pH 调节剂是什么?它是一类能够改变溶液酸碱度(pH 值)的物质。pH 调节剂不一定会在药物中使用,但是药物一定会有适当的pH,以保证产品的稳定性;若未使用pH 调节剂,则可能是由于API或其他辅料使制剂在合适的pH范围内。在注射液中pH 调节剂犹如一位隐形的守护者,默默地影响着药物的安全性和有效性。它不仅仅是简单地调节溶液的酸碱度,更是与药物的稳定性、溶解度、药效释放以及机体对药物的耐受性等方面紧密相连。
pH 调节剂是维持药物稳定性的关键因素之一,通过调整 pH 值,可以有效防止药物分子发生水解、氧化、聚合等化学反应,从而确保药物在储存和使用过程中的质量始终如一。合适的 pH 值能够显著提高药物的溶解度,使药物能够以最佳状态溶解在溶液中,这不仅有利于药物的制备过程,更能促进药物在体内的吸收和分布,进而提升药效。此外,pH 调节剂还在保障注射液的安全性方面发挥着重要作用,避免因 pH 值不当而引发对人体组织的刺激、过敏等不良反应,确保患者在用药过程中的舒适与安全。
精准地剖析注射液中 pH 调节剂的种类和用量,有助于我们探究处方背后设计的思路,为仿制方向提供依据,为后续的药物研发、生产工艺优化以及质量控制提供不可或缺的依据。
注射液中常用pH调节剂种类繁多,主要分为酸类、碱类。酸类可以细分为盐酸、磷酸、硫酸、醋酸、枸橼酸等,碱类主要是氢氧化钠或氢氧化钾,部分酸类具有缓冲能力,也可以单独划分为缓冲盐,包括了醋酸盐、磷酸盐、枸橼酸盐。出于简单考虑,后续只按酸类和碱类进行粗略划分解析。
pH调节剂的逆向解析比较简单,解析方法也比较统一,一般按有无紫外吸收区分,有紫外吸收的可以直接采用HPLC+UV,无紫外吸收的可以采用主流常见的离子色谱法(IC),非主流的是HPLC+特殊检测器。由于酸类种类众多,且多种离子可以一起解析,因此本模块就不再单独按各种离子来划分,而是按检测方法来进行划分。
4.4.1 酸类
盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)本身没有缓冲能力,只提供普通的酸碱调节能力,使用此类酸的一般基于两个方面的考虑:①部分活性成分(API)由于自身溶解性在溶剂中较差,一般倾向于选择此类酸,以增加溶解度,例如伊曲康唑注射液中的盐酸, 更昔洛韦注射液中的盐酸,替尼泊甙注射液中马来酸(顺丁烯二酸);②部分活性成分(API)自身溶解性较好,形成溶液的pH可能偏碱性的,注射后容易刺激机体,也会采用此类酸来调节pH,例如硫酸庆大霉素注射液中的辅料硫酸,硫酸长春新碱中的辅料硫酸;磷酸(H3PO4)、醋酸(C2H4O2)制备成水溶液后发生多级电离,有一定的缓冲能力,更能抵御pH的波动,可以更有效的保证产品的稳定性,因此更适用于对pH变化异常敏感的制剂产品,例如甲磺酸二氢麦角碱注射液中的枸橼酸、枸橼酸钠,注射用尤瑞克林中的磷酸。检测机理:样品中的阴离子/阳离子,利用离子与固定相表面离子性功能基团之间的电荷相互作用(离子交换)的差异来分离,通过抑制型电导检测器检测,根据保留时间对各个离子峰进行定性,根据各个离子峰的峰高或峰面积对待测无机阴离子浓度进行定量。
同时测的多种阴离子的方法来源比较多,公开发布的药学文献中同时测的多种阴离子的方法多数是以各自项目为出发点进行研究的,不太具有普适性,试图从药学官方文献中(例如药典)进行查找,也暂未发现相关权威检测方法。后面峰回路转,从国家发布的食品行业标准中倒能查到较多的公开检测方法,比如《GB/T 39305-2020 再生水水质 氟、氯、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根的测定 离子色谱法》、《GB/T 24876-2010 畜禽养殖污水中七种阴离子的测定 离子色谱法》等。敲黑板了:后续大家如果无法在药典上查找到相关检测方法的,可以考虑在食品伙伴网上查找国标或行标,非常值得推荐。