在药品元素检测中应用电感耦合等离子体质谱法的价值

在药品元素检测中应用电感耦合等离子体质谱法的价值

1吕慎翠、 2王文、 1连玉冰

（ 1青岛科创质量检测有限公司， 2青岛斯坦德检测股份有限公司 企业技术中心）

摘要：随着社会的发展，医疗水平的大幅度提升，对于药理机制的相关研究越来越深入，从而促进了药品质量的不断提高，各种先进的控制技术手段不断涌现。电感耦合等离子体质谱法作为一种新型的药品元素检测技术手段，被广泛应用于各个领域当中，并发挥着突出的作用，和一般化学检测手段相比较，该技术的检测范围更加广泛，结果更准确。本文介绍了该项技术发展进程，并对其基本原理进行了简述，从不同检测的检测方向入手，进一步分析与探讨电感耦合等离子体质谱法在药品元素检测工作中的具体应用与实践价值。

关键词：元素分析；电感耦合等离子体质谱法；检测方法

前言：药品质量的有效控制，离不开科学可靠的检测方法。药品本身在其生产制造以及运输贮存环节当中，很可能会受到来自原辅料、水、生产系统、以及包装材料等因素的影响。一旦有害物质元素超出一定限值，将会影响药品的质量和有效性，更甚者会威胁到人类的生命健康安全。而采用现代化检测技术手段对药品中的元素进行全面分析，在掌握和了解不同元素之间的相互联系以及元素对药物影响的同时，对提高药品质量与安全性具有极为重要的现实意义。

1. 药品元素检测方法的发展

随着社会不断的向前发展，对于药品质量的整体要求越来越高，因此，也促使各种药品检测技术手段不断涌现，其中原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等检测技术最为常见，特别是质谱法，因其综合优势突出，检测精度高，被广泛的应用于食品、药品、环境等领域中的有害元素检测工作。

2014年5月1日开始强制执行的美国药典新通则USP<233>中，就推荐了用更加可靠、准确、灵敏、特异和耐用的电感耦合等离子体多元素检测技术，来代替USP<231>中存在着方法局限性的“重金属限度检测法”。既避免了使用在许多国家地区都不被允许的硫代乙酰胺和H₂S，也让单元素定量检测成为可能。同时也为同步执行的USP<232>中列出的各限制元素提供了更加灵敏、高效的检测方法。

2. 电感耦合等离子体质谱法简述

电感耦合等离子体质谱法是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法。其优点在于可用于多元素同时测定，且灵敏度高，适用于各类药品从痕量到微量的元素分析，尤其是痕量重金属元素的测定^[1]。

该方法利用高温离子源，将样品气溶胶去溶剂、蒸发、解离、原子化、电离，直至转化成带正电荷的正离子，并经离子采集系统送到四级杆质量分析器之中，利用不同离子的质荷比将其分离后，根据元素质谱峰的强度最终实现精确的质谱扫描，确定相应元素的含量。

方法可以通过和标准溶液的矫正联合，对样品进行定性与定量分析。操作比较简单、分析效率高，能够对各种不同类型元素进行检测，同时检出限更低，优势明显。随着科技更新与发展的速度不断加快，该项技术的应用范围也将会不断扩大，如工业、地质学以及环境检测、化工行业、药品元素检测等多个领域当中，为人们带来了极大的便捷^[2]。

3. 电感耦合等离子体质谱法在药品元素检测过程中的具体应用

2.1 元素形态的检测

形态与价态对于元素的化学行为和毒性的高低都会产生极大的影响，电感耦合等离子体质谱技术与分离设备间的有效结合，可极大的提升检测准确度，并且可对不同形态的元素，尤其是在处于某些价态时毒性升高的元素进行精准分析。例如，在判断与确定藻多糖空心胶囊之中是否存在六价铬元素时，采用电感耦合等离子体质谱仪做元素分析，可以联合使用液相色谱仪，使检测效果得到提升，有助于确定六价铬的具体含量。大量实践研究显示，该方法稳定性高，精密度也明显提升，可在相同时间段检测胶囊中不同价态铬的实际含量^[3]。

