邵天舒,丁銳,周長明,郭雷
北京市藥品檢驗(yàn)所國家藥品監(jiān)督管理局仿制藥研究與評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中藥成分分析與生物評價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京102206
人凝血因子Ⅷ制品是由健康人血漿經(jīng)分離、提取、純化、凍干等工藝制得的一種血液制品,是甲型血友病患者目前最有效的預(yù)防及治療出血的方法即凝血因子替代療法不可或缺的主要產(chǎn)品,患者通常需終生用藥[1-2]。鑒于該產(chǎn)品是以人血漿為原料,存在傳播人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)、乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)等病毒的重大風(fēng)險(xiǎn),原國家食品藥品監(jiān)督管理局于2002年發(fā)布的《血液制品去除/滅活病毒技術(shù)方法及驗(yàn)證指導(dǎo)原則》提出“凝血因子類制品生產(chǎn)過程中應(yīng)有特定的去除/滅活脂包膜和非脂包膜病毒的方法”的要求[3]。目前,各生產(chǎn)企業(yè)對人凝血因子Ⅷ制品中脂包膜病毒普遍采用有機(jī)溶劑/表面活性劑(S/D)法進(jìn)行滅活,其中聚山梨酯80為該方法中常用的表面活性劑之一[4]。由于聚山梨酯80具有很強(qiáng)的破裂細(xì)胞膜的作用,特別是注射劑中的聚山梨酯80能直接進(jìn)入血液,可引起溶血、血管擴(kuò)張及血壓下降等不良反應(yīng);此外,其在人體內(nèi)水解后釋放出的油酸還有誘發(fā)組胺釋放,發(fā)生急性超敏反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)[5]。因此,為最大限度降低血友病患者的用藥風(fēng)險(xiǎn),《中國藥典》三部(2015版)規(guī)定,人凝血因子Ⅷ制品中聚山梨酯80殘留量應(yīng)≤100 μg/mL,測定方法(簡稱藥典方法)是利用其化學(xué)結(jié)構(gòu)中的聚乙氧基可與硫氰酸鈷銨反應(yīng)形成藍(lán)色復(fù)合物,將該復(fù)合物溶于二氯甲烷,通過測定其在波長620 nm處的吸光度測定含量[6]。該方法為經(jīng)典方法已使用多年,但需先將樣品蛋白沉淀后離心取上清液,再通過空氣吹掃濃縮后進(jìn)行顯色反應(yīng),且顯色反應(yīng)過程需在室溫放置1.5 h,并每15 min振蕩1次,加之二氯甲烷極易揮發(fā),不僅操作步驟繁瑣不便,難以滿足生產(chǎn)企業(yè)及藥檢機(jī)構(gòu)大批量快速測定的需求,且試驗(yàn)過程大量使用有機(jī)溶劑二氯甲烷,易造成環(huán)境污染,危害操作者健康。因此,有必要建立一種更準(zhǔn)確、便捷、環(huán)保的方法來檢測人凝血因子Ⅷ制品中的聚山梨酯80殘留量。
聚山梨酯80是由山梨醇及其失水、雙失水化合物(山梨醇酐)與油酸和環(huán)氧乙烷縮合制得的一類強(qiáng)親水性化合物。由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有較多的親水性基團(tuán),在常規(guī)C18色譜柱上幾乎無保留,難以測定,且其屬于大分子聚合物,在有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中,采用高效液相色譜(HPLC)法測定聚山梨酯80含量的大多選擇分子排阻色譜[7-8]。由于人凝血因子Ⅷ制品中含有大量蛋白類物質(zhì),在分子排阻過程中難以與聚山梨酯80峰分離。因此,本實(shí)驗(yàn)選用一種將離子交換與反相分配相結(jié)合的色譜柱,該色譜柱由兩種混合模式的填料組成,即在聚N-乙烯基吡咯烷酮的表面鍵合N’,N’-二甲基丁胺,前者作為反相分離基質(zhì),后者則作為離子交換分離基質(zhì),使該色譜柱同時具備反相和離子交換雙重分離機(jī)理,可共同對聚山梨酯80產(chǎn)生保留作用,適用于人凝血因子Ⅷ等含蛋白質(zhì)量較高的生物制品中聚山梨酯80的分離。同時,由于聚山梨酯80無生色基團(tuán),僅有末端紫外吸收,因此一般采用蒸發(fā)光散射檢測器(evaporative light scattering detector,ELSD)進(jìn)行檢測[9],但該檢測器普遍存在重現(xiàn)性差、靈敏度低等問題。而近年來出現(xiàn)的電噴霧檢測器(charged aerosol detection,CAD)是利用電暈裝置(高壓鉑金電極)使氮?dú)庑纬蓭щ娏W?,與揮發(fā)掉溶劑的溶質(zhì)顆粒在碰撞室充分碰撞混合,使后者帶上正電,再經(jīng)高靈敏度的靜電計(jì)測量出總電信號,檢測信號與溶質(zhì)質(zhì)量呈正相關(guān)。該檢測器靈敏度高、重現(xiàn)性好,且為通用型檢測器,逐漸成為檢測無紫外吸收物質(zhì)的優(yōu)選方法[10-11]。
