國際人用藥物注冊技術協調會議（ICH）Q3D元素雜質指南對元素雜質的分類、制劑日允許暴露量與濃度限度之間的轉換等做了詳細闡述，有利于幫助藥企通過風險評估來決定對哪些元素進行額外控制，為藥品制訂合理的元素限度[1]。2017年6月中國獲得批準正式加入ICH，這意味著中國的藥品監管也將逐步轉化和實施國際ICH 的標準和指南，同時提高了我國各類化學藥品申報的標準。《中國藥典》2020版通則增修自2018年8月起已經發布了十五批修訂公示，2018年12月28日發布的第三批公示包含了元素雜質限度和測定指導原則（第一次征求意見稿）[2]，表明我國也將開始實施藥品中元素雜質控制。

近年來發展迅速的電感耦合等離子體質譜分析技術（ICP-MS）是元素分析領域非常先進的技術，既可以定量測定元素含量，也可以定性分析元素種類，具有極低的檢出限，其可檢測的濃度能低至ng·kg-1級，較高的靈敏度和精密度、線性范圍寬、抗干擾能力強，并且能提供精確的同位素信息的分析特征等優點，已經廣泛應用于藥品行業中元素雜質控制[3-7]。

方法學驗證是對測定方法的評價，是建立新方法的研究內容和依據。在藥品研發過程中需要根據產品的需求不斷調整和優化檢測方法，并做出完整的方法學驗證，證明該方法可以用于藥品的質量控制。本研究結合現行版的美國藥典、歐洲藥典、《中國藥典》相關通則及相關文獻，探討并總結相對全面、科學的ICP-MS分析藥品中元素雜質的方法要求。

如表1所示，美國藥典、歐洲藥典、《中國藥典》通則中均建立了ICP-MS儀器方法要求（USP40<730>Plasma Spectrochemistry[8]、EP9.2<2.2.58>Inductively Coupled Plasma-mass Spectrometry[9]，ChP2020<0412 >電感耦合等離子質譜法[10]），此外，如表2所示，美國藥典、歐洲藥典通則中還單獨建立了藥品中元素雜質殘留檢測方法要求（USP40<233>Elemental Impurities-Procedures[11]，EP 9.2<2.4.20>Determination of Metal Catalyst or Metal Reagent Residues[12]），目前中國藥典還沒有單獨建立藥品中元素雜質殘留檢測方法要求，可以借鑒歐美藥典通則增訂適用于我國具體情況的相關通則。

表1 各國藥典通則ICP-MS儀器方法要求匯總

注：類別1：含量；類別2：定量雜質及限度測定。

表2 各國藥典通則元素雜質殘留檢測方法要求匯總

本次研究結合各國藥典相關通則及相關文獻，分別從系統適用性、線性與范圍、專屬性、檢測線與定量限、準確度、精密度等方法要求對ICP-MS分析藥品中元素雜質方法進行討論，供行業內參考。

1、系統適用性

EP<2.2.58>提出了對ICP-MS儀器分析較全面的系統適用性要求，包括儀器調諧要求及序列運行穩定性要求。儀器調諧要求包括儀器分辨率及質量軸的調諧，并明確了調諧后靈敏度、雙電核、氧化物的要求。序列運行穩定性要求通過在樣品序列的最后運行標準品來檢查長期穩定性，控制錐體上的鹽沉積物是否在整個運行期間降低了信號。USP<233>提出比較樣品序列運行過程中分析樣品測定前后150%限度濃度對照品結果，測定元素雜質信號的漂移，以控制整個運行期間系統的穩定性。根據各國藥典的要求，總結ICP-MS元素雜質分析方法較全面的系統適用性要求為儀器開機后用調諧液調諧，配置好儀器參數，記錄儀器性能需符合藥典要求，樣品序列運行過程中分別取150%限度濃度對照品溶液進樣分析，信號漂移不得超過20%。

2、 專屬性

USP<730>、USP<233>、EP<2.4.20>規定分析方法應當能夠明確檢測每個目標元素，共存的其他成分不干擾檢測，例如其他目標元素、基質成分等。上述藥典均未明確ICP-MS元素雜質分析方法專屬性的具體做法。

ICP-MS分析過程中受到的干擾主要包括同質異位素、多原子離子、雙電荷離子、物理干擾、基體效應、記憶效應等[10]。通過調研ICP-MS測定元素雜質分析方法的文獻[14-17]，發現在方法建立或驗證ICP-MS方法時進行專屬性相關研究工作的較少，僅有少數研究者針對專屬性進行了針對性的研究。成勇在微波消解-ICP-MS法測定二氧化鈦中痕量元素[18]研究中，系統地研究了H2SO4-HCl和HNO3-HF兩種消解消解體系，證明H2SO4-HCl消解體系對待測目標元素產生較嚴重的多原子質譜干擾，HNO3-HF消解體系不容易形成多原子干擾，不影響待測目標元素測定；對基體元素Ti與消解試劑、Ar、O、H等ICP-MS中的主要元素結合所形成的多原子離子等質譜干擾進行了試驗，研究出了鈦基多原子離子存在的主要潛在干擾，據此優選不受其干擾的各待測元素的分析同位素，保證了方法的專屬性。DianePaskiet等探索三種不同pH萃取劑從彈性體膠塞中提取元素雜質，以評估包材浸出至藥品中元素雜質的風險 [19]，研究過程中發現，由于萃取劑中含有鹽酸，待測目標元素75As會受到40Ca35Cl和40Ar35Cl的多原子離子干擾。通過向ICP-MS儀器反應池中引入氧氣，75As與16O可反應生成質量數為91的75As16O，40Ca35Cl和40Ar35Cl不與氧氣反應，并保持質量數為75，因此改為測定質量數為91的75As16O代替As元素的測定，從而減少了多原子對待測目標元素的干擾。