2.2 同位素元素检测

在ICH Q3D中，生物毒性越高的元素，每日允许的暴露的限量越低，尤其是铅、镉、汞、砷等元素。其中，铅元素在很多药品，尤其是中药当中普遍存在，人体中铅元素含量通常在0.1-0.2g，当含量超过大约0.4g，便会出现铅中毒的情况，而镉、汞等重金属元素在中医治疗当中也都有应用^[4]。因此许多的中药当中都会检测出不同程度的铅、镉、汞等元素的含量，但由于某些药品及其稀有，十分珍贵且成分复杂，一种可能排除各种干扰、样品损失量小的检测方法—同位素稀释法—就应运而生。随着技术的不断发展与完善，利用电感耦合等离子体质谱仪展开的可用同位素稀释法检测的元素已有40多种。在方法的实践应用过程中，应当对实际环境以及具体参数进行适当优化，比如，在某些情况下，需要校正质谱时间，从而有效提高同位素比值实际精确度，明确样品中的具体的元素含量

^[5]。

这种方法不仅能补偿样品制备过程中被测物的损失，还不会受到各种物理和化学干扰，此外，每个被测元素自身的同位素就是其理想的内标。基于以上优点，同位素稀释法已经成为公认的对于微量元素最准确、最有效的定量分析方法。目前，已经在环境、地质、核工业、半导体、生物和医药等领域等到广泛的应用。

2.3 药物成分中有害重金属的检测

在中药当中，大量的植物或动物药，物质成分相对复杂，容易受到药物生长生存环境、制药过程等因素的影响，并且由于生物对某些重金属的富集作用会使药物中含有一定量的有害重金属元素。例如，鼻炎康片中有野菊花、黄岑以及扑尔敏等成分，在加工制造过程中，稍有不慎，便容易被重金属污染，利用电感耦合等离子体质谱仪的对于痕量金属元素高特异性、高灵敏度的分析能力，对药物中的各种有害重金属元素进行检测；此外，化学原料在生产过程中，也非常容易被污染^[6]。当药品中有重金属或其他有害元素时，不仅可能影响药效，若其含量过高还会危害患者的身体健康，严重的情况下，甚至会危及生命安全。和口服药物相比，注射剂是直接注入到人体血液当中的，所以对于注射剂的整体安全性要求更高，使用电感耦合等离子体质谱技术可对注射药物当中的微量元素实际含量进一步检测，且标准测定值和标示值更为接近^[7]。

4. 结束语

随着社会和经济的发展，人们的健康意识越来越强，在提高自身抵抗力的同时也更加重视常用药物的安全稳定性，另一方面，随着各项先进的技术不断涌现，也使得药品质量检测水平大幅度提升，尤其是对药品中元素的检测，新的检测方法对提升药物质量及安全性有着重要的影响。

电感耦合等离子体质谱技术与普通检测方法对比，检测精确度更高，特异性更强，同时，其检出限更低、范围也更广。该项技术被广泛应用于生物、工业、医药等各个领域当中，且覆盖范围仍在不断扩大。在实际应用过程中，质谱和色谱设备的联用，同位素稀释等常见的拓展方法，在药物的元素研究中，随着药理机制和元素毒性等相研究的深入开展，也会越来越成熟，发展空间也会越来越广阔。

参考文献：

1. 中华人民共和国药典：2020年版.四部[S].2020：43（0412）.

2. 李丽敏, 王欣美, 王柯,等. 电感耦合等离子体质谱法测定化妆品中15种有害元素[J]. 理化检验(化学分册), 2018(08):728-731.

3. 王欣美, 王柯. 电感耦合等离子体质谱法同时测定化妆品中12种元素[J]. 日用化学工业, 2019, 44(12):710-713.

4. 张勇, 侯向前, 孔春燕,等. 抗癌中草药中8种元素的压力密闭消解电感耦合等离子体质谱分析[J]. 化学试剂, 2016, 038(003):253-254,290.

5. 张丹, 张琳, 王俊红,等. 微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定藻类中4种重金属元素[J]. 理化检验:化学分册, 2016.

6. 肖小丽, 王晓琴, 黄秀丽,等. 电感耦合等离子体质谱法分析灵芝孢子油中的微量元素含量[J]. 现代食品科技, 2017, 033(008):282-288,261.

7. 曹秀梅, 杨赵伟, 闫玉杰,等. 微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定貉肉中16种元素[J]. 中国饲料, 2018, 619(23):64-67.