本研究建立了以反相-離子交換混合模式色譜柱分離、CAD檢測人凝血因子Ⅷ制品中聚山梨酯80含量的方法,并進(jìn)行驗(yàn)證,同時與ELSD方法進(jìn)行比較,旨在為人凝血因子Ⅷ制品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高提供參考。
1.1 樣品及標(biāo)準(zhǔn)品10批人凝血因子Ⅷ樣品(批號分別為:201908054、201909056~201909060、2019-09062、201909063、201910066、201910068,規(guī)格:200 IU/瓶)由國內(nèi)A企業(yè)生產(chǎn),為北京市藥品檢驗(yàn)所批簽發(fā)留樣;聚山梨酯80標(biāo)準(zhǔn)品(批號:R072G0)為美國藥典USP標(biāo)準(zhǔn)品。
1.2 主要試劑及儀器 異丙醇(色譜級)購自德國Merck公司;無水甲酸(優(yōu)級醇)購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;UltiMate3000高效液相色譜儀(配備Corona Ultra型CAD)購自美國Thermo Fisher Scientific公司;島津20AT高效液相色譜儀購自日本島津公司;Alltech 2000ES型ELSD購自美國Alltech公司;反相-離子交換混合色譜柱Oasis MAX(2.1 mm×20 mm,30 μm)購自美國Waters公司;Milli-Q型超純水機(jī)購自美國Millipore公司;WD-A藥物穩(wěn)定性檢查儀購自天津藥典標(biāo)準(zhǔn)儀器廠。
1.3 溶液的制備
1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)品溶液 精密稱取聚山梨酯80標(biāo)準(zhǔn)品1.025g,用超純水定容至100 mL,配制為10.25 mg/mL的聚山梨酯80標(biāo)準(zhǔn)品溶液,作為標(biāo)準(zhǔn)品貯備液。分別精密量取標(biāo)準(zhǔn)品貯備液0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、
2.5 mL,加超純水定容至100 mL量瓶,搖勻,配制為12.8、25.6、51.3、102.5、205.0、256.3 μg/mL聚山梨酯80的系列標(biāo)準(zhǔn)品溶液。
1.3.2 供試品溶液 取201908054、201909056~201909060、201909062、201909063、201910066、2019-10068批樣品各1瓶,分別精密加入超純水10 mL,溶解搖勻,作為供試品溶液備用。
1.4 色譜條件設(shè)置 采用色譜柱Oasis MAX;流動相A液為含2%(V/V)甲酸的異丙醇∶水(20∶80)溶液,B液為含2%(V/V)甲酸的異丙醇溶液。CAD條件:流動相流速為1.0 mL/min,柱溫為30℃,進(jìn)樣量為30 μL,CAD霧化氣壓力為253.4 Pa,氮?dú)饬魉贋? L/min,霧化室溫度為30℃,采樣頻率為2 Hz。ELSD條件:流動相流速、柱溫、進(jìn)樣量條件同CAD條件,ELSD漂移管溫度為105℃,空氣流速為1.6 L/min,分流模式為開。梯度洗脫程序見表1。
表1 梯度洗脫程序Tab.1 Gradient elution procedure
1.5 方法的驗(yàn)證
1.5.1 系統(tǒng)適用性 取濃度為102.5 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液、供試品溶液、加標(biāo)樣品溶液(1瓶樣品中加入25.6 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液溶解)及空白溶液(超純水),分別按1.4項(xiàng)色譜條件檢測,采集色譜圖。
