2020,Vol.37,No 5
评价技术与方法
[作者简介] 梅芊,硕士,主管药师,研究方向:药物分析。E mail:mmqqggll@163 com
[通讯作者] 刘英,硕士,主任药师,研究方向:药物分析。E mail:ying_leaf@
263 net
UHPLC Q OrbitrapHRMS法测定盐酸二甲双胍
及其片剂中遗传毒性杂质的含量
梅芊,李倚天,杨博涵,刘英
(河南省食品药品检验所,河南郑州450018)
[摘要] 目的:采用超高效液相谱 四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱法(UHPLC Q OrbitrapHRMS)建立一种快速测定盐酸二甲双胍及其片剂中遗传毒性杂质(杂质C)的定量分析方
法。方法:使用WatersACQUITYUPLC BEHShieldRP18(2 1mm×
100mm,1 7μm)谱柱,以10mM甲酸铵溶液 乙腈(90∶10)为流动相,流速为0 2mL·min-1
,正离子(ESI+)模式下平行反应监测(PRM)方式检测。结果:所建方法的专属性、重复性、稳定性均良好。杂质C的浓度在0 6256~3 9102ng·mL-1范围内
线性关系良好(r=0 9997),原料的平均回收率为87 6%,片剂的平均回收率为86 4%。6批次样品中的杂质C含量为3 5~
11 0μg·g-1。结论:该方法简便快捷,准确可靠,适合盐酸二甲双胍及片剂中杂质C的快速检测,也为研究其他药物中类似杂
质的检测提供参考。
[关键词] 超高效液相谱 四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱法(UHPLC Q OrbitrapHRMS);遗传毒性杂质;盐酸二甲双胍;杂质C[中图分类号] R917 [文献标志码] B [文章编号] 2095-3593(2020)05-0353-05
DeterminationofGenotoxicImpurityinMetforminHdrochloride
andItsTabletsbyUHPLC Q OrbitrapHRMS
MEIQian,LIYi tian,YANGBo han,LIUYing
(HenanProvincialInstituteofFoodandDrugControl,HenanZhengzhou450018,China)
[Abstract] Objective:Toestablisharapidultrahighperformanceliquidchromatography quadrupole/orbitraphighresolutionmassspectrometry(UHPLC Q OrbitrapHRMS)methodfordeterminationofgenotoxicimpurityinmetforminhydrochlorideanditstablets Methods:TheanalytewasseparatedonWatersACQUITYUPLC BEHShieldRP18(2 1mm×100mm,1 7μm)columnwith10
mmol·L-1ammoniumformatesolution acetonitrile(90∶10)asthemobilephase Theflowratewassetat0 2mL·min-1
Thetarget
compoundwasanalyzedbythepositiveionparallelreactionmonitoring (
PRM)mode Results:Themethodologicalevaluationshowedthatthismethodhadgoodspecificity,repeatabilityandstability ThelinearrangeofimpurityCwas0 6256-3 9102ng·mL-1(r=
0 9997),therecoveryofdrugsubstanceandtabletswere87 6%and86 4% ThecontentrangeofimpurityCinsampleswas3 5-
11 0μg·g-1 Conclusion:Thismethodissimple,accura
teandreliable,andissuitablefortherapiddetectionofimpurityCinmet
