简化、低成本的顶空气相色谱法用于药品残留溶剂分析

本研究的目的是开发一种快速、经济、改进的USP <467> HS-GC-FID方法，使用Thermo Scientific™TriPlus™500顶空自动进样器和氮作为载气，用于药品中残留溶剂的测定。

简介

有机溶剂常用于原料药的生产和纯化，但由于其潜在毒性，必须在药品中验证其有无/存在，以确保患者的安全。美国药典(USP)方法<467>[1]提供了筛选、确认和定量残留溶剂的详细程序，包括样品制备和分析条件。
气相色谱(GC)结合顶空(HS)取样技术和火焰电离检测(FID)作为检测器是USP <467>中针对该应用指定的分析方法，因为大多数目标化合物是具有相对低沸点和良好热稳定性的有机溶剂。
由于需要在乙腈/二氯甲烷的临界对之间的色谱分辨率(Rs)≥1.0作为系统性能标准，USP <467>方法建议采用气相色谱柱的初始等温条件，然后缓慢加热速率，以避免峰共洗脱并实现基线峰分离。然而，这些条件通常会导致较长的分析时间(60分钟)。
USP通则和要求[2]允许使用替代方法，但这些方法应按照通则<1225>药典规程的验证进行验证，并且必须显示其结果与USP标准方法相当或更好。
在本技术说明中，USP <467>用于2A类溶剂的方法被修改为一个例子，说明如何使用一种更快、更经济的替代方法来改进残留溶剂分析。

实验

样品制备
USP <467>二甲基亚砜(DMSO)的2A类残留溶剂溶液购自Restek®(P/N 36012)。原液在DMSO中稀释，如USP方法<467>，程序A，水不溶物品所述。采用HPLC-MS级水和GC顶空级DMSO(纯度≥99.9%)作为稀释剂。按照规定，将当地购买的常见止痛片(扑热息痛，500毫克，咖啡因，65毫克)在DMSO中稀释，制备出具有代表性的测试溶液。

HS-GC-FID分析
TriPlus 500顶空自动进样器与配备Thermo Scientific™即时连接分裂/无分裂(SSL)注入器和Thermo Scientific™即时连接火焰电离检测器(FID)的Thermo Scientific™TRACE™1310气相色谱仪耦合。
色谱分离采用USP G43等效毛细管柱Thermo Scientific™Trace GOLD™TG-624 SilMS, 30 m x 0.32 mm x 1.8 μm柱(P/N 26059-3390)，使用氮作为载气。在这种应用中，氮是氦(昂贵且容易出现区域短缺)的可行替代品。氮允许高效的气相色谱分离，可以很容易地在实验室生产高纯度的氮气发生器，使其非常经济有效。表1给出了全仪器条件。

表1。HS-GC-FID分析参数用于2A类残留溶剂筛选，根据拟议的USP <467>方法修改。

数据处理
使用Thermo Scientific™Chromeleon™色谱数据系统(CDS)软件获取和处理数据，版本7.2，该软件符合联邦药物管理局第21篇联邦法规第11部分(第21篇CFR第11部分)。

结果与讨论

本实验旨在改进用于药品残留溶剂分析的分析方法，并举例说明该方法对2A类溶剂的实用性。坡道对一班来说太快了。苯和1,2-二氯乙烯共洗脱物。此外，所有一级RS洗脱在10分钟。TG-624 SilMS毛细管柱的高热稳定性和优越的惰性允许在快速加热速率下对临界对乙腈/二氯甲烷进行基线分离，以较短的分析时间满足USP <467>的分辨率要求。
将表2中所述浓度限制的2A类标准溶液注入色谱系统。
表2。2A类残留溶剂的浓度限制(ppm)。
采用更快的气相色谱箱编程速率，以氮为载气，在不到8分钟的时间内实现了2A类残留溶剂的色谱分离(图1)，而不是60分钟(UPS <467>默认条件下)，在不影响色谱分辨率和方法性能的情况下，分析速度提高了7倍以上。TG-624 SilMS柱可以很好地分离目标化合物，满足(并显著超过)USP <467>分辨率接受标准(Rs≥1.0)。
图1。使用TG-624 SilMS毛细管柱和氮气作为载气，可在不到8分钟内实现对2A类残留溶剂的色谱分离。残留溶剂峰的Rs均≥1.0，其中乙腈与二氯甲烷之间的Rs符合规定要求，计算值为2.3。
将稀释普通止疼片得到的试验溶液注入色谱系统，筛选残留溶剂含量(图1)。药物样品中没有检测到残留溶剂峰，因此满足USP <467>对残留溶剂含量的要求(这与使用其他标准方法[4]时的结果一致)。

获得可重复的数据

小瓶培养箱，样品回路和样品路径可以设置在相同的温度，因为HS-GC直接接口的创新设计确保了一致的分析物转移，因为与外部顶空转移线相比，更高的惰性和更短的流动路径。此外，与标准USP <467>方法(60分钟)相比，培养箱的精确温度控制和有效的瓶摇可使培养时间(20分钟)缩短。重要的是，加速分析不影响目标分析物的结果精度。这可以通过评估n=12次连续注射2A类标准溶液的绝对峰面积重复性来证明(表3)。平均峰面积%RSD为1.1%，证明了采样和注射过程中可靠和精确的气动控制。
表3。从n=12个连续分析2A类残留溶剂在上述浓度极限下得到的峰值面积% rsd(表2)。

结论

•使用描述的实验条件，改进的USP <467>方法是对残留溶剂分析的经典条件的一个真正的替代条件，提供了以下优点:
-快速(分析速度提高7倍);具有成本效益(以氮气作为载气)。
-高通量分析(单次连续分析多达240个样品)。
•由于有效的小瓶搅拌，样品平衡在短短20分钟内就达到了——每个样品的培养时间可能减少了三倍。
TG-624 SilMS毛细管柱允许在<8分钟内快速分离所有2A类残留溶剂，超过USP <467>对乙腈/二氯甲烷的色谱分辨率要求(Rs=2.3)。
•取样和注射过程中可靠的气动控制，样品路径的高惰性和通过HS-GC直接接口的一致分析物转移确保了分析物峰面积响应的良好重复性，从n=12个连续的小瓶分析中，平均峰面积%RSD=1.1%。
•Chromeleon CDS(符合FDA Title 21 CFR Part 11要求)确保数据的完整性，可追溯性和有效的数据管理，允许简单和快速的数据处理，量化和报告。
综合实验结果表明，以氮气为载气、TG-624 SilMS毛细管柱和Chromeleon CDS相结合的方法优化是一种可行的常规实验室替代方法。

参考文献

1.USP <467>有机挥发性杂质，化学试验，美国药典，2012
2.USP <38>，美国药典，2015
3.USP <621>色谱，物理测试，美国药典，USP 40-NF 35第一补编，2017
4.Thermo Fisher科学(2018)残留溶剂分析应用注:https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CMD/Application-Notes/an-10676-hsgc-residual-solvents-pharmaceuticals-an10676-en.pdf