1.5.2 線性范圍 取系列標(biāo)準(zhǔn)品溶液,分別按1.4項(xiàng)色譜條件檢測,以聚山梨酯80濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)行線性回歸,計(jì)算相關(guān)系數(shù)(r)。
1.5.3 定量限及檢測限 精密量取12.8 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液適量,進(jìn)行系列稀釋后分別按1.4項(xiàng)色譜條件檢測,以色譜峰信噪比(S/N)≥3確定檢測限,S/N≥10確定定量限。
1.5.4 重復(fù)性 取201910066批供試品溶液6份,按1.4項(xiàng)色譜條件檢測,計(jì)算聚山梨酯80殘留量的RSD。
1.5.5 穩(wěn)定性 取201910066批供試品溶液,于室溫分別放置0、2、4、6、8、10 h,按1.4項(xiàng)色譜條件檢測,計(jì)算聚山梨酯80殘留量的RSD。
1.5.6 準(zhǔn)確性 分別精密量取標(biāo)準(zhǔn)品貯備液1.6、2.0、2.4 mL,置50 mL量瓶中,加超純水定容,搖勻。取201909059批樣品9瓶,分別加入定容后的標(biāo)準(zhǔn)品貯備液10 mL,配制低、中、高濃度(32.8、41.0、49.2 μg/mL)的加標(biāo)樣品各3份,按1.4項(xiàng)色譜條件檢測,按下式計(jì)算加標(biāo)樣品中聚山梨酯80的加標(biāo)回收率及RSD。
加標(biāo)回收率(%)=(實(shí)測濃度-理論濃度)/加標(biāo)濃度×100%
1.6 方法的應(yīng)用 分別采用藥典方法及1.4項(xiàng)色譜條件檢測201908054、201909056~201909060、2019 09062、201909063、201910066及201910068批樣品,按標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算樣品中聚山梨酯80殘留量,共檢測2次。
2.1 方法的驗(yàn)證
2.1.1 系統(tǒng)適用性 聚山梨酯80標(biāo)準(zhǔn)品、供試品及加標(biāo)樣品中聚山梨酯80色譜峰的保留時間均為5.9 min,供試品及加標(biāo)樣品在11 min可見其他色譜峰,但與聚山梨酯80色譜峰充分分離(分離度為9.0),無干擾;空白溶液未見色譜峰。見圖1~4。表明系統(tǒng)適用性良好。
2.1.2 線性范圍 采用CAD檢測,聚山梨酯80標(biāo)準(zhǔn)品在12.8~256.3 μg/mL范圍內(nèi),回歸方程y=121.42x+1.321 7,r=0.998 0,線性關(guān)系良好。采用ELSD檢測,因其中聚山梨酯80色譜峰面積與濃度不呈線性關(guān)系,以峰面積對數(shù)為縱坐標(biāo),濃度對數(shù)為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,聚山梨酯80濃度在12.8~256.3 μg/mL范圍內(nèi),回歸方程y=1.316 1x+3.088 5,r=0.998 8,線性關(guān)系良好。見圖2。
圖2 CAD(A)及ELSD檢測(B)聚山梨酯80標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Standard curve for determination of polysorbate content by CAD(A)and ELSD(B)
2.1.3 定量限及檢測限 采用CAD檢測,定量限約為3.20 μg/mL,檢測限約為1.07 μg/mL。采用ELSD檢測,定量限約為6.41 μg/mL,檢測限約為2.14 μg/mL。表明采用CAD法優(yōu)于ELSD法。
2.1.4 重復(fù)性 采用CAD檢測,6份供試品溶液中聚山梨酯80濃度分別為55.05、54.67、53.85、53.95、53.99和53.82 μg/mL,RSD為0.86%,表明方法重復(fù)性良好。采用ELSD檢測,6份供試品溶液中聚山梨酯80濃度分別為38.69、38.05、37.59、38.00、31.58和30.98 μg/mL,RSD為9.01%,表明該方法重復(fù)性較CAD法欠佳。
2.1.5 穩(wěn)定性 采用CAD檢測,室溫放置0、2、4、6、8、10 h時,供試品溶液中聚山梨酯80濃度分別為54.08、54.92、54.13、53.88、54.44和53.97 μg/mL,RSD為0.65%,表明方法穩(wěn)定性良好。因ELSD檢測檢測重復(fù)性欠佳,未對其穩(wěn)定性進(jìn)行考察。
