磷酸蒸餾-離子色譜法測定藥物中的氰根總量

欒紹嶸,劉鵬宇,張芳芳,SOLANGE Muhayimana,倪力軍?

(1.華東理工大學 化學與分子工程學院,上海200237; 2.賽默飛世爾科技(中國)有限公司,上海201203;3.華東理工大學 藥學院,上海200237)

氰化物作為劇毒物質,不僅對人類的生理系統產生極端的毒性[1],而且在冶金、醫藥、電鍍、橡膠和農藥等領域所引起的環境問題也日益嚴重[2-6]。許多藥物在合成過程中需要用到含氰化物的原料,或者工藝生產過程中會產生少量氰化物,為了對藥物中的氰化物進行監控,避免對人類的身體健康造成危害,亟需建立一種快速、簡便的測定藥物中痕量氰化物的分析方法。

氰化物的檢測方法主要有異煙酸-吡唑啉酮分光光度法[7]、氣相色譜法[8]、液相色譜法[9]、熒光光譜法[10]、流動注射分析法[11]和極譜法[12]等。中國藥典2015版采用紫外分光光度法對氰化物進行半定量測定,美國藥典則采用普魯士藍法對氰化物進行定性。這些方法均存在干擾多、操作復雜、檢出限低、分析成本高以及設備操作要求高等缺點[13]。離子色譜法具有操作簡單、快速簡便、靈敏度高以及選擇性好等優點,是化工、環境、能源、制藥行業樣品中分析陰、陽離子的重要手段[14-16]。對于電導檢測器,氰根離子在抑制器上反應生成弱解離的易揮發的氫氰酸,其電導值低以致無法檢測[17]。ROCKLIN[18]首次報道采用電化學檢測器和銀電極檢測氰化物,提高了選擇性和靈敏度,并廣泛用于食品[19]、廢水[20]、飲用水[21-22]、固體廢棄物[23]和制藥[24]等領域。

目前,復雜基體藥物中的基體對氰根的檢測存在很大的干擾,導致基線不穩定,氰根的檢出限高,達不到制藥行業的高要求,這是亟待解決的一個大問題。本工作通過向藥物水溶液中加入磷酸,加熱蒸餾,將氰根以氰化氫的形式蒸出,經過冷凝并被氫氧化鈉溶液吸收后,采用離子色譜-安培檢測器法測定溶液中氰根(CN－)的含量,從而得到原藥物樣品中的氰根含量。該方法有效避免了基體對待測物的影響,靈敏度高,結果滿意,能夠滿足制藥行業對藥物中氰根的檢測要求。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

ICS 6000型離子色譜儀,配AS-AP自動進樣器、安培檢測器和Chromeleon 7.2色譜工作站;以Ag電極為工作電極,以Ag/AgCl為參比電極;Milli-Q型超純水機;AL 204型分析天平;YH型電加熱器;On Guard RP前處理柱。

氰根標準儲備溶液:1 000 mg·L－1,介質為水。

氰根標準溶液系列:分別移取氰根標準儲備溶液2.5,5.0,12.5,25μL于25 mL容量瓶中,用水定容,混合均勻,配制成0.1,0.2,0.5,1.0 mg·L－1的氰根標準溶液系列。再移取0.2,0.5 mg·L－1的氰根標準溶液1.0 mL,用水稀釋至10.0 mL,配制成0.02,0.05 mg·L－1的氰根標準溶液。

50%(質量分數,下同)氫氧化鈉溶液為優級純;磷酸為分析純;試驗用水為超純水。

待測藥品的主要成分為氯化鈉、氯化鉀、無水葡萄糖和枸櫞酸鈉;4批藥品的批號為1701、1702、1703和1704,均來自生產企業。

1.2 色譜條件

IonPac AS11-HC陰離子色譜柱(250 mm×4 mm);IonPac AG11-HC陰離子保護柱(50 mm×4 mm);進樣量為25μL;流量為1.0 mL·min－1;柱溫箱的溫度為30℃;流動相為4 mmol·L－1的氫氧化鈉溶液,等度洗脫。

1.3 試驗方法

稱取樣品0.5 g于250 mL三口燒瓶中,加入50 mL水,迅速加入1 mL磷酸,立即蓋好瓶塞,進行加熱蒸餾,所得氣體用5 mL的20 mmol·L－1氫氧化鈉溶液吸收,將吸收液用水定容至25 mL容量瓶中,得到待測溶液,按照色譜條件進行測定。

