蔗糖作為食品和藥用輔料在國標(biāo)GB/T 317—2018［6］和《中國藥典》2020版［7］均有收錄，但GB/T 317—2018中未對其金屬元素進行控制，在《中國藥典》中僅對重金屬總量進行了控制，未對單金屬元素進行控制。目前我國藥品監(jiān)管機構(gòu)正在逐步實施ICH的指導(dǎo)原則，對制劑的金屬元素種類及限量均有明確要求。

目前測定金屬元素的方法有火焰原子吸收法［8］、石墨爐原子吸收法［9］、原子熒光法［10］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［11］和電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法［12］等。電感耦合等離子體質(zhì)譜法以其測定速度快、高靈敏度，線性范圍廣，可同時分析多種元素等優(yōu)點［13］，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域中。蔗糖作為一種常用的藥用輔料，研究其中的雜質(zhì)元素對制劑中的元素雜質(zhì)控制十分重要，查詢ICH Q3D雜質(zhì)指導(dǎo)原則［14］，目前暫無對藥品輔料蔗糖中元素雜質(zhì)研究的相關(guān)報道。筆者參考相關(guān)標(biāo)準［7，14］和文獻［15-17］，建立了一種同時測定蔗糖中12種金屬元素的方法，為藥用輔料蔗糖質(zhì)量控制提供了一定的依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：ICP-MS QQQ-8900型，安捷倫科技（上海）有限公司。

電子分析天平：T-214型，感量為0.1 mg，梅特勒托利多儀器上海有限公司。

超純水處理系統(tǒng)：Milli-Q References型，美國密理博公司。

微波消解儀：WX-600型，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司。

智能控溫電加熱器：DKQ-1000型，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司。

鋰、鉻、鎳、銅、鉬、銻、金、汞單元素標(biāo)準溶液：質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL，批號分別為207034-1、208022、208002-1、208023-1、208015-1、207034-1、207029-2、207031-4，北京國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

釩單元素標(biāo)準溶液：質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL，批號為B2004210，北京壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司。

鈷、砷、鎘、鉛單元素標(biāo)準溶液：質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL，批 號 分 別 為17123、20041、19094、20061，上海安譜實驗科技股份有限公司。

Bi、Ge、In、6Li、Lu、Rh、Sc、Tb混合溶液：質(zhì)量濃度均分別為100 μg/mL，批號為54-124CRY2，安捷倫科技（上海）有限公司。

調(diào)諧液（Ge，Co，Li，Mg，Ti，Y）混合溶液：各組分質(zhì)量濃度均為1 μg/L，批號為37-1GSX2，安捷倫科技（上海）有限公司。

硝酸：分析級，批號為K50198856816，美國默克公司。

蔗糖（供注射用）：樣品3批，市售。

1.2 溶液制備

1.2.1 目標(biāo)元素限度濃度的確定

按照ICH Q3D元素雜質(zhì)指導(dǎo)原則［14］，根據(jù)元素的毒性及其在藥品中出現(xiàn)的可能性，將雜質(zhì)元素分為3類及其它類，即1類（砷、鎘、汞、鉛），2類（2A：鈷、釩、鎳；2B：銀、金、銥、鋨、鈀、鉑、銠、釕、硒和鉈），3類（鋇、鉻、銅、鋰、鉬、銻和錫），其它類（鋁、硼、鈣、鐵、鉀、鎂、錳、鈉、鎢和鋅）。根據(jù)不同的給藥途徑及是否在工藝中添加其它元素，確定最終需控制的雜質(zhì)元素。

蔗糖（供注射用）主要用于注射劑，需要控制的元素包括1類：砷、鎘、汞、鉛，2A類：鈷、釩、鎳，3類：鋰、銅、銻，同時考慮到蔗糖生產(chǎn)過程中不銹鋼設(shè)備可能引入鉻和鉬元素，增加對鉻和鉬元素的控制，需控制元素雜質(zhì)見表1。依據(jù)ICH Q3D元素雜質(zhì)指導(dǎo)原則［14］中元素雜質(zhì)在藥品中的每日允許暴露量（PDE，μg），按照公式(1)［14］計算蔗糖（供注射用）的限定值（μg/g），結(jié)果見表1。