2.1.6 準(zhǔn)確性 采用CAD檢測,低、中、高濃度的加標(biāo)樣品回收率在96.85%~101.49%之間,RSD為1.54%,見表2,表明該方法準(zhǔn)確性良好。采用ELSD檢測,低、中、高濃度的加標(biāo)樣品回收率在57.55%~63.75%之間,RSD為3.03%,見表3,表明該方法準(zhǔn)確性較CAD法欠佳。
表2 CAD檢測的加標(biāo)回收率Tab.2 Determination of spike recovery by CAD
表3 ELSD檢測的加標(biāo)回收率Tab.3 Determination of spike recovery by ELSD
2.2 方法的應(yīng)用10批樣品中聚山梨酯80殘留量經(jīng)CAD檢測,為56.09~66.75 μg/mL,RSD為4.9%;經(jīng)ELSD檢測,為40.16~50.40 μg/mL,RSD為6.9%;經(jīng)藥典方法檢測,為51~68 μg/mL,RSD為8.6%。見表4。結(jié)果均符合《中國藥典》要求。
表4 10批樣品中聚山梨酯80殘留量的藥典方法、CAD及ELSD法檢測結(jié)果(μg/mL)Tab.4 Determination results of polysorbate contents in ten batches of samples by the method in Chinese Pharmacopeia,CAD and ELSD(μg/mL)
圖1空白溶液(A)、聚山梨酯80標(biāo)準(zhǔn)品(B)、人凝血因子Ⅷ供試品(C)、加標(biāo)樣品(D)的色譜圖Fig.1 Chromatogram of blank solution(A),polysorbate 80 standard(B),human coagulation factorⅧsample(C)and spike sample(D)
從本文方法的驗(yàn)證結(jié)果比較可看出,CAD與ELSD檢測僅在線性范圍上無差異,在定量限、檢測限、重復(fù)性及準(zhǔn)確性方面CAD均明顯優(yōu)于ELSD檢測,其原因主要有兩點(diǎn):一是ELSD檢測在梯度洗脫的兩相轉(zhuǎn)換過程中的基線漂移較明顯,且達(dá)到平衡時間較長,而CAD檢測則相對平穩(wěn),且達(dá)到平衡較快;二是由于目前CAD檢測本身具有流路切換功能,采用該功能可使死時間內(nèi)被沖出的蛋白質(zhì)直接進(jìn)入廢液而避免對檢測器造成污染,而常規(guī)ELSD檢測因不具備該功能,使得較高濃度的蛋白質(zhì)進(jìn)入檢測器,在0~1 min被洗脫,出現(xiàn)1個極大的蛋白峰,對后續(xù)基線平衡造成影響,同時由于大量蛋白質(zhì)在漂移管中,致使在連續(xù)進(jìn)樣多針后其基線噪音升高,峰面積下降,造成重復(fù)性、準(zhǔn)確性均較差。
10批樣品按藥典方法檢測聚山梨酯80殘留量的RSD為8.6%,高于CAD檢測的RSD(4.9%),主要原因是藥典方法操作步驟復(fù)雜,特別是在乙醇-氯化鈉飽和溶液洗滌及空氣吹掃濃縮的步驟,不同樣品之間的操作極易產(chǎn)生差異,加之溶劑二氯甲烷易揮發(fā),上述問題均有可能導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。
本實(shí)驗(yàn)測定的10批人凝血因子Ⅷ制品均為同一企業(yè)2019年下半年生產(chǎn),10批樣品中聚山梨酯80殘留量最高值與最低值的差為10.66 μg/mL,RSD為4.9%。采用S/D滅活的聚山梨酯80通常于病毒滅活工藝完成后,在后續(xù)的超濾層析等步驟中除去。盡管10批產(chǎn)品的聚山梨酯80殘留量均未超出《中國藥典》三部(2015版)規(guī)定的限值,但鑒于聚山梨酯80有引起不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn),仍建議生產(chǎn)企業(yè)通過不斷改進(jìn)工藝等措施對產(chǎn)品中聚山梨酯80殘留量進(jìn)行更為有效的控制。
綜述所述,本研究成功建立了檢測人凝血因子Ⅷ制品中聚山梨酯80殘留量的HPLC-CAD法,該方法在重復(fù)性、準(zhǔn)確性及靈敏度方面均優(yōu)于ELSD,為人凝血因子Ⅷ制品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提升提供了參考。