第三节 一般杂质的检查
在原料药及其制剂的生产过程中,常用到酸、碱、反应试剂、催化剂等,从而引入无机杂质。这些杂质(信号杂质)含量的高低主要与生产工艺过程的控制水平有关,并直接影响药品的稳定性。所以,无机杂质的检查,对于控制生产工艺、评价药品质量,具有重要意义。
一、氯化物的检查法
1.原理
药物中的微量氯化物(Chlorides)在硝酸的酸性条件下与硝酸银反应,生成氯化银胶体微粒而显白色浑浊,与一定量的标准氯化钠溶液在相同条件下产生的氯化银浑浊程度进行比浊,可以判定供试品中氯化物的含量是否符合限度规定。
Cl-+Ag+AgCl↓(白)
2.检查法
除另有规定外,取各品种项下规定量的供试品,加水溶解使成25mL(溶液如显碱性,可滴加硝酸使成中性),再加稀硝酸10mL;溶液如不澄清,应滤过;置于50mL纳氏比色管中,加水使成约40mL,摇匀,即得供试品溶液。另取各药品项下规定量的标准氯化钠溶液,置于50mL纳氏比色管中,加稀硝酸10mL,加水使成40mL,摇匀,即得对照溶液。于供试品溶液与对照溶液中,分别加入硝酸银试液1.0mL,用水稀释至50mL,摇匀,在暗处放置5min,同置黑色背景上,从比色管上方向下观察,比较,即得。
3.注意事项
(1)标准氯化钠溶液(Cl,10μg/mL)为氯化钠水溶液。氯化物浓度以50mL中含氯在50~80μg范围为宜,此范围内氯化物所显浑浊梯度明显,便于比较。
(2)加硝酸可避免弱酸银盐沉淀的干扰,如碳酸银、磷酸银及氧化银,且可加速氯化银沉淀的生成,并产生较好的乳浊。酸度以50mL供试品溶液中含稀硝酸10mL为宜。
(3)供试品溶液如果不澄清,用滤纸预先滤过,滤纸中如含有氯化物,将干扰检查。所以,滤纸应预先用稀硝酸稀释水溶液(1→5)洗净后使用。
(4)供试品溶液如带颜色,可采用内消色法消除干扰:除另有规定外,可取供试品溶液两份,分别置于50mL纳氏比色管中,一份中加硝酸银试液1.0mL,摇匀,放置10min,如显浑浊,可反复滤过,至滤液完全澄清,再加入规定量的标准氯化钠溶液与水适量使成50mL,摇匀,在暗处放置5min,作为对照溶液;另一份中加硝酸银试液1.0mL与水适量使成50mL,摇匀,在暗处放置5min,按上述方法与对照溶液比较,即得。
示例3-1 葡萄糖中氯化物的检查
取本品0.60g,依法检查(ChP2015通则0801),与标准氯化钠溶液6.0mL制成的对照液比较,不得更浓(0.01%)。
二、硫酸盐的检查法
1.原理
药物中微量的硫酸盐(Sulfates)在稀盐酸酸性条件下与氯化钡反应,生成硫酸钡微粒显白色浑浊,与一定量标准硫酸钾溶液在相同条件下产生的硫酸钡浑浊程度进行比浊,可以判定供试品中硫酸盐的含量是否符合限度规定。
2.检查法
除另有规定外,取各品种项下规定量的供试品,加水溶解成约40mL(溶液如显碱性,可滴加盐酸使成中性);溶液如不澄清,应滤过;置于50mL纳氏比色管中,加稀盐酸2mL,摇匀,即得供试品溶液。另取该药品项下规定量的标准硫酸钾溶液,置于50mL纳氏比色管中,加水使成约40mL,加稀盐酸2mL,摇匀,即得对照溶液。于供试品溶液与对照溶液中,分别加入25%氯化钡溶液5mL,用水稀释至50mL,充分摇匀,放置10min,同置黑色背景上,从比色管上方向下观察,比较,即得。
3.注意事项
(1)标准硫酸钾溶液(SO,100μg/mL)为硫酸钾的水溶液。
(2)溶液制备过程中需添加稀盐酸,目的是防止比浊过程中弱酸形成的钡盐沉淀对比浊的干扰,如碳酸钡或磷酸钡等。但酸度过大可使硫酸钡溶解,降低检查灵敏度;以50mL溶液中含稀盐酸2mL为宜。
(3)供试品溶液如带颜色,可采用内消色法消除干扰:除另有规定外,可取供试品溶液两份,分别置于50mL纳氏比色管中,一份中加25%氯化钡溶液5mL,摇匀,放置10min,如显浑浊,可反复滤过,至滤液完全澄清,再加入规定量的标准硫酸钾溶液与水适量使成50mL,摇匀,放置10min,作为对照溶液;另一份中加25%氯化钡溶液5mL与水适量使成50mL,摇匀,在放置10min,按上述方法与对照溶液比较,即得。
(4)如果药物在水中不易溶解,可加入适量的与水互溶的有机溶剂将药物溶解,使被包裹的待检查杂质释放后,再依法检查。
示例3-2 硫酸普拉睾酮钠中硫酸盐的检查
取本品0.50g,置于50mL纳氏比色管中,加丙酮-水(1∶1)40mL溶解后,加稀盐酸2mL,摇匀,加25%氯化钡溶液5mL,用水稀释至刻度,摇匀,置于30~40℃水浴中放置10min,依法检查(ChP2015通则0802),与标准硫酸钾溶液1.5mL制成的对照液比较,不得更浓(0.03%)。
三、铁盐检查法
微量铁盐(Iron)的存在可能会加速药物的氧化和降解,因而要控制铁盐的限度。ChP2015和USP40均采用硫氰酸盐法,BP2017采用巯基乙酸(Mercaptoacetic Acid)法检查,两个方法相比较,后者的灵敏度较高,但试剂臭味浓重,易环境污染。本节主要介绍硫氰酸盐法如下。
1.原理
铁盐在盐酸酸性溶液中,与硫氰酸盐作用,生成红色可溶性的硫氰酸铁配离子,与一定量标准铁溶液用同法处理后进行比色。
Fe3+ + 6SCN- [Fe(SCN)6]3-
2.检查法
除另有规定外,取各品种项下规定量的供试品,加水溶解使成25mL,置于50mL纳氏比色管中,加稀盐酸4mL与过硫酸铵50mg,用水稀释使成35mL后,加30%硫氰酸铵溶液3mL,再加水适量稀释成50mL,摇匀;如显色,立即与一定量标准铁溶液制成的对照溶液(取该品种项下规定量的标准铁溶液,置于50mL纳氏比色管中,加水使成25mL,加稀盐酸4mL与过硫酸铵50mg,用水稀释使成35mL,加30%硫氰酸铵溶液3mL,再加水适量稀释成50mL,摇匀)比较,即得。
3.注意事项
(1)标准铁溶液(Fe,10μg/mL):用硫酸铁铵[FeNH4(SO4)2·12H2O]配制标准铁溶液,并加入硫酸防止铁盐水解,便于保存。称取硫酸铁铵[FeNH4(SO4)2·12H2O] 0.863g,置于1000mL容量瓶中,加水溶解后,加硫酸2.5mL,用水稀释至刻度,摇匀,作为贮备液。临用前,精密量取贮备液10mL,置于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,即得。
(2)当50mL溶液中含Fe3+为5~90μg时,溶液的吸光度与浓度呈良好线性关系。目视比色时,50mL溶液中含Fe3+应在10~50μg范围,此范围内溶液的色泽梯度明显,易于区别。
(3)在盐酸酸性条件下反应,可防止Fe3+的水解。经试验,以50mL溶液中含稀盐酸4mL为宜。
(4)加入过硫酸铵氧化剂既可氧化供试品中Fe2+成Fe3+,同时可防止由于光线使硫氰酸铁还原或分解褪色。