2 結果與討論

2.1 前處理方式的選擇

批號為1701的藥品樣品經過不同前處理方式得到的色譜圖見圖1。通過與空白溶劑和20 mmol·L－1氫氧化鈉溶液溶解后加On Guard RP前處理柱處理后進樣后得到的色譜圖對比可知:在此條件下,氰根沒有受到高鹽基體的干擾,噪聲低、靈敏度高,能夠用于實際復雜基體藥物中氰根的分析。兩種處理方式所得結果的不同是因為樣品中含有大量的氯離子,雖然經On Guard RP前處理柱處理后可以除去大分子有機物基體,但大量氯離子的存在對氰根的測定存在干擾。經過酸蒸后,樣品中的氯轉化成鹽酸,由于鹽酸的沸點比氫氰酸高,所以,在95℃下不會被蒸出來,因此不會干擾已蒸出的氰根的測定。

2.2 酸蒸條件的選擇

2.2.1 無機酸的種類

無機酸的作用是提供酸性環境,將氰根轉化為氰化氫。因此,不能選擇揮發性酸,而硫酸和硝酸的酸性太強,不容易控制溶液的酸度。綜合考慮,試驗選擇中等強度酸性的磷酸。

圖1 不同前處理方法得到批號為1701樣品中氰根的色譜圖Fig.1 Chromatograms of CN－in the 1701 sample was obtained by different pretreatment methods

2.2.2 蒸餾溫度

試驗考察了蒸餾溫度分別為80,90,95,100℃時對餾出液速率的影響。結果發現:當蒸餾溫度為80,90℃時,由于沒有達到水的沸點,水蒸氣在甁壁上冷凝,沒有冷凝液流出;當蒸餾溫度為100℃時,餾出速率較高,不利于氰根的吸收;當蒸餾溫度為95℃時,不僅能維持合適的蒸餾速率(2～4 mL·min－1),而且氰根的蒸出和吸收比較完全。

2.2.3 餾出液體積

以批號為1701的藥品樣品為研究對象,試驗考察了餾出體積分別為15,20,30 mL時對氰根回收率的影響,結果見表1。

表1 不同餾出液體積下樣品中氰根的回收率Tab.1 Recoveries of CN－in the sample under different distillation volumes

由表1可知:當餾出液體積為15 mL時,氰根的回收率較低,未能完全蒸出;當餾出液體積為20 mL和30 mL時,樣品溶液中的氰根能夠被完全蒸出。從節約時間和成本的角度考慮,試驗選擇餾出液的體積為20 mL。

2.3 標準曲線、檢出限和測定下限

按照色譜條件對氰根標準溶液系列進行測定,以氰根的質量濃度為橫坐標,與其對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結果表明:氰根的質量濃度在0.02～1.0 mg·L－1內與其對應的峰面積之間呈線性關系,線性回歸方程為y＝8.028x－0.006,相關系數為0.999 7。

以3倍信噪比和10倍信噪比計算方法的檢出限(3S/N)和測定下限(10S/N),結果分別為0.004,0.014 mg·L－1,實際樣品的檢出限為0.010μg·g－1。

2.4 精密度和回收試驗

按照試驗方法對實際藥品樣品進行加標回收試驗,每個加標樣品平行測定6次,計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD)。精密度和回收試驗結果見表2。

表2 精密度和回收試驗結果(n＝6)Tab.2 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

由表2可知:氰根的回收率為100%～102%,測定值的RSD為1.0%～2.1%,表明該方法準確度高,重復性好,能夠滿足復雜基體藥物中氰根的分析需求。

2.5 實際樣品的測定

按照試驗方法對批號分別為1701、1702、1703、1704的4批藥品樣品進行測定。結果發現:4批藥品樣品中氰根的質量分數分別為1.12,9.56,0.105,3.24μg·g－1。

本工作建立了磷酸蒸餾-離子色譜法測定藥品樣品中氰根總量的方法。藥物樣品在加入磷酸的條件下,加熱蒸餾,氰根以氰化氫的形式被氫氧化鈉溶液吸收后,采用離子色譜法進行測定。與中國藥典2015版中所采用的3種氰化物檢查法相比,該方法靈敏度高、精密度和重復性好,定量準確度高,用于實際樣品分析,結果非常滿意。磷酸蒸餾和離子色譜法相結合有效解決了復配藥物中復雜有機和無機基體的干擾,可為復配藥物中氰根的測定提供新方法和新思路。