化学药品溶剂残留研究探讨

AB
两种表示方法的比较 PDE值是绝对值，也就是说无论原料药、辅料和制剂，只要能明确各成分的溶剂残留量，以PDE值来计算是很精
确的；而对于某一具体制剂来说，由于很难确定处方中各活性成分和各辅料的残留溶剂水平，因此以浓度限度来计算 更为简便，只要日摄入总量不超过10g，就无需进一步计算。综合以上情况并考虑限度表示方式是目前更为简便可行 的。当然，在某些原料、辅料或目前国内的实际情况，由于大多数药物的日摄入量不会超过10g（包括活性成分和辅 料），浓度制剂的残留溶剂不符合浓度限度时，可根据实际测定的各种残留溶剂量及用法用量计算实际日接触量，并 与PDE值比较，如符合限量要求则也属可行。
确定残留溶剂时需要考虑的问题
原料药中有机残留溶剂与其制备工艺密切相关，同时也需要结合 其制剂的临床应用特点来考虑如何对可能残留的溶剂进行研究。
原料药制备工艺
A B
C
A
合成路线
B
后续溶剂的影响
C
中间体的影响
制剂及其临床应用特点
处方
1
2
剂型、给药途径
适应症
3
4
5
工艺
剂量、用药周期
残留溶剂分类及研究原则
目前药品管理部门和各国药典推荐使用的检测药品中残留溶剂的最适合技术为静态顶空气相色 谱法
顶空气相色谱法 灵敏度的影响因 素
1
物质的专属 性
2
顶空平衡 温度
5
盐析效应
顶空灵敏 度
4
样品溶液 体积
3
溶剂体系
色谱柱的选择
残留溶剂检查大多需要较高的分离度和检测灵敏度，通常采用毛细管色谱柱。 填充柱口径大，造成溶剂峰扩散，检测灵敏度低 实践证明，使用非极性至中等极性色谱柱，配合适当柱温梯度可分离大部分有机溶剂。通常待查 溶剂数目仅两、三种时，可用极性较强的色谱柱，出峰快，分析时间短；当溶剂数目较多时，还 是优选非极性至中等极性柱，分离较好。
重复性
重复性：配制6个供试品溶液，依法测试，定量限以上的溶剂 峰RSD不得小于10%（如采用内标法在RSD不得小于5%）。 也可以配制含有100%指标浓度各溶剂的供试品溶液，测定6 次来验证。
中间精密度
中间精密度：不同实验人员在不同时间使用不同分析仪器重复 测试6份样品，要求与重复性试验结果共12份样品结果的RSD 不得小于10%，以验证中间精密度良好。
色谱柱，缩短色谱柱使用寿命；样品基质同时被注入到气相色谱中，在下一次进样前必
须使用较高的柱温把这些物质从色谱柱中赶出来，延长了整个分析过程的时间
顶空（静态顶空）
优点：简便、干净、快速、不需要使用大量的有机溶剂且易于实现仪器自动化，药品本
身不进入气相色谱，只有易挥发性的残留溶剂等杂质进入气相色谱进行分析
溶剂残留分析方法的选择与建立
残留溶剂分析方法
干燥失重法、热重测定法
非专属性 多种溶剂混合只能得到所有残留溶剂的 总量 水分也会干扰测定
检测灵敏度低
残留溶剂测定
方法
核磁共振光谱法
紫外、红外光谱法
检测灵敏度低,干扰因素多
专属性 良好的分离能力 高灵敏度
气相色谱法
ICH及各国药典推荐使用的方法
气相色谱法
温度的选择
色谱柱：初温应接近样品中最轻组分的沸点，而终温则取决于最重组分的 沸点，升温速率则要依样品的复杂程度。
进样口：一般接近沸点最高的组分，但要低于易分解组分的分解温度。常 用的条件是200 ～ 250℃。
检测器：原则是避免流出色谱柱的组分冷凝。FID检测器通常设置为250 ～ 300℃。
极性柱
DB-FFAP, HP-FFAP, CP- FFAP， OV-3501等
聚乙二醇 （PEG）
硝基对苯二酸 改性的聚乙二醇
溶媒的选择
选择原则：溶解样品，并对色谱柱无损坏，不干扰测定。
顶空进样溶媒
首选水，其次DMF、DMSO、不挥发酸碱溶液，不可使用盐酸 溶液和氨水，可选择在80～90 ℃加热能溶解样品的试剂。
氧烷
烷
烷
86%甲基聚硅氧烷
商品名 化学成分
中等/强极性
DB-225, HP-225, SP-225, BP-225, DB-23， Rtx-225, AT-225, OV－225等
50％氰丙基甲 基聚硅氧烷
极性柱
DB-WAX, HP-INNOWAX, DB-WAXetr, CP-WAX,ZB-WAX
