GC法快速测定头孢唑林钠中控丙酮残留

巩海雪,孙玉双,表亚囡,鲍楠楠,焦云飞*

(1.华北制药河北华民药业有限责任公司,河北 石家庄 052165;2.抗生素酶催化与结晶技术国家地方联合工程实验室,河北 石家庄 052165;3.河北省头孢类药物制备技术创新中心,河北 石家庄 052165;4.华北制药河北华民药业有限责任公司 河北省企业技术中心,河北 石家庄 052165)

制备头孢唑林钠原料药过程中,使用丙酮洗涤滤饼,丙酮的残留量影响产品的冻干工艺,需要对头孢唑林钠制备过程中的丙酮残留进行中间控制,以辅助生产工艺和保证产品的质量。制备头孢唑林钠原料药过程中需要添加多种有机溶剂,因此检测丙酮的过程中,还需要考虑其他溶剂的干扰。采用GC直接进样方式,减少顶空平衡产生的时间,程序升温运行18.833 min,运行时间短,该方法满足了生产需要。

1 仪器与试药

方法采用Agilent 7890B气相色谱仪,配氢火焰离子化FID检测器、高纯氮气为载气和G4513A自动进样器。使用试剂丙酮、N,N-二甲基甲酰胺均为色谱纯试剂;验证采用供试品头孢唑林钠为华北制药河北华民有限责任公司生产。

2 方法与结果

2.1 色谱条件

以安捷伦DB-624(30 m×0.25 mm×1.40 μm)为固定液的毛细管柱。采用升温程序:起始温度40 ℃,维持3.5 min,以30 ℃/min的速率升温至180 ℃,维持4 min,以30 ℃/min的升温速率升温至230 ℃,维持5 min。进样口温度为200 ℃,检测器温度为250 ℃。进样量1 μL,流速1.5 mL/min,分流比20∶1。

2.2 溶液的制备

2.2.1 空白溶液

N,N-二甲基甲酰胺。

2.2.2 对照品溶液

精密称取丙酮50.0 mg,置100 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液。

2.2.3 供试品溶液

取本品约1.0 g,精密称定,置10 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为供试品溶液。

2.3 专属性试验

分别取空白溶液、对照品溶液、供试品溶液1 μL进样,记录色谱图。结果空白溶液对供试品中丙酮的测定无干扰,对照品溶液色谱图按丙酮、N,N-二甲基甲酰胺顺序出峰,分离度均大于1.5,连续进样5次对照品溶液,丙酮峰面积相对标准偏差为0.66%,色谱图见图1。

A.空白溶液;B.对照品溶液;C.供试品溶液。

2.4 检测限

精密称取丙酮50.0 mg,置100 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液。取对照品溶液逐步稀释,按照2.1下色谱条件进行检测,以丙酮信噪比3∶1为标准。结果当丙酮质量浓度为0.068 59 μg/mL,浓度约0.013 7%,相当于供试品浓度的0.000 069%,信噪比为3.1∶1,大于3∶1。

2.5 定量限

精密称取丙酮50.0 mg,置100 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液。取对照品溶液逐步稀释,按照2.1下色谱条件进行检测,以丙酮信噪比10∶1为标准,结果当丙酮定量限质量浓度为0.223 7 μg/mL,浓度约0.044 7%,相当于供试品浓度的0.000 22%,信噪比为11.3∶1,大于10∶1;定量限溶液重复性(n=6)峰面积的RSD值为3.37%。

2.6 线性关系

称取丙酮,制备贮备液,经过稀释,分别制备质量浓度约0.223 7 μg/mL(定量限浓度,相当于0.044 7%),0.25 mg/mL(相当于50%),0.4 mg/mL(相当于80%),0.5 mg/mL(相当于100%),0.75 mg/mL(相当于150%),1.0 mg/mL(相当于200%)的线性溶液。

分别取以上各线性溶液1 μL进样,按照2.1下色谱条件进行检测,线性溶液的浓度为横坐标,丙酮峰面积为纵坐标,进行线性回归分析。结果丙酮在0.000 223 7～1.003 0 mg/mL范围内呈良好线性关系,线性回归方程为y= 533.331 0x+1.545 0,相关系数为0.999 9,见图2。