(5)某些药物(如葡萄糖、糊精和硫酸镁等)在检查过程中需加硝酸处理,硝酸也可将Fe2+氧化成Fe3+。因硝酸中可能含亚硝酸,它能与硫氰酸根离子作用,生成红色亚硝酰硫氰化物,影响比色,所以剩余的硝酸必须加热煮沸除去。
HNO2+SCN-+H+NO·SCN+H2O
(6)铁盐与硫氰酸根离子的反应为可逆反应,加入过量的硫氰酸铵,不仅可以增加生成的配位离子的稳定性,提高反应灵敏度,还能消除因其他阴离子(Cl-、PO、SO、枸橼酸根离子等)与铁盐形成配位化合物而引起的干扰。
(7)若供试品溶液管与对照液管色调不一致,或所呈硫氰酸铁的颜色较浅不便比较时,可分别转移至分液漏斗中,各加正丁醇(或异戊醇)20mL提取,待分层后,将正丁醇层移置50mL纳氏比色管中,再用正丁醇稀释至25mL,比较,即得。因硫氰酸铁配位离子在正丁醇等有机溶剂中的溶解度较大,正丁醇提取处理能增加颜色深度,同时也排除其他酸根阴离子的影响。
(8)某些有机药物特别是具环状结构的有机药物,在实验条件下不溶解或对检查有干扰,则需经炽灼破坏,使铁盐转变成Fe2O3留于残渣中,处理后再依法检查。
示例3-3 泛影酸中铁盐的检查
泛影酸制备工艺中,在酸性条件下用铁粉还原起始原料3,5-二硝基苯甲酸,制得泛影酸中间体3,5-二氨基苯甲酸,使成品中可能引入铁盐而需要检查铁盐含量;但是,泛影酸在水中极微溶解,所以需经破坏处理后,再进行检查。
取炽灼残渣项下遗留的残渣,加盐酸1mL,置于水浴上蒸干,加稀盐酸1mL与水适量,置于水浴上加热,滤过,坩埚用水洗涤,合并滤液与洗液使成25mL,依法检查(ChP2015通则0807),与标准铁溶液1.0mL用同一方法制成的对照液比较,不得更深(0.001%)。
四、重金属的检查法
重金属(Heavy Metals)系指在实验条件下能与硫代乙酰胺或硫化钠作用显色的金属杂质,如银、铅、汞、铜、镉、铋、锑、锡、砷、锌、钴、镍等。重金属影响药物的稳定性及安全性。在药品生产中遇到铅的机会较多,并且铅易积蓄中毒,故各国药典中重金属检查时,均以铅为重金属的代表,以铅的限度表示重金属限度。
如需对某种特定金属离子或上述方法不能检测到的金属离子进行限度检查,则可采用原子吸收分光光度法或其他专属性的方法进行针对性的检查和控制。例如ChP2015已收载中药中镉、汞、铜等金属的测定法(ChP2015通则2321)。
ChP2015通则0821中规定了重金属检查的三种方法:硫代乙酰胺法、炽灼后的硫代乙酰胺法和硫化钠法。
(一)第一法(硫代乙酰胺法)
本法适用于溶于水、稀酸或与水互溶的有机溶剂,并且不含与金属离子强配位基团的药物。硫代乙酰胺法为最常用的重金属检查。
1.原理
在弱酸性(pH=3.5)条件下,重金属离子与硫化氢反应(硫代乙酰胺水解产生),生成黄色~棕黑色的硫化物混悬液,与一定量铅标准溶液经同法处理后所呈颜色比较,可以判定供试品中重金属是否符合限度规定。
CH3CSNH2+H2O(pH=3.5)CH3CONH2+H2S
Pb2+ + H2SPbS↓+2H+
2.检查法
除另有规定外,取25mL纳氏比色管三支,甲管(标准管)中加一定量标准铅溶液与醋酸盐缓冲液(pH=3.5)2mL后,加水或各品种项下规定的溶剂稀释成25mL;乙管(供试品管)中加入按各品种项下规定的方法制成的供试品溶液25mL;丙管(标准加样管)中加入与乙管相同重量的供试品,加配制供试品溶液的溶剂适量使溶解,再加与甲管相同量的标准铅溶液与醋酸盐缓冲液(pH=3.5)2mL后,用溶剂稀释成25mL;再在甲、乙、丙三管中分别加硫代乙酰胺试液各2mL,摇匀,放置2min,同置于白纸上,自上向下透视,当丙管中显出的颜色不浅于甲管时,乙管中显示的颜色与甲管比较,不得更深。如果丙管中显出的颜色浅于甲管,应取样按第二法重新检查。
3.注意事项
(1)标准铅溶液(Pb,10μg/mL):用硝酸铅配制标准铅溶液时,加硝酸防止铅盐水解,便于保存。适宜目视比色的浓度范围为每27mL溶液中含10~20μg Pb,相当于标准铅溶液1~2mL。
(2)若供试品溶液带颜色,应在加硫代乙酰胺试液前,在甲管中滴加少量稀焦糖溶液或其他无干扰的有色溶液,使之与乙管、丙管的颜色一致;然后再加硫代乙酰胺试液比色。如按以上方法仍不能使各管颜色一致时,应取样按第二法检查。
(3)供试品如含高铁盐,在弱酸性溶液中易氧化硫化氢析出硫,产生浑浊,影响重金属的检查。这时,可先在各管中分别加入维生素C 0.5~1.0g,使高铁离子还原为亚铁离子后,再按上述方法检查。
(4)金属离子与硫化氢的呈色,受溶液pH影响较大。当pH为3.0~3.5时,硫化铅沉淀较完全。酸度增大,重金属离子与硫化氢呈色变浅,甚至不显色。因此供试品若用强酸溶解,或在处理过程中使用了强酸,在加入硫代乙酰胺试液前,应先加氨水至溶液对酚酞指示液显中性,再加pH=3.5醋酸盐缓冲液调节溶液的酸度。
(5)配制供试品溶液时,如使用的盐酸超过1mL,氨试液超过2mL,或加入其他试剂进行处理者,为避免标准管的基质差异,应当进行平行处理:除另有规定外,甲管溶液应取同样同量的试剂置于瓷皿中蒸干后,加醋酸盐缓冲液(pH=3.5)2mL与水15mL,微热溶解后,移置纳氏比色管中,加标准铅溶液一定量,再用水或各品种项下规定的溶剂稀释成25mL。
(二)第二法(炽灼后的硫代乙酰胺法)
本法适用于难溶于水、稀酸或与水互溶有机溶剂的有机药物,以及含有与金属离子强配位基团的芳环、杂环药物。
1.原理
重金属可能会与含有强配位基团的芳环、杂环药物形成牢固的价键作用,影响直接溶样检查;或者供试品不溶解,可能包裹重金属。这时,需先将供试品炽灼破坏为重金属的氧化物残渣,并加硝酸进一步破坏,蒸干。加盐酸转化为易溶于水的氯化物,再按第一法进行检查。
2.检查法
除另有规定外,当需改用第二法检查时,取各品种项下规定量的供试品,按炽灼残渣检查法(ChP2015通则0841)进行炽灼处理,然后取遗留的残渣;或直接取炽灼残渣项下遗留的残渣;如供试品为溶液,则取各品种项下规定量的溶液,蒸发至干,再按上述方法处理后取遗留的残渣;加硝酸0.5mL,蒸干,至氧化氮蒸气除尽后(或取一定量供试品,缓缓炽灼至完全炭化,放冷,加硫酸0.5~1mL,使恰湿润,用低温加热至硫酸除尽后,加硝酸0.5mL,蒸干,至氧化氮蒸气除尽后,放冷,在500~600℃炽灼使完全灰化),放冷,加盐酸2mL,置水浴上蒸干后加水15mL,滴加氨试液至酚酞指示液显微粉红色,再加醋酸盐缓冲液(pH=3.5)2mL,微热溶解后,移置纳氏比色管中,加水稀释成25mL作为乙管(供试品管);另取配制供试品溶液的试剂,置于瓷皿中蒸干后,加醋酸盐缓冲液(pH=3.5)2mL与水15mL,微热溶解后,移置纳氏比色管中,加一定量标准铅溶液,再用水稀释成25mL,作为甲管(标准管);再在甲、乙两管中分别加硫代乙酰胺试液各2mL,摇匀,放置2min,同置白纸上,自上向下透视,乙管中显出的颜色与甲管比较,不得更深。