表1 目標(biāo)元素的限度濃度

式中：限度值——限定濃度，μg/g；

PDE——每日允許暴露量，μg；

藥品日劑量——按10 g/day計算，μg。

1.2.2 溶液配制

12種元素標(biāo)準工作溶液：分別準確量取一定體積的鋰、釩、鉻、鈷、鎳、銅、砷、鉬、鎘、銻、汞和鉛單元素標(biāo)準溶液，用體積分數(shù)為5%的硝酸溶液（作為空白溶液，含200 ng/mL金元素，降低汞的記憶效應(yīng)，同時保證其穩(wěn)定性）［18］，配制成鋰、釩、鉻、鈷、鎳、銅、砷、鉬、鎘、銻、汞和鉛均為10倍限定濃度的12種元素混合標(biāo)準貯備液。分別精密量取一定體積的上述10倍限定濃度的12種元素混合標(biāo)準貯備液，用5%的硝酸溶液（含200 ng/mL金元素）稀釋0%、10%、50%、100%、200%、500%限定濃度的12種元素標(biāo)準工作溶液。標(biāo)準工作溶液中各元素濃度見表2。

表2 標(biāo)準工作溶液質(zhì)量濃度

內(nèi)標(biāo)溶液：精密量取一定體積的Bi、Ge、In、6Li、Lu、Rh、Sc、Tb混合溶液，用5%的硝酸溶液稀釋，配制成各組分質(zhì)量濃度均為200 ng/mL的內(nèi)標(biāo)溶液。

樣品溶液：取1.0 g蔗糖，精密稱定，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入0.1 mL金儲備液（金質(zhì)量濃度為5 000 ng/mL）和7 mL硝酸，密閉，置于微波消解儀中，于120 ℃消解5 min，于160 ℃消解5 min，于180 ℃消解15 min，消解罐冷卻后取出，置于智能控溫電加熱器中，在110 ℃趕酸2 h，轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，消解罐用5%的硝酸洗滌3次，洗液一并轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，并用5%的硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，搖勻。

加標(biāo)樣品溶液：取1.0 g蔗糖，精密稱定，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入0.1 mL金儲備液（金質(zhì)量濃度為5 000 ng/mL）和7 mL硝酸，密閉，置于微波消解儀中，于120 ℃消解5 min，于160 ℃消解5 min，180 ℃消解15 min；消解罐冷卻后取出，置于智能控溫電加熱器中，在110 ℃趕酸2 h，轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，消解罐用5%的硝酸洗滌3次，洗液一并轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，加入2.5 mL 10倍限定濃度的12種元素混合標(biāo)準貯備液，并用5%的硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，搖勻。

1.3 儀器參數(shù)

等離子體功率：1 600 W；等離子氣流量：15 L/min；輔助氣體流量：0.9 L/min；稀釋氣體流量：0.28 L/min；進樣深度10.0 mm；預(yù)混室溫度：2 ℃；檢測模式選擇He碰撞模式下高基體引入（HMI）方法進行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品處理條件優(yōu)化

金屬元素分析樣品的前處理方法一般包括直接稀釋法、直接溶解法、敞口容器消解法、微波消解法等。蔗糖為固體，易溶于水，首先采用直接溶解法測定金屬元素。取1.0 g蔗糖，加5%硝酸溶液稀釋至25 mL，作為樣品溶液。同時以樣品溶液作為基質(zhì)，加入100%限定濃度的12種混合元素標(biāo)準品溶液作為加標(biāo)樣品溶液。測定樣品溶液和加標(biāo)樣品中各元素的質(zhì)量濃度。結(jié)果表明12種元素的基質(zhì)干擾在5.61%～23.34%，基質(zhì)干擾較大，不適宜采用直接溶解法測定蔗糖中的金屬元素。

微波消解法具有所需要試劑少，消解效率高，利于降低空白值等優(yōu)點［6］，而廣泛應(yīng)用于固體樣品的處理，故采用微波消解作為樣品的處理方式。消解過程常用試劑一般為酸類，包括硝酸、鹽酸、高氯酸、硫酸、氫氟酸等，也可加入少量的過氧化氫。硝酸是樣品制備的首選酸［6］，且引起的干擾最小，故選用硝酸作為消解用酸。參考GB/T 24875—2010 《畜禽糞便中鉛、鎘、鉻、汞的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法》［19］中的消解條件，見表3。消解后置智能控溫電加熱器中，在110 ℃趕酸2 h?？疾炝讼跛嵊昧繛?、5、7 mL的消解情況，見表4。結(jié)果表明，硝酸用量在7 mL時消解完全。因此選擇7 mL硝酸作為消解液。

表3 微波消解條件

表4 不同硝酸用量的消解程度

2.2 干擾的消除

ICP-MS法測定過程中，干擾主要有兩類：質(zhì)譜型干擾和非質(zhì)譜型干擾，其中質(zhì)譜型干擾主要有同質(zhì)異位素、雙電荷離子、多原子離子等，非質(zhì)譜干擾主要有物理干擾、基體效應(yīng)和記憶效應(yīng)。干擾消除和校正方法通常有：優(yōu)化儀器參數(shù)、內(nèi)標(biāo)校正、干擾方程校正、碰撞反應(yīng)池技術(shù)等。