内部培训资料
化学药物残留溶剂研 究的探讨
化药质量分析研究室 ——徐伟斌
目录
残留溶剂的概述 残留溶剂的确立 残留溶剂分类及研究原则 残留溶剂各标准比较 溶剂残留分析方法的选择与建立 溶剂残留分析方法的方法学验证 研究结果的分析及质量标准的制定
残留溶剂的概述
ICH关于残留溶剂的定义 药物中的残留溶剂系指在原料药或辅料的生产工艺中，以
非极性柱
弱极性柱
中低极性柱
中等极性柱
商品名
DM-1, DB-1, HP-1, SPB-1, BP-1, SE-30, Rtx-1, ZB-1, AT-1, CP-Sil5CB等
DM-5, DB-5, HP-5, SPB-5, BP-5, SE-52, Rtx-5, ZB-5, PE-5,SE-54, CP-Sil8CB等
缺点：灵敏度稍低，受多种因素影响（溶剂体系、基质效应等）
顶空（动态顶空）
用流动的气体将样品中的挥发性成分“吹扫”出来，再用一个捕集器吸附吹扫出来的物
质，然后经热解析将样品送入气相色谱仪进行分析
优点：灵敏度高，比静态顶空至少高1000倍，分析过程中不需要等待气体与样品基质之 间的平衡
缺点：样品管较难清洗，重现性比静态顶空低，仪器复杂，不便于推广
固相微萃取技术
ຫໍສະໝຸດ Baidu
灵敏度高，已经逐渐成为药物中残留溶剂分析的新选择
顶空气相色谱法及其在残留溶剂测定中的应用 现状
顶空气相色谱法(headspace gas chromatography,HS-GC)是用气体对液体或固体样品中 挥发性组分进行萃取的一种预处理方法。将含有挥发性组分的样品置于密闭系统中，在一定温 度下使样品中挥发性组分在气-液或气-固两相甚至气-液-固三相中的分配达到平衡，然后取凝 聚相上端的气体送入气相色谱仪进行分析，即可间接测定样品中的挥发性组分
供试品溶液和对照品溶液的制备
平行配制两种溶液,制备方法保持一致,这样可以避免基质效应。 如果采用研磨、超声、加热等方法增加样品的溶解性,需要通过 方法学研究来确证方法的可行性。
溶剂残留分析方法的方法学验证
方法学验证
专属性 线性与范围
重复性 准确度
检测限 定量限 中间精密度 耐用性
专属性
要求空白无干扰、各溶剂峰之间的分离度因符合要求
浓度限度（ppm） 410 360 60 3880 1870 600
100 1090 880 380 160
62 220 290 3000 50 50 1180 530 50 200 160 100 890 80 2170 720
第四类溶剂
溶剂名称
1，1－二乙氧基 丙烷
1，1－二甲氧基 甲烷
2，2－二甲氧基 丙烷
检测器的选择
FID（火焰电离）——质量型检测器，适用于有机物 NPD（热表面电离）——氮/磷化合物 ECD（化学电离）——半选择性的检测器，适用于电负性物质（卤代烃）。 多数情况下，三氯甲烷、DMF、DMSO均用FID检测，但需采取一些措施提高检测灵敏度。 四氯化碳则必须用ECD检测器。
进样方式
溶
媒
直接进样
顶空进样
色谱柱 填充柱 毛细管柱
静态顶空
动态顶空
固相微萃取
检测器
FID
ECD TCD、FPD、
NPD等
三种气相色谱法的比较
直接进样气相色谱法
优点：方法比较简单、可靠，仅需要是自动进样器，不需要其他装置
缺点：样品本身及样品中含有的不挥发性组分也会被注入到气相色谱中，污染进样口、
及在制剂制备过程中使用过或产生的有机挥发物。它们在 实际的生产工艺中未能被完全去除。
由于残留溶剂没有疗效，故所有的残留溶剂应尽可能除去， 以符合产品规范、GMP或其它基本的质量要求。
残留溶剂的确立
残留溶剂的研究对象
从理论上讲，药物制备过程中所使用的有机溶剂均有 残留的可能，均应进行残留量的研究。但是，药物研发 者可以通过对有机溶剂的性质、药物制备工艺等进行分 析，提出科学合理的依据，有选择性的对某些溶剂进行 残留量研究，故在进行残留溶剂研究之前，需要首先对 药物中可能存在的残留溶剂进行分析，以确定何种溶剂 需要进行残留量的检测和控制。
浓度限度（ppm） 2 4 5 8
1500