3.注意事项
(1)炽灼残渣处理过程中,温度越高,重金属损失越多。例如铅在700℃经6h炽灼,回收率仅为32%。因此,炽灼温度对重金属的检查结果影响较大。当炽灼残渣用于重金属检查时,炽灼处理过程,既应控制炽灼温度在500~600℃,同时应控制炽灼时间。
(2)炽灼残渣加硝酸加热处理后,必须蒸干,除尽氧化氮,否则亚硝酸可氧化硫化氢析出硫,影响比色。
(3)为了消除盐酸或其他试剂中夹杂重金属的影响,在配制供试品溶液时,如使用盐酸超过1mL(或与1mL盐酸相当的稀盐酸),使用氨试液超过2mL,以及用硫酸与硝酸进行有机破坏或其他试剂处理者,除另有规定外,甲管(标准管)应取同样同量试剂置瓷皿中蒸干后,依法检查。
(4)含钠盐或氟的有机药物,在炽灼时能腐蚀瓷坩埚,从而引入重金属,故应改用铂坩埚或硬质玻璃蒸发皿。
示例3-4 乳酸钠溶液中重金属的检查
因乳酸根对重金属离子有配位掩蔽作用,不宜采用第一法检查,故采用第二法检查;因本品是碱金属盐,所以规定用铂或石英坩埚,制备炽灼残渣后,进行检查。
取本品适量(约相当于乳酸钠2.0g),置于石英坩埚(或铂坩埚)中,依法检查(ChP2015通则0821第二法),含重金属不得过百万分之十。
(三)第三法(硫化钠法)
本法适用于溶于碱性水溶液,而难溶于稀酸,或在稀酸中即生成沉淀的药物。如磺胺类、巴比妥类药物等。
1.原理
在碱性介质中,以硫化钠为沉淀剂,使重金属(Pb2+等)生成硫化物沉淀微粒的混悬液,与一定量标准铅溶液经同法处理后所呈颜色比较,可以判断供试品中重金属是否符合限度规定。
Pb2+ + S2 PbS↓
2.检查法
除另有规定外,取供试品适量,加氢氧化钠试液5mL与水20mL溶解后,置于纳氏比色管中,加硫化钠试液5滴,摇匀,与一定量的标准铅溶液同法处理后的颜色比较,不得更深。
3.注意事项
(1)硫化钠试液对玻璃有一定的腐蚀性,且久置后会产生絮状物,故应临用新制。
(2)饱和硫化氢水溶液:上述三种方法中,使用的硫代乙酰胺试液或硫化钠试液,均可以使用新鲜制备的硫化氢饱和水溶液替代[使用简易启普发生器,由硫化亚铁(FeS)细粒与稀盐酸作用,制得硫化氢气体,引入蒸馏水中,被吸收即得。硫化氢饱和水溶液应现制现用,否则硫化氢易被氧化析出硫,产生浑浊,从而影响重金属检查]。
五、砷盐检查法
砷盐(Arsenic)为毒性杂质,须严格控制其限度。砷盐多由药物生产过程所使用的无机试剂引入,多种药物需要进行砷盐检查。
ChP2015和JP16均采用古蔡氏法(第一法)和二乙基二硫代氨基甲酸银法(第二法)检查药物中微量的砷盐;BP2017采用古蔡氏法和次磷酸法;USP40则采用二乙基二硫代氨基甲酸银法。
(一)第一法[古蔡氏(Gutzeit)法]
1.原理
金属锌与酸作用产生新生态的氢,与药物中微量的砷盐反应,生成具挥发性的砷化氢,遇溴化汞试纸,产生黄色~棕色的砷斑,可用于砷盐的检查。
与一定量标准砷溶液所生成的标准砷斑比较,可判断供试品中砷盐是否符合限度规定。
2.古蔡氏法仪器装置(图3-1)
图3-1 砷盐检查第一法
(古蔡氏法)仪器装置
A. 100mL标准磨口锥形瓶;
B. 中空的标准磨口塞(上连导气管C);
C. 导气管(外径8.0mm,内径6.0mm),全长约180mm;
D. 具孔的有机玻璃旋塞,其上部为圆形平面,中央有一圆孔,孔径与导气管C 的内径一致,其下部孔径与导气管C 的外径相适应,将导气管C 的顶端套入旋塞下部孔内,并使管壁与旋塞的圆孔相吻合,黏合固定;
E. 中央具有圆孔(孔径6.0mm)的有机玻璃旋塞盖,与D 紧密吻合。
测定时,于导气管C中装入醋酸铅棉花60mg(装管高度为60~80mm),再于旋塞D的顶端平面上放一片溴化汞试纸(试纸大小以能覆盖孔径而不露出平面外为宜),盖上旋塞E并旋紧,即得。
3.标准砷斑的制备
精密量取标准砷溶液2mL(各国药典制备标准砷斑大都采用2mL标准砷溶液,相当2μg As,如此制得的砷斑清晰。否则,砷斑颜色过深或过浅,均影响砷斑比色的正确性),置于A瓶中,加盐酸5mL与水21mL,再加碘化钾试液5mL与酸性氯化亚锡试液5滴,在室温放置10min后,加锌粒2g,立即将照上法装妥的导气管C密塞于A瓶上,并将A瓶置于25~40℃水浴中,反应45min,取出溴化汞试纸,即得。
若供试品需经有机破坏后再行检砷,则在标准砷斑制备时,应取标准砷溶液代替供试品,照该品种项下规定的方法同法处理后,依法制备标准砷斑。
4.检查法(样品砷斑的制备)
取按各品种项下规定方法制成的供试品溶液,置于A瓶中,照标准砷斑的制备,自“再加碘化钾试液5mL”起,依法操作。将生成的砷斑与标准砷斑比较,不得更深。
5.注意事项
(1)标准砷溶液的制备(As,1μg/mL)
用三氧化二砷配制贮备液,临用前用稀硫酸定量稀释配制。
称取三氧化二砷0.132g,置于1000mL容量瓶中,加20%氢氧化钠溶液5mL溶解后,用适量的稀硫酸中和,再加稀硫酸10mL,用水稀释至刻度,摇匀,作为贮备液。
临用前,精密量取贮备液10mL,置于1000mL容量瓶中,加稀硫酸10mL,用水稀释至刻度,摇匀,即得(每1mL相当于1μg As)。
(2)碘化钾及氯化亚锡的催化作用
五价砷酸根在酸性溶液中也能被金属锌还原为砷化氢,但生成砷化氢的速度较三价砷酸根慢。故在反应液中须加入碘化钾及氯化亚锡,促进五价砷酸根还原为三价砷酸根。碘化钾与反应中产生的锌离子还能形成稳定的配位离子,有利于生成砷化氢反应的完成。被氧化生成的碘和高价锡离子,在过量的盐酸-锌还原体系中又可被还原为碘离子和亚锡离子,从而保持催化的活性。
氯化亚锡又可与锌作用,在锌粒表面形成锌锡齐,起去极化作用,从而使氢气均匀而连续地产生,更有利于砷酸根还原为砷化氢。
虽然锑化氢也能与溴化汞试纸作用生成锑斑,干扰砷斑的检查,但是氯化亚锡与碘化钾可抑制锑化氢的生成。在规定试验条件下,100μg锑也不干扰砷斑(相当于2μg As)的检查。
(3)醋酸铅棉花的作用
锌粒及供试品中可能含有少量硫化物,它们在盐酸-锌还原体系中被还原产生硫化氢气体。硫化氢与溴化汞试纸作用生成硫化汞的色斑,也可干扰砷斑的实验结果。故用醋酸铅棉花吸收硫化氢,可消除硫化氢的影响。
用醋酸铅棉花约60mg,装管高度60~80mm,以控制醋酸铅棉花填充的松紧度,使既能免除硫化氢的干扰(100μg S存在也不干扰测定),又可使砷化氢以适宜的速度通过。
醋酸铅棉花系取脱脂棉1.0g,浸入醋酸铅试液与水的等容混合液12mL中,湿透后,挤压除去过多的溶液,并使之疏松,在100℃以下干燥后,贮于玻璃塞瓶中备用。