在試驗過程中，采用He碰撞模式，可以消除多原子離子的干擾；采用調(diào)諧液分別對儀器條件和分析方法進行調(diào)諧，均要求氧化物小于2%、雙電荷小于3%，兩次調(diào)諧可使儀器靈敏度達到最高，可有效消除質(zhì)譜型干擾。采用在線引入內(nèi)標(biāo)能有效補償一般的基體效應(yīng)，內(nèi)標(biāo)元素選擇見表5。

表5 目標(biāo)元素與內(nèi)標(biāo)元素

2.3 系統(tǒng)適用性

樣品溶液分析之前，取100%限定濃度的12種元素混合標(biāo)準品溶液進樣分析，5次測定結(jié)果中12種元素質(zhì)量濃度測定結(jié)果的相對標(biāo)準偏差為0.62%～2.78%，結(jié)果表明系統(tǒng)適用性良好。

2.4 專屬性試驗

取空白溶液、100%限定濃度溶液、12種元素混合標(biāo)準品溶液、樣品溶液、加標(biāo)樣品溶液進樣分析。各元素均有各自的質(zhì)荷比，不互相干擾檢測；空白溶液占100%限定濃度溶液質(zhì)量濃度的比值為0.02%～1.89%；加標(biāo)樣品溶液中12種元素基質(zhì)干擾為2.35%～7.41%，結(jié)果表明基質(zhì)無較強干擾，專屬性良好。

2.5 線性方程與檢出限

取12種元素混合標(biāo)準工作溶液，進行測定。以各金屬元素的質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，以目標(biāo)元素的響應(yīng)值（Y，CPS）與內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)值(CPS)的比值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準曲線，結(jié)果見表6。

取空白溶液連續(xù)測定11次，計算檢測下限(LOD)和定量下限(LOQ)，計算公式如下：

LOD=3s/b

LOQ=10s/b

式中：LOD——檢測下限，ng/mL；

LOQ——定量下限，ng/mL；

s——11次空白溶液響應(yīng)值/內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)值的標(biāo)準偏差；

b——工作曲線斜率；

各金屬元素的相關(guān)系數(shù)、檢測下限及定量下限見表6。

表6 12種元素的線性方程、檢測下限和定量下限

由表6可知，12種元素在相應(yīng)的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均不小于0.99。各金屬元素的檢測限為0.012～0.824 ng/mL，定量限為0.042～2.746 ng/mL。

2.6 精密度試驗

由A、B兩位分析員在不同日期，均按1.2.2項下加標(biāo)樣品制備方法，平行制備6份加標(biāo)樣品溶液，進樣分析，考察重復(fù)性以及中間精密度，結(jié)果列于表7。表7結(jié)果表明，蔗糖中12種元素質(zhì)量濃度測定結(jié)果的相對標(biāo)準偏差為15.3%，重復(fù)性良好，且中間精密度良好。

表7 精密度試驗結(jié)果

2.7 加標(biāo)回收試驗

按1.2.2中樣品溶液制備方法，按50%、100%、150%的加入一定體積的1 000%限度濃度的12種元素混合標(biāo)準貯備液，配制成低、中、高濃度的加標(biāo)樣品溶液，每個濃度溶液平行制備3份，進行加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表8。表8結(jié)果表明，12種元素3濃度水平下平均回收率均為88.4%～100.0%，回收率良好。

表8 加標(biāo)回收率試驗結(jié)果

2.8 穩(wěn)定性試驗

按1.2.2中加標(biāo)樣品制備方法制備加標(biāo)樣品溶液，分別于0、12、24、36、48 h進樣分析，12種元素的質(zhì)量濃度測定結(jié)果見表9。表9結(jié)果表明，室溫放置48 h，12種元素質(zhì)量濃度測定結(jié)果的相對標(biāo)準偏差為0.7%～2.9%，溶液穩(wěn)定性良好。

表9 溶液穩(wěn)定性考察結(jié)果

3 結(jié)語

采用微波消解樣品，優(yōu)化了硝酸用量，使用內(nèi)標(biāo)法校正質(zhì)譜干擾，通過加入金元素標(biāo)準溶液消除汞元素的記憶效應(yīng)，建立了ICP-MS法測定蔗糖（供注射用）中12中金屬元素的方法。

目前，中國藥典中收載的蔗糖中重金屬檢查法專屬性差，靈敏度低，本方法參照ICH Q3D元素雜質(zhì)指導(dǎo)原則和中國藥典2020四部要求，為其它藥用輔料中雜質(zhì)元素的分析提供了技術(shù)依據(jù)。