forminhydrochlorideanditstablets Andthismethodwilllayareferenceforthesimilarimpuritiesinotherdrugs.[KeyWords] UHPLC Q OrbitrapHRMS;Genotoxicimpurity;Metforminhydrochloride;ImpurityC
早在1800年,研究者发现豆科植物山羊豆中富含胍类物质,1918年,有研究发现胍类物质具有降低动物血糖的活性。但由于该类提取物毒性较大,在临床上仅短暂用于糖尿病。1929年,包括二甲双胍在内的多种双胍类化合物被合成,
JeanSterne于1957年将二甲双胍首次用于临床[1]
,直至目前盐酸
二甲双胍作为Ⅱ型糖尿病一线及全程用药的卓越地位已为世人所瞩目。
《中国药典》(ChP2015)[2]
、美国药典(USP42)[3]及欧洲药典(EP9 0)[4]
中盐酸二甲双胍有关
物质项下均采用HPLC法限定已知杂质双氰胺、单杂
及总杂,日本药典(JP17)[5]采用TLC法控制其有关
物质。EP9 0中收载的盐酸二甲双胍杂质C即N,N 二甲基三聚氰胺(以下简称杂质C),结构式见图1
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(A),符合典型遗传毒性致癌性物警示结构双取代芳胺的结构,见图1(B),满足其中Ar为芳杂环,R1、R2
为甲基的条件,提示可能存在遗传毒性和致癌性[6]
。
欧洲药品管理局(
EMEA)和美国食品药物管理局(FDA)发布的关于遗传毒性杂质控制的相关指导原
则[7,8]
,对于含有警示结构的杂质,应当进行(定量)
构 型关系预测和体内外遗传毒性及致癌性研究,或
将杂质水平控制在毒理学关注阈值(
TTC)之下[9]
。为保证药品安全,需要对盐酸二甲双胍产品中可能存在的上述遗传毒性杂质的残留量进行严格控制。根据美国医药研究与制造商协会(PhRMA)白皮书中基于已经发表的文献数据或公开的基因毒性测试数据
将杂质分为5类[10]
,杂质C归属为第3类,即指含有
警示结构,与原料药结构无关,无致突变性数据的物质。根据毒理学关注阈值(TTC)法计算杂质C的日允许摄入量为1 5μg,盐酸二甲双胍缓释片的最大日服用剂量为2g
,故盐酸二甲双胍中杂质C的含量应不得过0 75μg·g-1。由于该检测限度较低,使用
普通H
PLC法的灵敏度达不到要求,且盐酸二甲双胍中存在与杂质C结构相似的其他已知杂质,易干扰实验结果,故本实验建立UPLC MS/MS方法检测杂质C,该法准确、快速、灵敏,可用于盐酸二甲双胍及片剂中杂质C的定量检测,并为盐酸二甲双胍及片剂的质量标准提供参考,
确保产品质量安全有效。
图1 盐酸二甲双胍杂质C(A)和双取代芳胺(B)化学结构
1 仪器与试药1 1 仪器与试剂
UHPLC Q Orbitrap液相谱 质谱联用系统:Vanquish超高效液相谱仪(ThermoFisherScientific公司)串联QExactivePlus高分辨质谱(ThermoFish erScientific公司),XPE205电子天平(梅特勒 托利多仪器(上海)有限公司)。甲醇、乙腈为谱纯(MERCK公司),甲酸铵(FisherChemical,批号168469),水为MillQ去离子水。1 2 样品
杂质A(纯度98%,批号1 ZNL 162 1)、杂质C(纯度98%,批号1 NAZ 92 1)、杂质D(纯度98%,批号1
7 ANR 141 1)、杂质E(纯度95%,批号1 SHT 45 1)均购自TorontoResearchChemicals,杂质B二硝酸盐(纯度93 6%,批号1904 005A9)购自TLCPhar maChem
。盐酸二甲双胍(批号180006C04)、盐酸二甲双胍缓释片(规格500mg,批号181008,181009,181010,JA0425,JC0224,JC0227)及混合辅料均由企业提供。2 方法2 1 测定条件
谱条件:采用WatersACQUITYUPLC BEHShieldRP18
(2 1mm×100mm,1 7μm)谱柱,流动相为10mmol·L-1
甲酸铵溶液 乙腈(90∶10),流速0
2mL·min-1
,柱温为室温,进样量2μL。质谱条件:采用电喷雾离子源(ESI源),正离子模式检测,喷雾电压3 5KV,离子传输管温度350℃,辅助气温度350℃,辅助气流量
10mL·min-1,鞘气流量40ml·min-1
,碰撞能量