(4)仪器与试剂要求
所用仪器和试液等照本法检查,均不应生成砷斑,或至多生成仅可辨认的斑痕(显著浅于标准砷斑)。
溴化汞试纸的制备:取滤纸条浸入乙醇制溴化汞试液(取溴化汞2.5g,加乙醇50mL,微热使溶解,即得。本溶液应置玻璃塞瓶中在暗处保存)中,1h后取出,在暗处干燥,即得。
溴化汞试纸与砷化氢作用较氯化汞试纸灵敏,但所呈砷斑不够稳定,在反应中应保持干燥及避光,并立即与标准砷斑比较。制备标准砷斑或标准砷对照液,应与供试品检查同时进行。
本法所用锌粒应无砷,以能通过一号筛的细粒为宜,如使用的锌粒较大时,用量应酌情增加,反应时间亦应延长为1h。
(5)含硫药物的预处理
供试品若为硫化物、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等,在盐酸-锌还原体系中易生成硫化氢或二氧化硫气体,与溴化汞试纸作用生成黑色硫化汞或金属汞,干扰砷斑检查。因此,供试品应先预先加硝酸湿法消化处理,使硫化物氧化成硫酸盐,从而消除干扰。
示例3-5 ChP2015盐酸地尔硫中砷盐的检查
取本品1.0g,置于100mL凯氏烧瓶中,加硝酸5mL与硫酸2mL,烧瓶口装一小漏斗,小心加热直至发生白烟,冷却后加硝酸2mL,加热,再加硝酸2mL,加热,然后加浓过氧化氢溶液数次,每次2mL,加热直至溶液呈无色或微黄色,放冷后加饱和草酸铵溶液2mL,再次加热至发生白烟,放冷后加水至23mL,加盐酸5mL,作为供试品溶液,依法检查(ChP2015通则0822第一法),应符合规定(0.0002%)。
(6)杂环有机药物的预处理
对于环状结构的有机药物,因砷在分子中可能以共价键结合,需预先进行有机破坏,否则检出结果偏低或难以检出。常用的有机破坏方法有碱破坏法和酸破坏法。
示例3-6 ChP2015呋塞米中砷盐的检查(碱破坏法预处理)
取本品1.0g,加氢氧化钙1g混合,加水少量,搅拌均匀,先以小火加热,再炽灼至完全灰化(500~600℃),放冷,加盐酸5mL与水23mL,依法检查(ChP2015通则0822第一法),应符合规定(0.0002%)。
对于环状结构的有机酸碱金属盐,如苯甲酸钠、对氨基水杨酸钠,用石灰法不能破坏完全,需用无水碳酸钠进行碱融破坏。此外,也可用硝酸镁乙醇溶液进行灼烧破坏分解有机物,使砷生成非挥发性砷酸镁Mg3(AsO4)2,残渣质轻,加盐酸后易于溶解。本法操作简便,易于灰化;用于有机药物破坏后,砷能定量回收;但操作中需注意充分灰化,使硝酸镁完全分解为氧化镁。若有硝酸盐或亚硝酸盐残留,则在酸性液中能生成硝酸或亚硝酸,影响砷化氢的生成。
(二)第二法(二乙基二硫代氨基甲酸银法,DDC-Ag)
1.原理
金属锌与酸作用产生新生态的氢,与药物中微量砷盐反应生成具挥发性的砷化氢,还原二乙基二硫代氨基甲酸银,产生红色胶态银,用目视比色法或在510nm波长处测定吸光度,并与相同条件下制备的标准对照进行比较,不仅可用于砷盐的限度检查,还可用作微量砷盐的含量测定。
二乙基二硫代氨基甲酸银(Silver Diethyldithiocarbamate,DDC-Ag)结构信息:
砷化氢与DDC-Ag的反应式如下:
AsH3+6DDC-Ag+3N(C2H5)3As(DDC)3+6Ag+3DDC-HN(C2H5)3
2. DDC-Ag检砷仪器装置(图3-2)
图3-2 DDC-Ag法砷盐检查仪器装置
A. 100mL标准磨口锥形瓶;
B. 中空标准磨口塞(上连导气管C);
C. 导气管(B端的外径为8mm,内径为6mm;另一端长180mm,外径4mm,内径1.6mm,尖端内径为1mm);
D. 平底玻璃管(长180mm,内径10mm,于5.0mL处有一刻度)。
测试时,于导气管C 中装入醋酸铅棉花60mg(装管高度约80mm),并于D管中精密加入二乙基二硫代氨基甲酸银试液5mL。
3.标准砷对照液的制备
精密量取标准砷溶液2mL,置于A瓶中,加盐酸5mL与水21mL,再加碘化钾试液5mL与酸性氯化亚锡试液5滴,在室温放置10min后,加锌粒2g,立即将导气管C与A瓶密塞,使生成的砷化氢气体导入D管中,并将A瓶置于25~40℃水浴中反应45min,取出D管,添加三氯甲烷至刻度,混匀,即得。
4.检查法
取照各品种项下规定方法制成的供试品溶液,置于A瓶中,照标准砷对照液的制备,自“再加碘化钾试液5mL”起,依法操作。将所得溶液与标准砷对照液同置白色背景上,从D管上方向下观察、比较,所得溶液的颜色不得比标准砷对照液更深。必要时,可将所得溶液转移至1cm吸收池中,照紫外-可见分光光度法(ChP2015通则0401)在510nm波长处以二乙基二硫代氨基甲酸银试液作空白,测定吸光度,与标准砷对照液按同法测得的吸光度比较,不得更大。
5.注意事项
除与第一法相同的注意事项外,第二法中还要注意如下事项。
(1)灵敏度范围
DDC-Ag法适用于As含量在1~10μg范围的砷盐检查。此范围内,所得胶体银溶液的显色/吸光度,在2h内稳定,重现性好,浓度梯度线性关系良好。可用于砷盐含量的定量测定。而古蔡氏法通常仅适用于As限度值为2μg的砷盐检查。
(2)二乙基二硫代氨基甲酸银试液
取二乙基二硫代氨基甲酸银0.25g,加三氯甲烷适量与三乙胺1.8mL,加三氯甲烷至100mL,搅拌使溶解,放置过夜,用脱脂棉滤过,即得。本试液应置于棕色玻璃瓶内,密塞,置阴凉处保存。
吸收液中产生的二乙基二硫代氨基甲酸,也可以用吡啶作为试剂。USP40砷盐检查法中,配制了0.5%DDC-Ag的吡啶-三氯甲烷溶液,检测灵敏度可达0.5μg As,但是吡啶有恶臭。采用0.25%DDC-Ag的三乙胺-三氯甲烷溶液,灵敏度略低于吡啶溶液。
(3)锑化物干扰的消除
锑化氢与DDC-Ag反应的灵敏度较低,反应液中加入酸性氯化亚锡试液和碘化钾试液后,可进一步抑制锑化氢的形成,500μg锑也不干扰测定。
(三)白田道夫(Betterdorff)法
对于含锑的药物,如葡萄糖酸锑钠,用古蔡法进行砷盐检查时,锑盐也可被还原为锑化氢,与溴化汞试纸作用,产生灰色锑斑,干扰砷斑的检出:
SbH3+HgBr2SbH2(HgBr)+ HBr
可改用白田道夫法进行砷盐检查。
原理:氯化亚锡在盐酸中将砷盐还原成棕褐色的胶态砷,与一定量标准砷溶液用同法处理后的颜色比较,可控制供试品中砷盐的含量:
2As3+ + 3SnCl2 + 6HCl2As↓+3SnCl4+6H+
此法的反应灵敏度以As2O3计为20μg。少量二氯化汞的加入,能提高反应灵敏度达2μg/10mL。
示例3-7 ChP2015葡萄糖酸锑钠中砷盐检查法(白田道夫法)