第三类溶剂 溶剂名称 乙酸 丙酮 甲氧基苯 正丁醇 仲丁醇 乙酸丁酯 叔丁基甲基醚 异丙基苯 二甲亚砜 乙醇 乙酸乙酯 乙醚 甲酸乙酯 甲酸
5000ppm 溶剂名称 正庚烷 乙酸异丁酯 乙酸异丙酯 乙酸甲酯 3－甲基－1－丁醇 丁酮 甲基异丁基酮 异丁醇 正戊烷 正戊醇 正丙醇 异丙醇 乙酸丙酯
第二类溶剂
溶剂名称 乙腈 氯苯 氯仿 环己烷 1，2－二氯乙烯 二氯甲烷 1，2－二甲氧基乙
烷 N,N-二甲基乙酰胺 N,N-二甲基甲酰胺 1，4－二氧六环 2－乙氧基乙醇 乙二醇 甲酰胺 正己烷 甲醇 2－甲氧基乙醇 甲基丁基酮 甲基环己烷 N-甲基吡咯烷酮 硝基甲烷 吡啶 四氢噻砜 四氢化萘 甲苯 1，1，2－三氯乙烯 二甲苯﹡ 四氢呋喃
异辛烷
异丙醚
溶剂名称
甲基异丙基酮
甲基四氢呋喃
石油醚 三氯乙酸 三氟乙酸
残留溶剂各标准比较
USP、BP 、EP、JP 、ChP.现行标准比较
Usp32 中的<467>收载残留溶剂，讲述残留溶剂的分类、限度的描述、分析过程、限度以及分析 控制方法，分析方法上，将残留溶剂一类和二类分成一组，三类单独一组。其中一类和二类又分成 水溶性的、水不溶性的和高沸点的三种，采用三种不同的分析方法；三类溶剂则采用干燥失重法。 其他基本上同ICH的基本要求。
检测限与定量限
检测限：根据信噪比（S/N）≈3的相应浓度确定
定量限：根据信噪比（S/N）≈10的相应浓度确定
线性与范围
线性和范围：在LOQ浓度至不低于150%指标浓度的范围内取 几个浓度点进行研究。线性关系以测得的响应信号（峰面积） 对被分析物浓度的函数作图，用最小二乘法进行线性回归，至 少报告相关系数R来证实良好的线性关系。
DM-35, DB-35, HP-35,SPB-35, BP-35, Rtx-35, ZB-35, 等
DM-1701, HP-1701, SPB-7, ZB-1701, Rtx-1701, CP-Sil19CB等
化学成分
100％二甲基聚硅 5%苯基-甲基聚硅氧 35%苯基65%甲基聚硅氧 14%氰苯基
准确度
准确度：通过在供试品中加入80%、100%、120%指标浓度 测得的回收率所得，要求回收率在80%~120%之间。
耐用性
一般考察项目：顶空平衡温度、顶空平衡时间、色谱柱温度、 柱流量、不同品牌色谱柱、溶液稳定性等。
研究结果的分析及质量标准的制定
残留溶剂表示方法
A、允许日接触量 B、浓度限度
ICH制定的溶剂残留指导原则
药品中的残留溶剂-----在原料药、辅料以及制剂生产中使用的，但 在工艺过程中未能完全去除的有机挥发性化合物。
药品中残留溶剂的种类：69种 分类：按照对人体和环境的危害程度分为4类
第一类溶剂
– 应避免使用的溶剂，为人体致癌物、疑似的人体致癌物或能对环境 造成公害的试剂
BP中的残留溶剂基本上同EP，分析方法采用的两种不同的分析体系，即分析一类溶剂采用方法A， 二类采用方法B（方法A、B均为顶空进样，程序升温，毛细管柱，FID)，供试品也分成三种类型： 水溶性的、水不溶性的和高沸点的三种，其他基本上同ICH的基本要求。
JP与ICH一致。 ChP.（2015）与ChP.（2010）相比较，并无新的修订。
第二类溶剂
– 应限制使用溶剂，为能导致动物非遗传毒性致癌或可能导致其他 不可逆毒性反应的试剂
第三类溶剂
– 低毒性溶剂，为在药物中以一般量存在时对人体无害的溶剂。残留 量一般不高于0.5%
第四类溶剂
– 没有足够毒性资料的溶剂，生产厂在使用时应提供这些溶剂在制 剂中残留水平的合理性论证报告
第一类溶剂
溶剂名称 苯 四氯化碳 1，2－二氯乙烷 1，1-二氯乙烯 1，1，1－三氯乙烷
如待查成分为苯、甲苯、三氯甲烷等水溶性不好的溶剂，可采用 混合液，即先用少量乙醇或甲醇溶解待查溶剂再用水稀释。
当待测溶剂在有机相中的分配系数明显大于水相（例如三氯甲 烷），对顶空进样来说采用有机相如DMF为溶剂不是很好的选 择；如果样品也只能在有机相中溶解，建议采用混合液。
直接进样溶媒
水、合适的有机溶媒或混合液。对于非极性色谱柱，水对柱有 影响，会缩短柱的使用寿命。