使用超纯水按USP法评估元素杂质

本文评估了Milli-Q^®纯水系统产出的新鲜超纯水用于按照美国药典(USP)通则<231>、<232>和<233>进行元素杂质分析的适用性。

• 药品中的元素杂质
• ICP-MS分析用水质
• Milli-Q®超纯水的元素分析
• ICP-MS分析：实验条件与方法
• Milli-Q®超纯水对于痕量元素分析的适用性
• 产品
• 参考文献

药品中的元素杂质

在制药行业，由于生产和配制过程中采用某些金属作为试剂和催化剂，因此监测和控制药物中的无机杂质无比重要。而且，金属杂质还可能会无意中通过污染的试剂或者在研发过程中接触药物包装或金属表面，从而引入到药物产品中。这也是美国食品药品管理局(FDA)等国际卫生机构出台长期法规，控制人用药品中的有害杂质含量的原因。过去，美国药典委员会(USP)通则<231>“重金属限度检测”要求对所谓“Big Four”的四种重金属（砷、镉、铅和汞）进行检测。不过，最近在USP通则<232>¹及<233>²中提及了对药品中潜在毒性杂质进行控制的新强制指南。

USP关于这些新元素杂质的章节将需要分析的金属分为若干组。本文涉及第一组和第二组的15种金属（镉，铅，砷，汞，铱，锇，钯，铂，铑，钌，铬，钼，镍，钒和铜）。FDA“Q3D元素杂质行业指南”³和欧洲药品管理局(EMA)“关于金属催化剂或金属试剂残留物标准限度的指南”⁴所列的其他元素杂质在扩展阅读文章——药物ICP-MS分析中予以阐述。

ICP-MS分析用水质

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是分析元素杂质的灵敏技术。²超纯水是ICP-MS的主要试剂，广泛用于样品制备和分析仪器清洗等（图1）。Milli-Q^®超纯水系统专门产出符合或超过各种药典水质标准的纯水。但是，选择用作试剂的水不仅必须要符合特定的药典标准，还必须满足现代仪器的要求，以确保ICP-MS仪器的最佳性能。⁵因此，必须选择质量非常高且不含待检元素的试剂水以避免样本和分析仪器污染。⁶本研究旨在评估使用Milli-Q^®超纯水系统生产的新鲜超纯水用于ICP-MS痕量元素分析的适用性。

Milli-Q^®超纯水的元素分析

在制药工业中，元素分析在mg/L (ppm)至sub-μg/L(sub-ppb)水平范围内进行。由于在方法验证过程中必须适当地证明灵敏度、准确度、精确度和回收率，因此实现低且稳定的背景等效浓度(BEC)以及一致的低检测限至关重要。表1列出了Milli-Q^®超纯水中针对每种元素的ng / L（ppt）水平BEC和检测限（LOD）。

从表1中可以看出，某些元素的含量水平略高于sub-ppt。这可以理解为来自实验室环境的污染，毕竟本分析是在正常的实验室条件下进行的。⁷如果需要实现远低于此水平的元素分析，则应合理采用额外的精滤步骤，例如Milli-Q^® IQ Element纯化装置可在洁净室或无金属实验室环境中获得sub-ppt和ppq级别的BEC。⁸

ICP-MS分析：实验条件与方法

通过2个步骤将自来水净化为超纯水：

1. 采用Milli-Q^® IX纯水系统这类Milli-Q^®系统，通过智能反渗透、Elix^®电去离子(EDI)和杀菌紫外灯的组合技术，将自来水净化为纯水。
2. 采用Milli-Q^® IQ 7000超纯水系统这类配备Millipak^®终端过滤器的Milli-Q^®纯水精制系统，将上述纯水进一步净化为超纯水。注意，如要分析汞(Hg)，应采用不含Elix^® EDI模块的Milli-Q^® Direct系统产出的超纯水。

按下列条件分析超纯水样品中的元素杂质水平：

• 用Agilent^® 7700s ICP-MS仪器分析V、Cr、Ni、Cu、As、Mo、Cd和Pb
• 用Agilent^® 7500s ICP-MS仪器分析Hg、Ru、Rh、Os、Ir和Pt

所有实验均在常规实验室条件下进行（非洁净室内）。

Agilent^® 7700s仪器详情及参数：PFA-50雾化器，PFA雾化室，蓝宝石惰性炬管，石英2.5 mm内径炬管中心管，铂金采样锥和截取锥，射频功率600/1600 W，采样位置12/8 mm，载气0.90 L/min，尾吹气0.32/0.51 L/min，自动检测器模式，1、5、10、50 ng/L校准。

Agilent^® 7500s仪器详情及参数：石英雾化器，石英雾化室，石英内径炬管中心管，镍采样锥和截取锥，射频功率1300/1500 W，采样位置8 mm，载气0.96 L/min，尾吹气0.23 L/min，自动检测器模式，1、20、50、100 ng/L校准。

容器都是PFA材质，用超纯水预清洗。来自Milli-Q^®纯水系统的所有超纯水样（电阻率为18.2 MΩ·cm，TOC低于5 ppb）均现采现分析。

Milli-Q^®超纯水对于痕量元素分析的适用性

Milli-Q^®超纯水系统生产的超纯水经证元素杂质含量很低。药业实验室在进行痕量元素分析时，可依靠Milli-Q^®净水系统产出满足严格要求的超纯水。选用Milli-Q^®超纯水系统产出的超纯水进行元素分析，有助于确保生成准确可靠的数据。