取本品0.1g,置于比色管中,加0.01%二氯化汞溶液0.3mL与盐酸9.2mL,再加氯化亚锡溶液(取氯化亚锡22.5g,加盐酸12mL,加热使溶解)0.5mL,混匀,静置30min后,如显色,与对照液(取每1mL中含As 5μg的溶液0.3mL,加0.01%二氯化汞溶液0.3mL与盐酸8.9mL,再加氯化亚锡溶液0.5mL,混匀,静置30min)比较,不得更深(0.0015%)。
(四)次磷酸法
次磷酸法的工作原理:在盐酸酸性溶液中,次磷酸将砷盐还原为棕色的游离砷,与一定量的标准砷溶液用同法处理后所显的颜色进行比较,从而控制药物中砷盐的限度。
该法用于硫化物、亚硫酸盐以及含锑药物等的砷盐检查时,硫和锑无干扰,但灵敏度比古蔡氏法低。
六、干燥失重测定法
干燥失重(Loss on Drying)系指药品在规定的条件下,经干燥至恒重后,“减失重量”占“取样量”的百分数。
干燥失重(%)=减失重量/取样量×100% (3-4)
干燥失重主要检查药物中的水分、残留溶剂及其他挥发性物质的含量。
除非药物中含有规定量的结晶水、结晶溶剂,否则过多的水分或残留溶剂,不仅使药物的含量降低,还有可能影响药物的稳定性,导致药物的分降解或霉变变质。
因此,大多数原料药物,均有“干燥失重”或“水分”的检查项目。一些对水分比较敏感的制剂,也有相应的检查项目。
“干燥”应至“恒重”。ChP2015凡例规定:供试品连续两次干燥或炽灼后称重的差异在0.3mg以下,即为恒重。干燥至恒重的第二次及以后各次称重均应在规定的条件下继续干燥1h后进行。
干燥失重测定法主要有三种类型:常压恒温干燥法、减压干燥法或恒温减压干燥法、干燥剂干燥法。
(一)常压恒温干燥法
常压恒温干燥法适用于受热较稳定药物的干燥失重检查。例如ChP2015中的对乙酰氨基酚、硝苯地平、盐酸四环素胶囊等。
1.测定法
取供试品,混合均匀(如为较大的结晶,应先迅速捣碎使成2mm以下的小粒),取约1g或各品种项下规定的重量,置于与供试品相同条件下干燥至恒重的扁形称量瓶中,精密称定,除另有规定外,在105℃干燥至恒重。由减失的重量和取样量计算供试品的干燥失重。
2.注意事项
(1)操作要求
供试品干燥时,应平铺在扁形称量瓶中,厚度不可超过5mm,如为疏松物质,厚度不可超过10mm。放入烘箱或干燥器进行干燥时,应将瓶盖取下,置于称量瓶旁,或将瓶盖半开进行干燥;取出时,须将称量瓶盖好。置于烘箱内干燥的供试品,应在干燥后取出置于干燥器中放冷,然后称定重量。
(2)渐次升高温度干燥法
供试品如未达规定的干燥温度即融化时,除另有规定外,应先将供试品在低于熔化温度5~10℃的温度(生物制品于较低的温度)下,干燥至大部分水分除去后,再按规定条件干燥。
示例3-8 硫代硫酸钠的干燥失重检查
硫代硫酸钠含5分子结晶水,理论含水量达36.3%,在48.2℃以上即出现熔化现象,不便于直接高温加热干燥失重检查。ChP2015中硫代硫酸钠的干燥失重检查法:取本品,先在40~50℃(预干燥,使结晶水缓缓失去),渐次升高温度至105℃并干燥至恒重,减失重量应为32.0%~37.0%(ChP2015通则0831)。USP40则采用在40~45℃减压干燥16h的方法对其进行检查。
示例3-9 氢溴酸东莨菪碱的干燥失重检查法
氢溴酸东莨菪碱含3个结晶水。ChP2015中氢溴酸东莨菪碱的干燥失重检查法:取本品,先在60℃干燥1h(除去吸附水),再升温至105℃干燥至恒重(除去结晶水),减失重量不得过13.0%(ChP2015通则0831)。
(3)高温干燥法
含有较多结晶水的药物,在105℃不易除去结晶水;或结晶与吸附溶剂不易失去时,可提高干燥温度。
示例3-10 枸橼酸钠的高温干燥法
枸橼酸钠分子中含2个结晶水,在180℃下干燥;硫酸吗啡分子中含5个结晶水,在145℃下干燥1h。
(4)定时失重法
某些易吸湿或受热发生相变而达不到恒重的药物,可采用一定温度下,干燥一定时间所减失的重量代表干燥失重。
示例3-11 右旋糖酐的定时失重法
右旋糖酐极易吸湿,经多次干燥,仍不易恒重,空气湿度较大时,恒重更为困难。ChP2015和JP17规定:取本品,在105℃干燥6h后,减失重量不得过5.0%;BP2017和USP40规定:在105℃干燥5h后,减失重量不得过7.0%。
(二)减压干燥法或恒温减压干燥法
对于熔点较低或受热易分解的药物,应采用减压干燥器(通常为室温)或恒温减压干燥器(温度应按各品种项下的规定设置。生物制品除另有规定外,温度为60℃)进行干燥失重检查,除另有规定外,压力应在2.67kPa(20mmHg)以下。干燥器中常用的干燥剂为五氧化二磷、无水氯化钙或硅胶;恒温减压干燥器中常用的干燥剂为五氧化二磷。应及时更换干燥剂,使其保持在有效状态。有时也可不用干燥剂。
示例3-12 环丙沙星的干燥失重检查法
ChP2015环丙沙星吸附溶剂不易去除,故其干燥失重检查法为:取本品,以五氧化二磷为干燥剂,在120℃减压干燥6h,减失重量不得过1.0%。
阿司匹林受热易分解,其干燥失重检查法为:取本品,置于五氧化二磷为干燥剂的干燥器中,在60℃减压干燥至恒重,减失重量不得过0.5%。
(三)干燥剂干燥法
对于受热分解或易升华的药物,应采用干燥剂干燥法进行干燥失重检查。常用的干燥剂有五氧化二磷、硅胶和硫酸等。硅胶的吸水力次于五氧化二磷。
1.检查法
将供试品置于干燥器中,利用干燥器内的干燥剂吸收水分,干燥至恒重。
2.注意事项
(1)使用五氧化二磷时,需将干燥剂铺于培养皿中,置于干燥器内。若发现干燥剂表层结块、出现液滴,应将表层刮去,或另加新的五氧化二磷再使用。弃去的五氧化二磷不可倒入水中,应无害化(或埋入土中)处理。
(2)试验用硅胶为变色硅胶,颜色由其含有的氯化钴产生。干燥状态的无水氯化钴显蓝色,随吸水量的增加,氯化钴颜色逐渐由蓝色经蓝紫、紫红转变为粉红色,从而指示硅胶干燥剂效力。变色硅胶于105℃干燥后又可恢复干燥效力。变色硅胶具有使用方便、价廉、无腐蚀性,且可重复使用的特点,为常用的干燥剂。
(3)使用硫酸时,应将硫酸盛于培养皿或烧杯中,不能直接倾入干燥器中;搬动干燥器时,应注意勿使硫酸溅出;用过的硫酸经加热除水后可重复利用。硫酸除水的方法是:将含水硫酸置于烧杯中加热至冒白烟,保持在110℃左右约30min,即可。
示例3-13 马来酸麦角新碱的干燥失重检查法
马来酸麦角新碱分子中具有酰胺结构,在较高的温度下会与马来酸发生副反应,其干燥失重检查常采用干燥剂法:取供试品,置于五氧化二磷干燥器中干燥至恒重,减失重量不得过2.0%。
七、水分测定法
药物中的水分包括结合水和吸附水。卡尔·费休(Karl Fischer)建立的水分定量测定法简称费休氏法,是根据碘和二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中与水定量反应的原理进行水分测定。