(CE)30eV,扫描范围为m/z50~180,扫描方式为Fullscan一级质谱全扫描确定母离子,PRM二级质谱确定子离子。杂质C的检测离子为m/z155 10342→71 06105(定量),155 10342→96 05608(定性)。2 2 溶液的制备2 2 1 原料供试品溶液 精密称取盐酸二甲双胍约100mg,置100mL量瓶中,加甲醇10mL,超声5min使溶解,用水稀释至刻度,摇匀,即得。
2 2 2 片剂供试品溶液 取本品10片,精密称取研细后的细粉适量(约相当于盐酸二甲双胍100mg),置100mL量瓶中,加甲醇10mL,超声5min使盐酸二甲双胍溶解,用水稀释至刻度,摇匀,即得。2 2 3 混合杂质对照品溶液 分别精密称取杂质
A、杂质B二硝酸盐、杂质C、杂质D、杂质E对照品各适量,置100mL量瓶中,加甲醇10mL,超声5min使溶解,用水稀释至刻度,摇匀。精密量取上述溶液
适量,用10%甲醇水溶液稀释制成约2ng·mL-1的
混合溶液。
2 2 4 杂质C对照品贮备液 精密称取杂质C约15mg于置100mL量瓶中,加甲醇超声溶解并定容,摇匀,即得。3 结果3 1 专属性
按处方比例称取盐酸二甲双胍缓释片混合辅料适量,照“2 2 2”项下方法配制相当于盐酸二甲双胍
浓度为1mg·mL-1的空白辅料溶液。分别取
“
2 2 3”项下的混合杂质对照品溶液、空白溶剂·
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tablet5(10%甲醇水溶液)、空白辅料溶液各2μL进样,均未发现干扰峰,表明杂质A、杂质B、杂质D、杂质E、空白溶剂及辅料对测定均无干扰。
3 2 线性关系考察
精密量取“2 2 4”项下的杂质C对照品贮备液适量,加10%甲醇水溶液制成浓度为0 6256、0 7820、0 9384、1 5641、3 1282、3 9102ng·mL-1的系列对照品溶液,分别进样,以峰面积Y为纵坐标,进样浓度X(ng·mL-1)为横坐标进行线性回归,得杂质C的回归方程(n=6)为:Y=227033X+3032 1,r=0 9997。结果表明杂质C浓度在0 6256~3 9102ng·mL-1范围内,与峰面积的线性关系良好。
3 3 精密度与重复性
取“3 2”项下0 7820ng·mL-1的杂质C对照品溶液连续进样6次,杂质C峰面积的RSD为1 9%。结果表明该方法精密度良好。
分别取原料与片剂各一批次(盐酸二甲双胍批号180006C04,盐酸二甲双胍缓释片批号181008),同一批样品6份,分别加10%甲醇水溶液制成约含盐酸二甲双胍1mg·mL-1的溶液,进样测定,其杂质C含量的RSD分别为0 6%和3 2%,重复性良好。
3 4 定量限与检测限
逐级稀释“2 2 4”项下的杂质C对照品贮备液,测得杂质C的定量限(S/N=10)为6 26×10-4ng;杂质C的最低检测限(S/N=3)为2 06×10-4ng。
3 5 稳定性试验
分别取“2 2 1”项下的原料供试品溶液、“2 2 2”项下的片剂供试品溶液与“3 2”项下0 7820ng·mL-1的杂质C对照品溶液,于室温放置后分别进样测定,以杂质C的峰面积为指标考察溶液稳定性。结果见表1,杂质C峰面积的RSD分别为1 5%、1 6%和0 8%,表明上述三种溶液12h内稳定性均良好。
表1 稳定性试验结果
时间原料供试品溶液片剂供试品溶液杂质C对照品溶液0h665348717653146541
1h671761732210146877
2h673069731850146245
4h659850711807146883
6h643323702295146826
8h671573736257143880
10h673317714052144724
12h665480719345145966
RSD/%1 51 60 83 6 回收率试验
3 6 1 原料回收率 精密量取“2 2 1”项下的原料供试品溶液1mL共9份,平均分为3组,分别置于25mL量瓶中,每组分别精密加入42ng·mL-1的杂质C对照品溶液0 8、1 0、1 2mL,加10%甲醇水溶液稀释并定容至刻度,制备高、中、低浓度的溶液,测得杂质C在盐酸二甲双胍中的平均回收率(n=9)为87 6%,见表2。
表2 原料回收率试验结果(n=3)
原有量
(ng)
加入量
(ng)
测得量
(ng)
回收率
(%)
平均回收率
(%)
RSD
(%)40 893135 035471 696087 9287 80 8
71 389987 05
71 866788 41
43 794278 359285 5587 21 7
79 236287 55
79 595188 37
52 553186 467586 7288 01 6
