葡萄糖酸钙注射液中铝元素含量测定的研究

摘要：目的 研究葡萄糖酸钙注射液中铝元素的含量测定。方法 采用ICP-MS法测定葡萄糖酸钙注射液中铝元素的含量，并开展了包括精密度、线性范围、定量限、检测限、准确度、重复性等内容在内的方法学验证。结果 该方法线性相关系数在0.99以上，线性关系良好；铝元素的检出限为0.221ng/ml；4个不同浓度的平均回收率为97.32%，在准确度规定可接受范围内；精密度、准确度和重复性试验相对标准偏差均小于20%。结论 该方法精密度、准确度和重复性较好，检出限低，适用于产品中铝元素的检测。

关键词：电感耦合等离子体质谱；葡萄糖酸钙；铝；含量测定

中图分类号：R927

Study on the determination of aluminum content in calcium gluconate injection

XIE Aifang   HUANG Cuiping（Corresponding author）   CHANG Gang

China Resources Double-Crane Limin Pharmaceutical (Jinan) Co., Ltd, Shandong Jinan 250200

Abstract: OBJECTIVE   Study on the determination of aluminum content in calcium gluconate injection. METHODS   The content of aluminum in calcium gluconate injection was determined by ICP-MS method, and methodological validation was carried out, including linear range, detection and quantification limits, precision, accuracy, repeatability, etc. RESULTS   The linear correlation coefficient of this method is above 0.99, and the linear relationship is good; The detection limit of aluminum element is 0.221ng/ml; The average recovery rate of four different concentrations is 97.32%, within the specified accuracy range; The relative standard deviation of precision, accuracy, and repeatability tests are all less than 20%. CONCLUSION   This method has good precision, accuracy, and repeatability, low detection limit, and is suitable for the detection of aluminum elements in products.

Key words: ICP-MS; calcium gluconate; aluminum; assay

0 引言

葡萄糖酸钙注射液用于治疗钙缺乏、急性血钙过低、碱中毒等，国内已上市多年，临床应用非常广泛。2020年国家药监局发布关于开展化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价工作的公告（2020年第62号），明确提出了已上市的化学药品注射剂仿制药，未按照与原研药品质量和疗效一致原则审批的品种均需开展一致性评价[1]。葡萄糖酸钙注射液在该评价范围内。

国家药品监督管理局公布的葡萄糖酸钙注射液的参比制剂的药品说明书[2]中指出，葡萄糖酸钙注射液含有铝，高达512μg•L-1，可能具有毒性。研究表明，肾功能受损的患者中，包括早产儿，接受的肠外铝水平大于4～5μg•(kg•d)-1时，铝会达到中枢神经系统和骨显示相关毒性的水平。即使给药速率较低，也可能发生组织负荷。尽管铝属于1类元素、2A和2B、3类元素之外需要考虑的其他元素[3]，但基于临床安全性考虑，在开展葡萄糖酸钙注射液一致性评价时需对铝元素进行研究控制。

本研究主要研究了采用ICP-MS法对葡萄糖酸钙注射液中铝元素的含量进行检测，基于《中国药典》2020年版四部附录中9101分析方法验证指导原则开展了相

应的方法学验证。结果表明，所建立的方法适用于葡萄糖酸钙注射液中铝元素的检测。结合方法研究，同时对方法消解用酸选择、样品的前处理、产品中铝元素的来源及质控限度和仪器使用进行了讨论，为开展药品中铝元素的含量测定研究提供参考。

1 方法与结果

1.1 仪器与试药

安捷伦7800电感耦合等离子体质谱仪；上海博通化学BHW-09A24S赶酸仪；安东帕PRO24HVT50微波消解仪。

铝元素标准溶液（批号：222004-2，质量浓度：1000μg/ml），购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；内标混合标准溶液（Ge、Rh、In、Lu、Li6、Sc、Bi、Tb）（批号：56-139CRY2，质量浓度：100μg/ml），购自安捷伦公司）；硝酸（65%～68%，GR级），购自国药集团化学试剂有限公司。葡萄糖酸钙注射液（规格：10ml：1g，批号：022080601），华润双鹤利民药业（济南）有限公司生产；葡萄糖酸钙注射液（规格：10ml：1g，批号：6021438），生产商Fresenius Kabi US a LLC）。

1.2 工作条件

射频功率1550W、进样蠕动泵的转速0.1转/秒、雾化室温度2℃、峰型点3个、样品提升的时间30 s、样品提升的蠕动泵转速0.3转/秒、检测稳定时间25 s，重复次数3次，每次重复扫描100次。采用全定量分析法。内标元素Ge通过T型三通管在线引入等离子体。

1.3 试验方法

1.3.1溶液配制

溶剂：量取水1140ml，置烧杯中，加硝酸60ml，混匀。

内标溶液：精密量取内标混合标准溶液500μl，置100ml量瓶中，用溶剂稀释制成每1 ml中含钪500 ng的溶液。

标准曲线贮备液：精密量取铝单元素标准溶液390 μl，置100 ml量瓶中，用溶剂稀释至刻度，摇匀，即得。

标准曲线溶液：取8个100ml的消解管，用油性记号笔在底部编号S1～S8，精密量取标准曲线贮备液0 μl、100 μl、300 μl、500 μl、1000 μl、1500 μl、2000 μl、4000 μl，分别置于上述消解管中，用溶剂稀释至刻度，摇匀，即得各标准曲线溶液。