费休氏法是基于容量滴定的水分总量测定法,适用于大多数药物中水分的准确测定。各国药典均收载了费休氏水分测定法。药物中水分的费休氏测定法,无法区分测得水分的状态。药物中水分的状态可以利用热分析法(TG法)进行区分测定。
TG法常常用于区分药物中所含水分或溶剂是吸附状态还是结晶状态。其优点是样品用量少,测定速度快。也适用于贵重药物或在空气中极易氧化药物的干燥失重测定。
例如,CuSO4·5H2O含有结晶水,其热重曲线(图3-3)表明:这5个结晶水分三步脱去。在30~80℃区间失重率为13.1%,与CuSO4·5H2O脱去2分子与铜离子以配位键结合的结晶水形成CuSO4·3H2O相应;在80~120℃区间失重率为14.1%,与CuSO4·3H2O进一步脱去2分子与铜离子以配位键和氢键结合的结晶水形成CuSO4·H2O相应;在200~255℃区间失重率为7.4%,与CuSO4·H2O进一步脱去1分子受铜离子吸引力最大的结晶水形成无水硫酸铜(CuSO4)相应。
图3-3 CuSO4·5H2O的TG曲线
CuSO4·5H2OCuSO4·3H2O+2H2O
CuSO4·3H2OCuSO4·H2O+2H2O
CuSO4·H2OCuSO4+H2O
根据供试品的特点与分析要求,水分测定除费休氏法,还可以选用热重法、烘干法、减压干燥法、甲苯法或气相色谱法进行测定。
1.费休氏法原理
碘氧化二氧化硫为三氧化硫时,需要一定量的水分参与反应,根据定量反应关系和消耗碘的质量,即可准确测定参与反应的水分含量。
为了使上述可逆反应往正反应方向定量完全进行,费休氏试液大都使用无水甲醇配制碘-二氧化硫溶液,并添加无水吡啶或适宜的有机叔胺,以定量地吸收反应产物HI和SO3,形成氢碘酸吡啶和硫酸酐吡啶:
虽然硫酸酐吡啶不甚稳定,可与水发生副反应,但是,溶剂无水甲醇可与其形成更稳定的甲基硫酸氢吡啶:
从而保障了“滴定反应”的准确定量进行:
在费休氏反应中,I2、SO2、H2O、C5H5N和CH3OH的理论摩尔比为1∶1∶1∶3∶1。实际上,无水吡啶与无水甲醇,既参与反应,又发挥溶剂的作用。并且,在反应过程中,针对I2的定量计量控制更为可行和准确。所以费休氏试液中,SO2、C5H5N和CH3OH的用量都必须足够过量,通常I2、SO2、C5H5N的比例以1∶3∶5为宜;CH3OH又作为溶剂,更远远过量。
水分的费休氏容量滴定测定法,以碘与水的化学计量反应(摩尔比为1∶1)为定量基础,反应到达终点后,过量的游离碘呈现红棕色或改变氧化还原电位以指示终点。
2.费休氏试液的配制
称取碘(置于硫酸干燥器内48h以上)110g,置于干燥的具塞锥形瓶(或烧瓶)中,加无水吡啶160mL,注意冷却,振摇至碘全部溶解,加无水甲醇300mL,称定重量,将锥形瓶(或烧瓶)置于冰浴中冷却,在避免空气中水分侵入的条件下,通入干燥的二氧化硫至重量增加72g,再加无水甲醇使成1000mL,密塞,摇匀,在暗处放置24h(后进行标定)。
也可以使用稳定的市售费休氏试液。市售的费休氏试液可以是不含吡啶的其他碱化试剂,或不含甲醇的其他伯醇类等试剂制成;也可以是单一的溶液或由两种溶液(碘溶液与二氧化硫溶液分别配制)临用前混合而成。
本试液应遮光,密封,阴凉干燥处保存。
3.费休氏试液的标定
在干燥的具塞锥形瓶中,除另有规定外,在避免空气中水分侵入的条件下,加无水甲醇(或其他适宜的溶剂)适量(20~40mL),加入精密称定的纯化水10~30mg,用水分测定仪直接标定。或用费休氏试液滴定至溶液由浅黄色(碘离子溶液的颜色)变为红棕色(过量碘的颜色),或用电化学方法[如永停滴定法(ChP2015通则0701)等]指示终点;另做空白试验,按式(3-5)计算:
F=W/(A-B) (3-5)
式中,F(费休氏试液的滴定度)为每1mL费休氏试液相当于水的重量,mg;W 为加入纯化水的重量,mg;A为滴定反应消耗的费休氏试液体积,mL;B为空白试验消耗的费休氏试液体积,mL。
通常新鲜制得的费休氏试液滴定度为:每1mL费休氏试液约相当于水5mg。费休氏试液的滴定度会随着贮存时间延长而逐渐下降。因此,费休氏试液需临用前1h内进行标定;或者在连续使用的情况下,每天开始使用时标定。
4.费休氏容量滴定测定法(ChP2015通则0832第一法1)
(1)通用方法
精密称取供试品适量(约相当于消耗费休氏试液1~5mL),置于干燥的具塞锥形瓶中,除另有规定外,以无水甲醇(20~40mL)为溶剂,用水分测定仪直接测定。或在不断振摇(或搅拌)下,用费休氏试液滴定至溶液由浅黄色变为红棕色,或用永停滴定法指示终点;另做空白试验。按式(3-6)计算:
(3-6)
式中,A为滴定供试品所消耗的费休氏试液体积,mL;B为空白试验所消耗的费休氏试液体积,mL;F(费休氏试液的滴定度)为每1mL费休氏试液相当于水的重量,mg;W为称取供试品的重量,mg。
(2)引湿性样品测定法
供试品吸湿性较强,可称取供试品适量,置于具塞干燥并精密称定重量(W3)的容器中,密封(可在干燥的隔离箱中操作),精密称定(W2),用干燥的注射器注入适量无水甲醇或其他适宜溶剂,精密称定总重量(W1),振摇使供试品溶解,测定该溶液水分(C1)。同时测定溶剂的水分(C2)。按式(3-7)计算:
(3-7)
式中,W1 为供试品、溶剂和容器的总重量,g;W2 为供试品+容器的重量,g;W3 为容器的重量,g;C1 为供试品溶液的水分含量,g/g;C2 为溶剂的水分含量,g/g。
(3)联用蒸发测定法
对热稳定的供试品,可将水分测定仪与卡氏干燥炉联用测定水分。即将一定量的供试品在干燥炉或样品瓶中加热,并用干燥气体将蒸发出的水分导入水分测定仪中进行定量测定。
5.库仑滴定法(ChP2015通则0832第一法2)
库仑滴定法仍以卡尔-费休反应为基础,应用永停滴定法测定水分。与容量滴定法相比,库仑滴定法中滴定剂碘不是从滴定管加入,而是由含有碘离子的阳极电解液电解产生。一旦所有的水被滴定完全,阳极电解液中就会出现少量过量的碘,使铂电极极化达到终点,从而停止碘的定量产生。
根据法拉第定律,电极上产生碘的量与通过的电量成正比的准确定量关系。因此,可以通过测量电量总消耗的方法来测定水分总量。本法主要用于供试品中微量水分(0.0001%~0.1%)的测定,特别适用于化学惰性物质如烃类、醇类和酯类中水分的测定。
(1)费休氏试液
按卡尔-费休氏库伦滴定仪的要求配制或使用市售费休氏试液,由于消耗碘的量根据消耗的绝对电量计算确定,故库仑滴定测定法中,无须标定费休氏试液的滴定度。
(2)测定法