86 991387 72
87 964889 57
3 6 2 片剂回收率 精密量取“2 2 1”项下的原料供试品溶液1mL共9份,分别置于25mL量瓶中,每份各精密加入“3 1”项下的空白辅料溶液1mL,平均分为3组,每组分别精密加入42ng·mL-1的杂质C对照品溶液0 8、1 0、1 2mL,加10%甲醇水溶液稀释并定容至刻度,制备
高、中、低浓度的溶液,测得杂质C在盐酸二甲双胍缓释片中的平均回收率(n=9)为86 4%,见表3。
表3 片剂回收率试验结果(n=3)原有量
(ng)
加入量
(ng)
测得量
(ng)
回收率
(%)
平均回收率
(%)
RSD
(%)40 893135 035471 546687 4987 40 1
71 476287 29
71 552787 51
43 794277 187882 8885 02 4
78 288985 39
78 925886 84
52 553186 574486 9286 70 3
86 519786 82
86 345886 49
3 7 样品测定
按“2 2”项下方法制备供试品溶液,照“2 1”项
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下分析条件进行测定,并作随行标准曲线,采用回归方程计算杂质C的含量,测定结果见表4。
表4 样品测定结果
剂型批号杂质C含量(μg·g-1)
原料1808006C043 5
片剂1810083 9
1810094 2
1810103 8
JA042511 0
JC02249 7
JC022710 3
4 讨论
4 1 离子的选择
使用质谱蠕动泵直接进样“2 2 4”项下的杂质C对照品贮备液,并结合杂质C结构式计算分子量为154 1,最终确定杂质C的一级质谱图选择[M+H]+
m/z155 10342作为母离子。改变不同的碰撞能量值(CE),观察二级质谱图,最终选取特征子离子碎片m/z71 06105(定量)、m/z96 05608(定性)进行分析,见图2。
4 2 谱柱的选择
由于杂质C的极性较大,在谱柱上基本不保留,考察了ThermoHypersilGoldVanquish、AgilentZorbaxSB C
18
、DIKMAC
18
(2)等谱柱,均在1min左右出峰,易与盐酸二甲双胍共洗脱。最终确定使用WatersACQUITYUPLC BEHShieldRP18(2 1mm×100mm,1 7μm)谱柱,该谱柱采用
亚乙基桥杂化颗粒技术,除了C
18
链以外还包含一个亲水的氨基甲酸酯官能团(极性内嵌),可明显改善碱性分析物的峰形并提高对化合物的保留,最终将杂质C的保留时间延迟到2 4min左右,见图3
。
图2 杂质C对照品二级质谱图
4 3 流动相的选择
以杂质C峰的响应及盐酸二甲双胍峰与杂质C
峰之间的分离度为指标,考察了水 甲醇、水 乙腈、甲
酸 甲醇、甲酸 乙腈、甲酸铵 乙腈等流动相体系,结果
表明,以乙腈作为有机相时,杂质C的质谱响应优于
甲醇;以10mmol·L-1甲酸铵作为水相,盐酸二甲双
胍峰与杂质C峰能较好分离,在两峰分离良好的基
础上,可考虑采用盐酸二甲双胍完全出峰后再进质谱
检测杂质C的方法,以免高浓度的原料药污染质谱
仪。最终确定谱流动相为10mmol·L-1甲酸铵溶
液 乙腈(90∶10)。
4 4 溶剂的选择
分别考察了盐酸二甲双胍和杂质C在甲醇、乙
腈、10%甲醇水溶液、10%乙腈水溶液等溶剂中的溶
解性,结果表明,盐酸二甲双胍和杂质C均能在适量
的甲醇中溶解良好,可达到试验所需配制的浓度,同
时为防止溶剂与流动相极性差异而导致的目标物峰
形分叉,在配制溶液时,先向量瓶中加入一定量的甲
醇使盐酸二甲双胍和杂质C溶解,再加入水定容至
刻度,使溶剂的终浓度为10%甲醇水溶液。
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评价技术与方法
图3 杂质C对照品总离子流图
4 5 方法的优点
杂质C属于具有典型遗传毒性致癌性物警示结构的物质,通用的HPLC紫外检测器灵敏度较低,无法满足该杂质的限度检测要求。本研究采用四级杆静电场轨道肼高分辨质谱仪,测得杂质C的检测限
为2 06×10-4ng。该法灵敏度高、专属性强、准确度
好、测定快速,既可实现对盐酸二甲双胍及片剂中杂质C的监测,从而对原料合成工艺进行优化,对药品的安全性进行有效控制,同时该方法也为研究其他药物中类似杂质的检测提供了参考。
参考文献
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