1.3.2 溶液前处理

样品溶液：精密量取葡萄糖酸钙注射液5ml，置微波消解管中，加入硝酸2.5 ml。将消解管置赶酸仪上，130℃预处理20 min，放冷，每个微波消解管密封后分别置于微波消解仪中，按照设定的消解程序进行消解，消解完成后，将溶液转移至50 ml量瓶中，用水清洗消解管3次，将3次洗液合并至量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，作为样品溶液。

空白溶液：取空白微波消解管，加入硝酸2.5ml。同法处理作为空白溶液。

1.4 结果与分析

1.4.1 线性与范围

按“1.2”项下工作条件试验，取S1～S8标准曲线溶液和空白溶液进行检测，测定结果见表1。以铝元素的质量浓度计数横坐标，以铝元素与内标元素的响应比值计数为纵坐标，绘制标准曲线图，计算线性方程和相关系数。该方法线性相关系数为0.9971以上，表明方法线性良好。

1.4.2 检出限与定量限

按“1.2”项下工作条件试验，确定元素可被检出的最低量和元素可被准确定量的最低量。取标准曲线溶液S1及内标溶液，在铝元素的质量数27处测定溶液的响应值，连续测定11次。以测得的铝元素响应值标准偏差的3倍除以其标准曲线斜率为检测限，以测得的铝元素响应值标准偏差的10倍除以其标准曲线斜率为定量限，计算得出检出限为0.221 ng•ml-1，转化为样品中含量为2.210 ng•ml-1，定量限为0.735 ng•ml-1，转化为样品中含量为7.350 ng•ml-1。

1.4.3 系统精密度

取标准曲线溶液S5及内标溶液，按照“2.2”项下仪器工作条件于质量数27处测定，将测定结果代入标准曲线方程，扣除空白溶剂值后计算铝元素浓度值并考察方法的系统精密度。结果显示，6次重复测得的浓度的计算其相对标准偏差为0.58%，小于20%，试验结果符合检测要求，说明系统精密度良好。

1.4.4 准确度

分别制备葡萄糖酸钙注射液50%、100%、120%、160%四个浓度的加标试验回收率样品溶液，按“1.2”项下仪器工作条件进行试验，以测得结果计算铝的回收率。结果显示，加标试验样品溶液回收率在93.70%～100.43%范围内，平均回收率为97.32%，相对标准偏差为4.69%，符合平均回收率应在70%～150%之间、RSD≤20%的测定要求。方法验证结果表明方法的准确度良好。

1.4.5 重复性

精密量取葡萄糖酸钙注射液5 ml，置微波消解管中，精密加入标准曲线贮备液150 μl，加入硝酸2.5 ml，备用，平行制备6份。按“1.3.2”项下同法制备重复性样品溶液。取各溶液于质量数27处测定，将测定结果代入标准曲线方程，扣除空白溶剂值后计算铝元素浓度值并考察方法的重复性。结果显示，6份加标样品含量测定的相对标准偏差10.56%，试验结果符合含量测定结果RSD≤20%的检测要求，说明方法重复性良好。

1.4.6 样品测定

取葡萄糖酸钙注射液同法制备样品溶液，按“1.2”项下仪器工作条件进样试验，按照标准曲线法计算各批葡萄糖酸钙注射液样品中铝元素的含量。另外，基于操作便捷性和消解处理方式可能存在影响的考虑，试验还采用直接稀释法对样品溶液中的铝元素进行检测。结果见表2。

2 讨论

2.1 消解用酸选择

消解用酸需考虑基体酸对元素检测的干扰。按干扰的严重程度从小往大依次为N、Cl、P、S[4]。微波消解通常使用硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸[5]等。考虑到仪器使用条件、能否完全溶解样品和消解后干扰大小等因素，本研究选择硝酸进行样品处理。采用不同浓度的硝酸溶液进行消解处理时，5%硝酸溶液消解检测干扰小，宜作为微波消解溶剂。故综合品种自身特点和检验操作误差等因素，检测样品是否消解以及采用何种基体酸宜因品种而异。

2.2 样品前处理

铝元素检测时，样品溶液不同的前处理方法（如直接稀释法、直接溶解法和微波消解法等）[6]优缺点各异。ICP-MS的高灵敏度、铝元素的本底量、样品消解处理的程度、消解罐干净与否等都会给铝元素检测带来一定干扰。考虑到本品为澄清溶液，研究对比了直接稀释法和微波消解法的样品检测结果，未见明显差别。实际检测时需结合产品的特性，选择适宜的处理方式，并以空白校准来减少基底干扰。