于滴定杯中加入适量的无水甲醇或适宜的其他溶剂和费休氏试液,先将试液和系统中的水分预滴定除去,然后精密量取供试品适量(含水量为0.5~5mg),迅速转移至滴定杯中,以永停滴定法指示终点,从仪器显示屏上直接读取供试品中水分的含量,其中每1mg水相当于10.72库仑电量。另做空白试验,进行必要的校正。
6.注意事项
(1)仪器要求
所用仪器应干燥,并能避免空气中水分的侵入;测定操作应在干燥处进行。
(2)适用范围
虽然费休氏法适用于大多数药物中水分的准确测定。但是,易与I2或SO2反应的药物不适用。如:含酚、醛、酮、共轭多烯等结构的有机药物,不宜采用费休氏法测定水分;四环素类药物易含吸附水或结晶水,由于在它们的结构中,含有酮羰基、烯双键和酚基团等易与I2或SO2反应的活泼基团,故它们大都不采用费休氏法测定水分,而使用干燥失重法进行检查。
(3)费休氏试液的选用
不同的全自动水分测定仪,对费休氏试液的要求可能略有不同。所以,费休氏试液的型号、表示方法可能各异。使用时,应根据试剂说明,正确选用。
(4)费休氏试液的安全处置
费休氏试液有毒性,稳定性差,保存期较短(一般约为3个月)。含吡啶的费休氏试液有恶臭。储存、使用、回收处理,均须遵循有毒有害化学物质的处置要求。
示例3-14 费休氏法限度要求
水分影响β-内酰胺类药物的稳定性,受热易分解,故它们大都采用费休氏法进行水分的检查与控制。头孢哌酮中水分的检查:取本品,照水分测定法(ChP2015通则0832第一法1)测定,含水分不得过6.0%。盐酸羟考酮分子结构中不含结晶水,但具有引湿性,也采用费休氏法测定并控制水分含量。要求:含水分不得过7.0%。
八、炽灼残渣检查法
炽灼残渣(Residue on Ignition)系指有机药物或挥发性无机药物,在硫酸存在的条件下,进行炭化和炽灼灰化后,所残留的非挥发性无机杂质的硫酸盐灰分(Sulfated Ash)。
炽灼残渣检查法通常用于有机药物中非挥发性无机杂质的检查与控制。炽灼残渣限度,大都为“不得过0.1%”。少数例外,例如易与金属离子结合或发酵工艺生产的药物,其炽灼残渣限度可能高达“不得过1.0%”,如硫酸庆大霉素不得过0.5%;盐酸万古霉素不得过0.5%;盐酸大观霉素不得过1.0%。
1.检查法(ChP2015通则0841)
取供试品1.0~2.0g或各药品项下规定的重量,置于已炽灼至恒重的坩埚(如供试品分子结构中含有碱金属或氟元素,则应使用铂坩埚)中,精密称定,缓缓炽灼至完全炭化,放冷;除另有规定外,加硫酸0.5~1mL使湿润,低温加热至硫酸蒸气除尽后,在700~800℃炽灼使完全灰化,移置干燥器内,放冷,精密称定后,再在700~800℃炽灼至恒重,即得。
如需将残渣留做重金属检查,则炽灼温度必须控制在500~600℃。
(3-8)
2.注意事项
(1)供试品的取用量
供试品的取用量应根据炽灼残渣限度和称量误差决定,大都为1.0g,则炽灼残渣量约为1mg,限度不得过0.1%。样品量过多,炭化和灰化时间太长;样品量过少,称量误差增大。
(2)炭化过程控制
USP、BP和JP均规定,供试品先加硫酸湿润,再加热炭化,放冷后再次加硫酸消化炭化后,炽灼灰化。ChP规定先加热炭化,然后再加硫酸消化炭化,这易导致灰化困难,时间延长,不易恒重。
为了避免供试品在炭化时,受热骤然膨胀而逸出,应缓缓加热(不产生明火),直至完全炭化(不产生烟雾)。高温炉炽灼灰化前,务必加热除尽硫酸,以免硫酸蒸气腐蚀炉膛。加热蒸发硫酸时,应缓慢加热,以防过热、供试品飞溅,从而影响测定结果。
(3)坩埚的选用
通常使用瓷坩埚。如供试品分子结构中含有碱金属或氟元素,对瓷坩埚有腐蚀,应采用铂坩埚。瓷坩埚可采用蓝墨水与FeCl3的混合溶液涂写、烘烤、标记,恒重后使用。
(4)炽灼温度与恒重操作
不同药典所规定的炽灼温度也有所不同。ChP2015为700~800℃,USP40和BP2017为(800±25)℃,EP9.0和JP17为(600±50)℃。如需将炽灼残渣留作重金属检查,一些重金属(如铅等)在高温下易挥发,则炽灼温度必须控制在500~600℃。
ChP2015与BP2017均要求:炽灼残渣达恒重后,进行限度计算。而USP40与JP17均规定:残渣在限度外时,才要求炽灼至恒重后,进行限度计算。炽灼至恒重的第二次称重应在继续炽灼30min后进行。
示例3-15 炽灼残渣限度要求
大多数小分子化学合成药物,易于纯化,炽灼残渣限度要求相对严格,大都为不得过0.1%。个别例外,如伊曲康唑的炽灼残渣限度为不得过0.5%。β-内酰胺类药物采用半合成制备,工艺过程复杂,纯化难度高,炽灼残渣限度大都为不得过0.2%。
九、易炭化物检查法
药物中存在的遇硫酸易炭化或易氧化而呈色的微量有机杂质称为易炭化物(Readily Carbonizable Substances)。这类杂质多为未知结构的化合物,用硫酸呈色的方法可以简便地控制它们的含量。ChP、USP和JP中易炭化物的检查方法基本相同,均采用目视比色法。
1.测定法(ChP2015通则0842)
取内径一致的比色管两支;甲管中加入各品种项下规定的对照溶液5mL;乙管中加硫酸[含H2SO4 94.5%~95.5%(g/g)]5mL后,分次缓缓加入规定量的供试品,振摇使溶解。除另有规定外,静置15min后,将甲乙两管同置于白色背景前,平视观察,乙管中所显颜色不得较甲管更深。
供试品如为固体,应先研成细粉。如需加热才能溶解时,可取供试品与硫酸混合均匀,加热溶解后,放冷,再移入比色管中。
2.比色用对照液
对照液主要有三类:①“溶液颜色检查法(ChP2015通则0901)”项下规定的不同色调色号的标准比色液;②由比色用氯化钴液、比色用重铬酸钾液和比色用硫酸铜液,按规定方法配制成的对照液;③高锰酸钾液。
示例3-16 ChP2015阿司匹林中易炭化物的检查
取本品0.5g,依法检查(ChP2015通则0842),与对照液(取比色用氯化钴液0.25mL、比色用重铬酸钾液0.25mL、比色用硫酸铜液0.40mL,加水使成5mL)比较,不得更深。
十、溶液颜色检查法
药物溶液的颜色(Colour of Solution)是否正常也能反映药物的纯度。
药物“溶液颜色检查法(ChP2015通则0901)”系将药物溶液的颜色与规定的标准比色液比较,或在规定的波长处测定其吸光度。
标准比色液,是由三基色的“比色用重铬酸钾液(0.800mg K2Cr2O7/mL,黄色)”“比色用硫酸铜液(62.4mg CuSO4·5H2O/mL,蓝色)”和“比色用氯化钴液(59.5mg CoCl2·6H2O/mL,红色)”,按照一定比例与水混合制得不同色调(绿黄色、黄绿色、黄色、橙黄色、橙红色和棕红色)标准贮备液,再取0.25mL、1.0mL、…、10mL等不同的递增体积,分别加水稀释至10mL的方法而制得各种色调色号为0.5、1、…、10的标准比色液。
