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应用速递:药物安全—缬沙坦制剂中亚硝胺杂质的测定

默克分析化学
2021.9.30
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缬沙坦是血管紧张素II受体阻滞剂(ARB)、联苯四氮唑结构的沙坦类化合物,用于各类轻中度高血压的治疗,尤其适用于ACE抑制剂不耐受的患者。2018年7月,药品监管部门首次在含有缬沙坦的产品中发现亚硝胺杂质——N­二甲基亚硝胺(NDMA)。随后在沙坦类其他药物和雷尼替丁中都检测到各类亚硝胺杂质,例如N-二乙基亚硝胺(NDEA)、N-二异丙基亚硝胺(NDIPA)、N-乙基异丙基亚硝胺(NEIPA)和N-亚硝基二丁胺 (NDBA)。因此,对使用缬沙坦原料药的药品进行了全球召回,导致缬沙坦药品暂时短缺。

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图1 N-亚硝胺的分子结构


根据世界卫生组织 (WHO) 的国际癌症研究机构 (IARC)的研究,大多数亚硝胺会对动物和人类具有致癌和遗传毒性。沙坦类药物大多含有四唑环,四唑环的形成需要亚硝酸钠;药物的生产设备、生产用试剂和溶剂(例如普通溶剂DMF中的二甲胺)也可能会带来污染,都有可能形成亚硝胺。欧洲药典 (Ph. Eur.) 委员会将 API 中亚硝胺的临时限值设定为低于 1 ppm,且于2020年底降至30 ppb。


低限值设定就需要使用灵敏度高和选择性好的分析方法。本应用参照美国FDA指南的方法进行优化,通过GC/MS/MS在EI源 MRM模式下痕量检测缬沙坦药品中的5种亚硝胺杂质 (NDMA、NDEA、NEIPA、NDIPA 和 NDBA),并根据USP要求进行方法学验证。


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GC-MS/MS 方法检测不同的亚硝胺化合物,使用液体直接进样方式。与FDA方法相比,选择了膜厚更薄(0.5µm而不是1µm)的Supelcowax®柱,符合USP通则中<621>色谱法的规定。色谱条件以及质谱条件见表1-3。


表1 色谱条件

色谱柱

SUPELCOWAX® 10, 30 m x 0.25 mm I.D., 0.5µm (24284)

检测器

MS/MS

进样口温度

250℃

柱温箱程序

40℃保持0.5min,20℃/min至200℃, 60℃/min 至250℃保持3min

载气及流速

氦气,1.0mL/min

衬管

4 mm单径锥衬管带玻璃棉

进样量

2 µL

样品稀释剂

二氯甲烷

样品制备

使用切片工具,取药片的四分之一放入15mL离心管,加入5mL二氯甲烷。将样品涡旋1分钟,并置于离心机中以4000 rpm离心2.5min。取二氯甲烷层上清液2mL,用0.45µm PVDF膜过滤。取续滤液0.5mL到2mL样品小瓶中并加盖。

标准溶液

二氯甲烷作为溶剂,配制得到浓度分别2.5、5.0、10、20、40、80、100ng/mL的5种亚硝胺(NDMA/NDEA/NEIPA/NDIPA/NDBA)校准溶液。

表2 质谱条件

调谐

自动调谐

离子源及采集模式

EI源,MRM

碰撞气体

氮气 @ 1.5mL/min

淬灭气体

氦气 @ 4.0mL/min 

溶剂延迟

7 min

离子源温度

230°C

四极杆温度

150°C

电离电压

70 eV

驻留时间

50 ms

表3 MRM 离子对参数列表


化合物

Transiton

保留时间

1

N­二甲基亚硝胺MRM2

74→42

6.952

N­二甲基亚硝胺MRM1

74→44

6.952

2

N-二乙基亚硝胺MRM 1

102→85

7.533

N-二乙基亚硝胺MRM2

102→56

7.528

3

N-乙基异丙基亚硝胺MRM1

116→99

7.784

N-乙基异丙基亚硝胺MRM2

71→56

7.787

4

N-二异丙基亚硝胺MRM1

130→42

7.971

N-二异丙基亚硝胺MRM2

130→88

7.976

5

N-亚硝基二丁胺MRM1

158→99

9.497

N-亚硝基二丁胺MRM2

84→56

9.494

五种亚硝胺化合物在10分钟内完全分离,且目标峰与溶剂和基质杂质得到了很好的分离(图 2)。由于使用了0.5µm膜厚的色谱柱,与 FDA 方法相比,分离时间更短。

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图2 40 ng/mL系统适用性溶液色谱图,峰表见表3.