2.3 来源分析

原料药是肠外营养液中铝的主要来源，如葡萄糖酸钙注射液中的铝主要来源于葡萄糖酸钙，占到了肠外营养液样品中铝总量的90%；采用铝浓度含量低包材如聚丙烯安瓿，可将玻璃容器分装的相同产品中铝浓度平均减少96%[7]。研究显示，葡萄糖酸钙注射液中铝元素含量约465ng•ml-1，而原料中铝元素的量约457.5 ng•ml-1；辅料引入铝元素的量约10.8 ng•ml-1，与文献报道的结果一致。本品采用聚丙烯安瓿包装，其包材相容性研究提取到的铝元素低于定量限7.350 ng•ml-1，说明聚丙烯安瓿与葡萄糖酸钙注射液相容性良好，由包材引入铝的风险很低。由上可知，葡萄糖酸钙注射液中铝元素主要由原料葡萄糖酸钙引入。故在原料内控标准中增加铝元素的质控要求，对每批原料进行检测，方能达到有效降低和控制铝元素引入制剂的风险。

2.4 质控限度

铝元素在人体内蓄积容易引起铝中毒，制定合理的杂质限度是控制杂质水平的有效保障。铝达到512 µg•L-1可产生毒性[2]，因此铝的限度应低于512 µg•L-1。FDA网站葡萄糖酸钙氯化钠注射液（浓度20 mg•ml-1）2022年10月版说明书[8]中指出，铝达到100 µg•L-1可产生毒性。按照该产品原料占比折算为规格为10 ml：1g的葡萄糖酸钙注射液则铝的限度应为500 µg•L-1。葡萄糖酸钙注射液最大用量为200 mg•kg-1，每6小时给药一次（每天4次），按4 μg•kg-1计算铝的日最大允许含量为500 µg•L-1。从药品安全性考虑选择最严格的限度，因此将500 µg•L-1作为葡萄糖酸钙注射液中的铝元素的质控限度。

对大多数肠外营养液，FDA要求药品生产商对其进行铝的定量控制[9]：容量≥50ml并直接输入静脉的大容量液体灭菌制剂其铝含量应低于25μg•L-1；对小容量注射剂没有上限规定[10]。因此，对于不同品种特别是大容量注射液品种，铝元素的质控限度需因品种而异。

2.5 仪器使用

ICP-MS法作为一种分析检测技术，随着质谱仪的广泛应用，在无机元素分析方面显现出诸多优点，如样品制备和进样操作简单、线性范围宽、扫描速度快、运行周期短、受干扰程度小，还可同时检测多种元素。但ICP-MS毕竟属于高精密仪器，对仪器所用的部件和日常维护等要求较高[5]，如进样蠕动泵管的好坏、雾化器和雾化室的定期清洗、采样锥和截取锥的使用、真空系统、冷却水系统等，彻底去除检测环境、容器及仪器自身对检测结果的干扰均需引起注意。

3 结语

本研究采用ICP-MS法测定葡萄糖酸钙注射液中铝元素的含量，对比了不同的样品处理方法，分析了制剂中铝元素的来源，讨论了铝元素质控限度的合理性以及ICP-MS仪器使用维护的关注点。由研究结果可知，该方法线性关系良好，相关系数在0.99以上，检出限0.221ng•ml-1，回收率在70%～150%之间，精密度、准确度和重复性试验结果相对标准偏差均小于20%，说明方法精密度、准确度和重复性良好，检出限低，适用于产品中铝元素的检测，该测定方法具有实际应用和参考意义。

参考文献

[1]《国家药监局关于开展化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价工作的公告》政策解读[J].中国制药信息,2020,36(7):4-4

[2]国家食品药品监督管理局国家药品标准修订件XGB2008—007——葡萄糖酸钙氯化钠注射液[J].中国药品标准,2008,9(5):393-394

[3]吕鹏,田心,常维维,等.《药物生殖毒性研究技术指导原则》与ICH S5(R2)指导原则的对比研究及实施建议[J].现代药物与临床, 2018, 033(008):2145-2148.

[4][1]孙靖,沈怡文.ICP-MS分析技术及干扰问题[J].理化检验：化学分册,1998,34(7):318-319

[5]王晓,李晓明,邵丽,等.电感耦合等离子体质谱法同时测定曹县芦笋中18种元素的含量[J].中国农学通报.2023,39(21):126-132.

[6]赵冯,张杞柳,张石楠,等.电感耦合等离子体质谱法测定盐酸左氧氟沙星氯化钠注射液中24种元素杂质的含量[J].中南药学,2023,21(7):1921-1925.

[7]Smith BS Kothari H, Hayes B, et al. Effect of additive selection on calculated aluminum conten of parenteral nutriient solutions [J]. Am J Health Syst Pharm,2007,64(7):730-739.

[8]佚名,葡萄糖酸钙氯化钠注射液药品说明书[J].医药,2022(10):17.

[9]US FDA. Small Volume Parenteral Drug Products and Pharmacy Bulk Packages for Parenteral Nutrition: Aluminum Content and Labeling Recommendations[J].(2022-08-12),2023(08):09.

[10]张星一.日本药典中心静脉营养输液中微量铝元素的检出方法介绍[J].中国药品标准,2010,11(3):234-236.