筆者針對ICP-MS分析過程中可能受到的干擾，對方法驗證過程中專屬性內容進行了探討，可供同行業參考。（1）各待測元素均應有各自的m/z，且待測元素的同位素之間不互相干擾檢測；若待測元素的同位素之間有重合，應使用儀器校正方程自動修正。開發方法時根據樣品基質含有的元素，考察可能的多原子干擾目標待測元素情況。（2）空白溶液中待測元素的響應值，干擾應遠低于限度濃度；（3）做外標法時，對照品和樣品基質如有差異，可能導致離子化效率不一致，應考察基質干擾對測定的影響，可采用以供試品溶液作為基質，在基質中加入限度濃度對照品，與相應濃度對照品進行比較，按下式方法計算基質干擾，待測元素基質抑制或增強均在一定范圍內，說明基質干擾較小，通過上述幾方面工作，可以證明專屬性良好。

式中：A為加標供試品溶液中各元素雜質響應值(cps)；B為供試品溶液中各元素雜質響應值(cps)；C為限度濃度對照品溶液中各元素雜質響應值(cps)。

3、線性與范圍

結合各國藥典要求，對于低濃度，特別是微量元素分析，并且濃度范圍不大，檢測器響應可靠，背景干擾較小，一般有3個濃度點（包括2點標準溶液及空白）即可。對于平時測量的樣品濃度范圍較寬，并且檢測器響應不完全是一次曲線（直線）的，可以采用二次曲線或不分段校正方式，以減少數據偏差，數據點可以選擇4~6個。范圍應包括樣品的最高、最低濃度且具滿足精密度、準確度、線性的要求，可以設計為等比或等差濃度點。標準曲線應該采用合適的統計學方法，例如最小二乘回歸，各國藥典要求均為線性相關系數應大于0.99。USP<730>對標準溶液的穩定性做出了要求，用于微量分析的標準溶液的有效期是有期限的。一般取決于濃度、存儲容器的類型、存儲條件。由于這些原因，濃度小于10ppm(W/V)的標準溶液應保留不得過24小時，除非另有驗證數據證明其穩定性。

4、檢測限與定量限

檢測限（LOD）是分析方法最重要參數之一，也是爭議較大的參數之一。調研國內文獻[20-21]時，發現多數研究者對于空白樣品、測定次數及根據所需置信度選擇的系數要求不是很明確，筆者對LOD、定量限（LOQ）定義、計算公式、具體做法等來源進行了調研[22]。

國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）將檢出限定義為某特定方法在給定的置信度區間內能夠合理地檢測出的最小分析信號求得的最低濃度[23]。檢出限的公式表示為：LOD = (kσB )/ S，其中k表示根據所需置信度選擇的系數，σB表示空白的標準偏差，S是該分析物的校準曲線的斜率（即靈敏度）。Kaiser[24]認為k取值3較為合適，因為這代表大多數應用中計算的檢測限的95%置信區間，因此3是該計算中最常用的值。

AMC(Analytical Method Committee分析方法委員會)推薦計算LOD時空白測定應不少于10次，建議使用真實空白，但在實際分析中很難得到，許多分析工作者使用試劑空白或接近空白代替。IUPAC建議σB應通過實驗以足夠多的測定次數求出, 如20 次；環境保護署（EPA）建議根據對目標分析物空白樣品進行7次重復分析，計算“方法檢出限”，其濃度為計算出的儀器檢測限濃度的2或3倍[25]。Chp<0412>規定LOQ為不少于7份空白樣品溶液，連續測定空白樣品溶液響應值的3倍標準偏差對應的待測元素濃度。

LOQ通常與LOD一起計算。LOQ是對LOD的保守估計，有時用作方法的報告限度[26]。對于每種分析物，LOQ代表可以足夠準確地測量和報告的最低濃度。可以任意定義精密度和準確度的理想水平，因此沒有用于計算LOQ的具體公式。但是，所需的精密度水平通常約為10％（報告為相對標準偏差），這意味著使用空白標準偏差的10倍來計算LOQ[27]。根據定義，LOQ不能低于LOD，并且不應等于LOD。

5、準確度

USP <730>、USP<233>、EP<2.4.20>、EP<2.2.58>規定在樣品消化或溶解之前，加入適量標準物質制備3個不同濃度的溶液計算加樣回收率。根據歐美藥典要求，建議取9份供試品溶液，按50%、100%、150% 限度濃度分別加入標準物質，作為低、中、高3個不同濃度的加標供試品溶液，每個濃度制備3個平行樣品，進行加樣回收試驗，驗證方法準確度。

6、精密度

6.1  重復性

參考USP <730>、USP <233>中已明確規定的重復性試驗的做法。在6份樣品（相同批次）中分別按照限度濃度加入標準物質，對每種元素雜質的相對標準偏差進行考察。

6.2  中間精密度

根據USP <730>、USP <233>規定中間精密度的考察應至少包括不同的實驗員、不同的時間、不同的儀器3個因素，可以3個不同因素或其不同因素的組合。例如，不同的實驗員在不同的時間使用不同儀器進行測定；或者同一實驗員用一臺儀器分不同的3天分別測定；或者同一實驗員分2天采用2套儀器分別測定；或者3個實驗員用同一臺儀器分別測定，采用12次測定結果的RSD來驗證中間精密度，每個待測元素相對標準偏差不超過25%（n=12）。

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