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2015年新版药典新增As和Hg形态分析方法

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  新药典的更新内容

  根据2015年新版药典,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法已经成为重金属安全性的检测的重要手段,不但新增了方法检出限和方法定量限,而且ICPMS方法可用于I、II、III部。

  同时,在2015年新版药典中新增 As 和 Hg 形态分析。进一步确定了药物中的元素不仅需要考虑总量,也需要考虑形态和价态;元素的价态形态已经成为药物科研的一个前沿方向。新版药典 As 的形态及其价态分析应用于雄黄及其制剂;Hg 元素的形态及其价态分析应用于朱砂及其制剂。

  新药典引入形态分析的背景知识

  因为早期研究发现,元素形态不同,其毒性、生物利用度、生物累计效应及迁移率等性质就会有差别[1]。很多金属和非金属在毒理学和生物学上的重要性主要取决于其化学形态,不同元素形态具有不同的物理化学性质、毒性或疗效。色谱-ICP-MS联用作为分析体内药物代谢、毒理学的手段之一在元素的体内代谢机制、毒理学研究等方面具有独特的优势。例如,应用色谱-ICPMS分离生物体内含Se、As、Cd、Cu、Zn、Pb等元素与多种氨基酸、多肽和蛋白质的结合机理以及研究元素对酶的作用位点。此外,维生素、大环化合物等的研究和DNA片段与金属元素的作用也日益在色谱-ICPMS技术发展中得到应用。因此元素形态分析对控制药品的安全性具有重要的意义。

  2015年药典新增的As和Hg形态分析就充分考虑到了不同形态毒理学性质的不同:As化合物被认为是对人的皮肤和肺有致癌作用的物质,不同形态的As具有各种化学和毒物学性质,其中As(III)和As(Ⅴ)的毒性最大,一甲基砷(MMA)和二甲基砷酸(DMA)具有中等毒性,而As-甜菜碱(AB)和砷胆碱(AC)相对来说是无毒的。在动物体内,无机砷的生物甲基化作用被认为是一个去毒性过程,产物被排泄或储存。为分析低含量(ppb级)As化合物的形态,不仅需获得有关化合物形态的信息,又要有极高的灵敏度,目前最为理想的方法应属HPLC或IC与ICP-MS联用,该方法对于砷化合物的生物检测极为有用。

  Hg是人体必需监控的有毒元素,主要以甲基汞、Hg(II) 与乙基汞形式存在,其中生物与人类对Hg的甲基化及富集所产生的影响尤为重要。目前WHO法规不仅对人体中总Hg的限量极低(,还对人体中甲基汞的最高含量也作出了明确规定(,各国法规亦纷纷效仿以严格控制上述有毒物质。对于甲基汞的测定,以前多采用GC法,但该法灵敏度低,且分析速度慢并对人员要求较高。而HPLC-ICP-MS联用不仅可以同时分析不同形式的Hg,而且灵敏度高、易于操作,大大满足了日益严格的法规要求,有望成为标准分析方法。

  另外,有别于西药的机理,传统中药中的有毒元素有时是作为有效成分而特意加入的,如六神丸由牛黄、麝香、珍珠、雄黄、蟾酥、冰片组成,其中雄黄的主要成分就是As2S2,由于很多中成药是由多味药组成的,不同的配方可能存在不同砷形态的转化;良好的配伍可以使毒性较强的三价砷转化为毒性较低的五价砷;而不合理的配伍则完全相反;因此对于含多种成分的雄黄制剂砷的形态及其价态分析尤其重要。

  样品前处理

  针对元素形态分析的样品前处理与元素的总量分析有着较大的不同。对于注射剂、澄清、均匀的口服液(不含混悬液)等液体制剂中微量元素的形态分析,可在过滤和稀释后直接进行形态分析;而对于固体样品,则需要采用较温和的方法将微量元素的不同形态提取出来。提取方法既要考虑较高的回收率,又要保持初始的化学形态。传统的提取方法有水煎法、索氏提取法等。近几年,一些先进的提取技术如超临界流体萃取、微波辅助萃取、酶解法等在中药微量元素形态分析中也有应用。

  由于西药多为人工合成药,而中药大部分是天然产物,因此元素的形态分析多应用于中药中。中药有多种剂型,服用方法大多为水煎剂和酊剂,所以研究较多的是中药中微量元素在水或乙醇中的溶出率。目前样品前处理方法制药分三类:第一类也是最常见的一类方法为经典的水提法或索氏提取法,例如王京宇等[2]在考察若干中药中25种元素在不同浸取液中的分布情况时,采用了水提、二氯甲烷浸取、残渣消化及不同浓度乙醇浸取等方法处理;第二类为聚焦微波辅助萃取[3] (microwave assisted extraction,MAE),是在微波能的作用下,选择性地将样品中的目标组分以其初始形态的形式萃取出来的一种技术。它具有高回收率、高选择性和低溶剂消耗的优点。更多的关于中药砷和汞形态分析的前处理方法及关键技术请参考《矿物药检测技术与质量控制》[4]中第十章(朱砂)、第十三章(雄黄)和第三十一章(朱砂和雄黄的毒理研究)内容。

  严冬,宋娟娥

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  参考文献:

  [1] Das A K, Chakraborty R, Cervera M L, et al. Metal speciation in biological fluids: a review [J]. Microchim Acta, 1996, 122 (3-4): 209-246.

  [2] 王京宇,欧阳荔,刘雅琼,等;若干中草药中25种元素在不同浸取液中的分布 [J],中国中药杂志,2004,29(8):753-759.

  [3] 傅荣杰,冯怡,等;微波萃取技术在中药及天然产物提取中的应用 [J]. 中国中药杂志,2003,28(9):804-807

  [4] 林瑞超 主编. 《矿物药检测技术与质量控制》. 科学出版社,2013年出版.

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