若规定供试品溶液的“溶液颜色检查”为“无色”,系指供试品溶液的颜色与水或所用溶剂相同;“几乎无色”系指供试品溶液的颜色与相应色调0.5号标准比色液比较,不得更深。
ChP2015通则0901规定了药物“溶液颜色检查法”的三种方法。
1.第一法(目视比色法)
将规定浓度的药物溶液的颜色,与规定色调和色号的标准比色液的颜色,进行目视比较,根据颜色的深浅来判断检查结果。规定:不得更深。
如目视法无法辨别两者的颜色深浅,应改用第三法测定。
2.第二法(吸光度比较法)
通过控制规定浓度的药物溶液,在规定波长处的吸光度,来检查药物溶液的颜色。规定:吸光度不得超过规定限度值。
3.第三法(色差计法)
色差计法系使用具备透射测量功能的测色色差计直接测定溶液的透射色差值,对其颜色进行定量表述和分析的方法。
供试品溶液与标准比色液之间的颜色差异,可以通过分别比较它们与水之间的色差值(ΔE*)来测定,也可以通过直接比较它们之间的色差值来测定。
限度规定:供试品溶液与水的色差值应不超过标准比色液与水的色差值。
十一、溶液的澄清度检查法
澄清度(Clarity of Solution)是检查药品溶液的浑浊程度(浊度),可以反映药物溶液中微量不溶性杂质的存在情况,在一定程度上可以反映药品的质量和生产工艺水平,是控制注射剂及注射用原料药质量的重要指标。
供试品溶液的澄清度检查常常与颜色检查同时进行,为“溶液的澄清度与颜色”检查。
ChP2015规定:“澄清”系指供试品溶液的澄清度与所用溶剂相同;或不超过0.5号浊度标准液的浊度。“几乎澄清”系指供试品溶液的浊度介于0.5号至1号浊度标准液的浊度之间。
1.原理
当药物溶液中存在分散的细微颗粒时,直线光通过溶液时,细微颗粒可引起光的散射,可目视溶液的浑浊程度。在入射光强度不变的情况下,散射光强度与浊度值成正比,测量散射光的程度,就可以评定溶液的浊度。
ChP2015通则0902规定了溶液的“澄清度检查法”,系将供试品溶液与规定的浊度标准液相比较,用以检查溶液的澄清度。
2.浊度标准液的制备
(1)浊度标准贮备液
取10%乌洛托品溶液与等体积的1.00%硫酸肼溶液混合,摇匀,于25℃避光静置24h,即得(置冷处避光保存,在2个月内使用,临用前摇匀)。
浑浊是由乌洛托品在偏酸性条件下水解产生的醛与肼缩合聚合,生成不溶于水的福马肼(formazine,聚甲嗪)立体聚合物颗粒的白色浑浊(图3-4)。
图3-4 福马肼反应原理与不同浊度(FNU)特征图
(2)浊度标准原液
取浊度标准贮备液15.0mL,置于1000mL容量瓶中,加水稀释至刻度(定量稀释66.67倍),摇匀,即得(以1cm比色皿在550nm波长处测定,吸光度应在0.12~0.15范围,临用时制备,用前摇匀)。
(3)浊度标准液
取浊度标准原液用水再定量稀释40.0、20.0、10.0、3.33和2.00倍,即得浊度号分别为:0.5、1、2、3和4的浊度标准液(临用时制备,用前摇匀)。
3.测定法
(1)第一法(目视法)
除另有规定外,按各品种项下规定的浓度要求,在室温条件下将用水稀释至一定浓度的供试品溶液与等量的浊度标准液分别置于配对的比浊用玻璃管[内径15~16mm,平底,具塞,以无色、透明、中性硬质玻璃制成(纳氏比色管)]中,在浊度标准液制备5min后,在暗室内垂直同置于伞棚灯下,照度为1000lx,从水平方向观察、比较。除另有规定外,供试品溶解后应立即检视。要求:与标准规定的浊度标准液比较,均不得更深。
第一法无法准确判定两者的澄清度差异时,改用第二法进行测定,并以其测定结果进行判定。
(2)第二法(浊度仪法)
供试品溶液的浊度用浊度仪测定。溶液中不同大小、不同特性的微粒物质包括有色物质均可使入射光产生散射,通过测定透射光或散射光的强度,可以检查供试品溶液的浊度。
① 仪器的一般要求 采用散射光式浊度仪时,光源峰值波长约为860nm;散射浊度[Nephelometric Turbidity Unit(NTU)与Formazine Nephelometric Unit(FNU)相同]测量范围应包含0.01~100NTU。在0~10NTU范围内分辨率应为0.01NTU;在10~100NTU范围内分辨率应为0.1NTU。
② 适用范围 本法采用散射光式浊度仪,适用于低、中浊度无色供试品溶液的浊度测定(浊度值为100NTU以下的供试品)。因为高浊度的供试品会造成多次散射现象,使散射光强度迅速下降,导致散射光强度不能正确反映供试品的浊度值。
0.5~4号浊度标准液的浊度值范围约为0~40NTU。
③ 系统适用性试验 仪器应定期(一般每月一次)对浊度标准液的线性和重复性进行考察,采用0.5~4号浊度标准液进行浊度值测定,浊度标准液的测定结果(单位NTU)与浓度间应呈线性关系,线性方程的相关系数应不低于0.999;取0.5~4号浊度标准液,重复测定5次,0.5号和1号浊度标准液测量浊度值的相对标准偏差应不大于5%,2~4号浊度标准液测量浊度值的相对标准偏差不大于2%。
④ 测定法 按照仪器说明书要求并采用规定的浊度标准液进行仪器校正。溶液剂直接取样测定;原料药或其他剂型,按各品种项下的规定制备供试品溶液,临用时制备。分别取供试品溶液和相应浊度标准液进行测定,测定前应摇匀,并避免产生气泡,读取浊度值。要求:供试品溶液的浊度值,不得大于标准规定浊度标准液的浊度值。
4.注意事项
光线和温度对混悬液的形成有影响。在阳光直射下形成的混悬液的浊度较低;在自然光或荧光灯下形成的混悬液的浊度相近;在暗处形成的混悬液的浊度最高。
浊度标准液的制备,在低温(~1℃)反应不能进行,不产生沉淀;温度较高时形成的混悬液的浊度稍低。因此,规定在25℃避光静置24h,制备浊度标准贮备液。
多数药物的澄清度检查以水为溶剂。但也有用酸、碱或有机溶剂(如乙醇、甲醇、丙酮)作溶剂的。例如非洛地平在水中几乎不溶,在甲醇、乙醇中易溶,其澄清度的检查以甲醇为溶剂;依诺沙星在甲醇中微溶,在水中几乎不溶,在氢氧化钠试液中易溶,故以氢氧化钠试液为溶剂;环丙沙星以0.1mol/L盐酸为溶剂。
有机酸的碱金属盐类药物强调用“新沸过的冷水”,因为水中若溶有二氧化碳,将影响溶液的澄清度;当检查后的溶液还需供“酸度”检查用时,也应强调用“新沸过的冷水”。
供注射用的原料药物,往往既要检查溶液澄清度,又要检查溶液颜色。如头孢拉定。
示例3-17 ChP2015供注射用头孢拉定的“溶液的澄清度与颜色”检查
取本品5瓶,分别加水制成每1mL中含头孢拉定0.1g的溶液,溶液应澄清无色;如显浑浊,与1号浊度标准液(ChP2015通则0902第一法)比较,均不得更浓;如显色,与黄色或黄绿色8号标准比色液(ChP2015通则0901第一法)比较,均不得更深。