最终经过对比后选择NY/T2277-2012《水果蔬菜中有机酸和阴离子的测定离子色谱法》,能够同时测定氯离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸二氢根、柠檬酸(枸橼酸)这5种离子,足够满足常规检测,详细条件如下:色谱柱: 高容量阴离子交换柱,例如AS19或其他性能相当的色谱柱 ;淋洗液-氢氧化钾溶液 ( 淋洗液自动发生器 ),淋洗梯度-详见下表 ;流速-1.0ml/min;抑制电流-90mA;检测器-抑制电导 ;柱温-30℃ ;进样量25μl(可调)。样品溶液:直接取供试品溶液,或根据初步测定的结果进行二次稀释即得。从图中可以看出方法的灵敏度较高,足够正常使用了,具体洗脱浓度可以根据原料药的干扰情况进行适当调整。注意事项:由于有机溶剂的加入会降低洗脱液的极性与介电常数,使检测灵敏度下降,新版离子色谱通则中推荐有机相的比例不超过20%,因此部分样品的溶剂非水相,则需要经过处理稀释后进样,具体情况需要根据所使用的色谱柱进行选择。
检测机理:部分酸根离子(醋酸根、柠檬酸)在低波长下有一定的紫外吸收,可以直接采用液相方法来检测。
方法来源于药典四部0872《合成多肽中醋酸测定法》:色谱条件及系统适用性试验 用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂(250mmx4.6mm,5um);以磷酸溶液(在1000ml水中加磷酸0.7ml,用0.42%氢氧化钠浴液调节0H值至3.0)为流动相A:甲醇为流动相B:流速为每分钟1.2m:检测波长为210nm,按下表进行梯度洗脱,理论板教按酷酸峰计算应不低于2000,醋酸峰的保留时间约在3~4分钟。方法来源于药典四部3108《枸橼酸离子测定法》第三法:色谱条件及系统适用性试验 用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂(250mmx4.6mm,5um);流动相为18.2mmol/L磷酸盐缓冲液,0.1%异丙醇溶液(pH2.0~2.5);柱温:40℃;流速:每分钟1.0ml;样品池温度:室温;运行时间:50分钟;紫外检测器检测波长:210nm。取5.0mmol/L枸橼酸离子溶液20μl,注入色谱柱,记录色谱图,拖尾因子按枸橼酸离子色谱峰测定应为0.95~1.40。需要注意到的时0.1%的异丙醇是直接加入至磷酸缓冲液中的,且实际运行时间可以根据色谱柱的出峰时间进行调整。色谱条件及系统适用性试验 用Waters的Atlantis dcC18(150mmx4.6mm,5um);流动相为20mmol/L磷酸二氢钾(pH2.5);柱温:30℃;流速:每分钟0.5ml;样品池温度:室温;运行时间:12分钟;紫外检测器检测波长:214nm。典型色谱图如下:注意事项:①可能只有部分色谱柱适用于保留此类离子,需要仔细挑选,如果可以的话,建议直接上亲水性色谱柱。检测机理:采用混合型离子交换色谱柱和通用型的质量检测器联用,利用混合型离子交换色谱柱结合特殊的流动相将不同离子分离,采用蒸发光散射检测器(ELSD)、电喷雾检测器(CAD)、示差折光检测器(RI)检测。详细的色谱条件和典型图谱如下:
(3) 枸橼酸分析
方法来源于药典四部3108《枸橼酸离子测定法》第二法:
色谱条件 用苯乙烯-二乙烯基苯共聚物为基质的阳离子交换色谱柱(H+),粒度9μm或8μm,内径7.8mm,柱长300mm;柱温为50℃;流动相为0.004mol/L硫酸溶液,流速为每分钟0.8ml,示差折光检测器。注:需要注意不同厂家的阳离子交换色谱柱(H+)的流速、流动相、柱温等会有所不同,可根据色谱柱说明书对色谱条件进行适当调整。由于大部分的药物都是偏酸性,然后用氢氧化钾或氢氧化钠作为pH调节剂使用,不会特意准确定量加入,因此氢氧化钾或氢氧化钠一般是不需要定量测的,可以直接免测,根据实际要达到的pH进行确定碱类加入量。如果一定要测定的话,可以使用火焰光度法和离子色谱法进行检测。可以参考药典通则3109钾离子测定法和3110钠离子测定法,采用火焰光度法检测,详细条件如下:钠离子测定法 精密量取供试品0.5ml,置50ml量瓶中,用水稀释至刻度,即为供试品溶液。照火焰光度法(通则0407)测定,在波长589nm处测定供试品溶液的发光强度。另精密称取于110℃干燥至恒重的氯化钠0.293g,置100ml量瓶中,用水稀释至刻度,再精密量取该溶液0.9ml、1.1ml、1.3ml、1.5ml、1.7ml,分别置50ml量瓶中,用水稀释至刻度,制成0.9mmol/L、1.1mmol/L、1.3mmol/L、1.5mmol/L、1.7mmol/L的系列标准钠溶液,同法测定。 以系列标准钠溶液的浓度对其相应的发光强度作直线回归,将供试品溶液发光强度代入直线回归方程,求得供试品溶液钠离子浓度(mmol/L),再乘以供试品稀释倍数(100),计算出供试品钠离子含量(mmol/L)。
钾离子测定法 精密量取供试品2ml,置50ml量瓶中,用水稀释至刻度,即为供试品溶液。照火焰光度法(通则0407)测定,在波长769nm处测定供试品溶液的发光强度。另精密称取于110℃干燥至恒重的氯化钾56.0mg,置500ml量瓶中,用水溶解并稀释至刻度,再精密量取该溶液1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml,分别置50ml量瓶中,用水稀释至刻度,制成0.03mmol/L、0.06mmol/L、0.09mmol/L、0.12mmol/L、0.15mmol/L的系列标准钾溶液,同法测定。
以系列标准钾溶液的浓度对其相应的发光强度作直线回归,将供试品溶液发光强度代入直线回归方程,求得供试品溶液钾离子浓度(mmol/L),再乘以供试品稀释倍数(25),计算出供试品钾离子含量(mmol/L)。
由于钾、钠、锂、铵四种阳离子的结构不同,对低交换容量的阳离子交换树脂的亲合力也不相同,因此,它们在淋洗液和交换树脂之间的分配系数存在着差异。当水样注入仪器后,在淋洗液的携带下,流经阳离子分离柱,最后按Li+、Na+、NH4+、K+的顺序依次被分离,然后流过阳离子抑制柱以降低淋洗液的背景电导,最后通过电导检测器,依次对它们进行测量并记录峰高(或峰面积),离子浓度与峰高(或峰面积)成线性关系, 以相对保留时间和峰高(或峰面积)进行定性和定量测定。
具体方法参考《HJ812-2016 水质可溶性阳离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+)的测定 离子色谱法(发布稿)》,其中有两种方法:
(1)色谱柱:阳离子分离柱(聚二乙烯基苯/乙基乙烯苯,具有羧酸或磷酸功能团、高容量色谱柱)和阳离子保护柱 ;淋洗液-20mmol/L的甲磺酸;流速-1.0 ml/min;连续自循环再生抑制器;检测器-抑制型电导检测器 ;进样量25μl。
(2)色谱柱:阳离子分离柱(聚二乙烯基苯/乙基乙烯苯,具有羧酸或磷酸功能团、高容量色谱柱)和阳离子保护柱 ;淋洗液-7.25mmol/L的硝酸;流速-0.9 ml/min;检测器-非抑制电导检测器 ;
进样量25μl。
供试品测定:配制线性标准溶液进样,绘制标准曲线,然后将待测溶液稀释至线性范围后进样检测。
(1)中国药典四部0872、3108、3109、3110;(2)《饲料有机酸化剂中乙酸、柠檬酸的高效液相色谱检测分析》谢明;(3)NY/T2277-2012《水果蔬菜中有机酸和阴离子的测定离子色谱法》(4)HJ812-2016 《水质可溶性阳离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+)的测定 离子色谱法(发布稿)》-----我是友爱的分割线-----END