图2 丙酮线性图

2.7 精密度实验

2.7.1 进样精密度

精密称取丙酮50.0 mg,置100 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液。

取本品约1.0 g,精密称定,置10 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为供试品溶液。

按照2.1下色谱条件,供试品溶液和对照品溶液分别连续进样6次,结果对照品溶液中丙酮峰面积的RSD值为0.60%,供试品溶液中丙酮峰面积的RSD值为2.37%。

2.7.2 重复性

以N,N-二甲基甲酰胺为空白溶液;精密称取丙酮50.0 mg,置100 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液;取本品约1.0 g,精密称定,置10 mL量瓶中,加N,N-二甲基甲酰胺溶解并稀释至刻度,摇匀,作为供试品溶液,制备6份。

取空白溶液、对照品溶液、供试品溶液,按照2.1下色谱条件检测6份供试品溶液中丙酮的残留量, 残留量均为0.01%,RSD值为0.00%。

2.7.3 中间精密度

由不同实验员采用2.7.2重复性下要求,使用不同仪器(Agilent 7890A气相色谱仪;G4513A自动进样器)检测6份供试品溶液中的丙酮的残留量,结果6份供试品溶液中丙酮的残留量均为0.01%,RSD值为0.00%,与2.7.2重复性下6份供试品溶液中丙酮的残留量比较,12份供试品溶液中丙酮的残留量的RSD值为0.00%。

2.8 准确度实验

溶液配制,见表1。

表1 溶液配制

取以上各溶液按照2.1下色谱条件测定,计算9份加标供试品溶液中丙酮的回收率。结果:9份加标供试品溶液中丙酮平均回收率为90%,9个回收率的RSD值为2.49%。

2.9 耐用性实验

按照2.1下色谱条件,控制色谱条件变量,考察方法的耐用性。实验考察了柱温起始温度±2 ℃、第一阶段升温速率±2 ℃/min、柱流速±0.1 mL/min、进样口温度±5 ℃、检测器温度±5 ℃以及不同色谱柱等条件的耐用情况。结果各条件下空白溶液不干扰丙酮的测定,对照品溶液中丙酮与N,N-二甲基甲酰胺的分离度大于1.5,5针对照品溶液中丙酮峰面积的RSD值均符合要求,供试品溶液中丙酮的残留量与原条件下测定结果的RSD值均符合要求,各条件均符合耐用性要求。

2.10 样品的测定

采用外标法,按照2.1及2.2下方法要求测定了3批供试品中丙酮的残留情况,结果丙酮的残留量在0.41%～0.47%。

3 讨论

方法参考《中华人民共和国药典》2015年版二部中对头孢唑林钠中的残留溶剂的控制,药典采用顶空进样模式,平衡30 min,柱温40 ℃维持12 min,水作溶剂。中控头孢唑林钠中丙酮残留的检测需要快速测定结果的同时,还需要考虑多种溶剂可能产生的干扰,相比于供试品在水中的溶解度,其在N,N-二甲基甲酰胺中更易溶解。在药典方法基础上改变进样方式,减少因顶空平衡而产生的时间,并调整柱温等参数,采用外标法,最终确认该方法。

方法专属性测定了多种溶剂对丙酮测定的干扰情况,其中将N-甲基吗啉、丙三醇、醋酸、特戊酸、二乙胺、三乙胺、乙醇、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、甲醇、乙腈、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺等可能存在干扰的溶剂均考虑在内,实验证明,该分析方法下丙酮与相邻溶剂的分离度符合要求,其他溶剂并不干扰丙酮的测定。

方法还测定了丙酮对照品溶液和供试品溶液在常温下的稳定性,实验表明24 h内,丙酮对照品溶液峰面积的RSD值为3.32%,供试品溶液中丙酮的峰面积的RSD值为2.23%。

方法中溶液配制参考ICH协调指导原则《杂质:残留溶剂的指导原则 Q3C(R7)》中对残留溶剂分类的规定,丙酮为3类溶剂,限度为0.5%,确定供试品溶液质量浓度为100 mg/mL,丙酮对照品溶液的质量浓度为0.5 mg/mL。

方法验证项参考《中华人民共和国药典》2015年版四部中药品质量标准分析方法验证指导原则的要求,对专属性、检测限、定量限、精密度、线性、准确度、耐用性等均进行了验证,验证数据均符合要求。