实验得出:N-二乙基亚硝胺(NDEA)和N-二异丙基亚硝胺(NDIPA)的多反应监测MRM Transition最低检测限浓度为2.5ppb,如图3所示。

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图3 NDEA(上图)和 NDIPA(下图)最低检测限谱图


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经验证的 FDA-OTR 方法要求 40 ng/mL 标准品六次重复进样的 RSD%≤ 5%。使用我们的方法,连续6次进样 40 ng/mL 的5种亚硝胺杂质,在两种 MRM 下的 RSD%远小于 5,如表4所示。


化合物

MRM1 RSD%

MRM2 RSD% 

N­二甲基亚硝胺

1.8

1.3

N-二乙基亚硝胺

1.1

1.1

N-乙基异丙基亚硝胺

4.2

1.5

N-二异丙基亚硝胺

0.9

2.2

N-亚硝基二丁胺

4.3

3.0

表4 40ng/mL 亚硝胺标准品连续六次进样的精密度


此外,线性校准曲线的相关系数R2应≥ 0.998。本方法中五种亚硝胺杂质的两个 MRM都超过了这一标准(表 5)。

杂质

MRM 1

MRM 2

N­二甲基亚硝胺

0.9994

0.9995

N-二乙基亚硝胺

0.9991

0.9995

N-乙基异丙基亚硝胺

0.9995

0.9995

N-二异丙基亚硝胺

0.9996

0.9994

N-亚硝基二丁胺

0.9983

0.9981

表5 两种MRM定量中两种亚硝胺的相关系数 (R2)

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在药店购买的缬沙坦药品中加入亚硝胺杂质,浓度为10 ppb(NDBA为40 ppb),5种亚硝胺的回收率在94.5%~105.7%之间。(表6)。

杂质

10ppb回收率

NDMA

99 %

NDEA

103.5 %

NEIPA

94.5 %

NDIPA

103.9 %

NDBA

105.7 %

表6 缬沙坦药品中5种亚硝胺的加标回收率


对于缬沙坦药品中5种亚硝胺的检测,FDA 方法的定量限 (LOQ) 范围是 8 – 40 ppb,本实验方法的 LOQ见表 7。LOQ 是根据每种化合物校准曲线信噪比 (S/N) 为 10 浓度计算得出的,并且通过缬沙坦片剂的标准添加实验进行了验证。检出限LOD是信噪比 (S/N) 为 3 的浓度计算得到 。


杂质

FDA方法 LOQ  [ppb]

本实验方法LOQ [ppb]

NDMA

13

3

NDEA

8

5

NEIPA

8

3

NDIPA

8

5

NDBA

40

32

表7 FDA和实验方法LOQ结果


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综上,参考FDA 建议方法,使用 SUPELCOWAX® 色谱柱通过 GC-MS/MS在 MRM 模式下可以轻松实现亚硝胺杂质的测定。所有亚硝胺化合物之间以及与溶剂和基质峰的分离良好,满足所有系统适用性要求。该方法已成功应用于缬沙坦药物中亚硝胺类杂质的分析。



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描述

货号

SUPELCOWAX® 10 气相毛细管柱30 m × 0.25 mm,0.50 μm

24284

SupraSolv® GC-MS二氯甲烷 

1.00668

N­二甲基亚硝胺NDMA认证参考物质 5000 µg/mL甲醇溶液

CRM40059

N-二乙基亚硝胺NDEA 认证参考物质 5000 µg/mL甲醇溶液

40334

N-亚硝基二丁胺NDBA 分析标准品

442685

N-乙基异丙基亚硝胺NEIPA EP标准品

Y0002262

N-二异丙基亚硝胺NDIPA EP 标准品

Y0002263


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