《Future Journal of Pharmaceutical Sciences》：Simple sensitive ICP-MS method development and validation for quantitative evaluation and risk assessment of elemental impurities in anticoagulant drug product: study aligned with ICH Q3D guideline
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背景：药品中的元素杂质因其潜在毒性对患者安全构成重大风险。这些杂质可能来源于多种途径，包括生产过程中使用的原料、制造操作、加工设备以及包装材料。在本研究中，研究人员开发并验证了一种使用电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma
背景：药品中的元素杂质因其潜在毒性对患者安全构成重大风险。这些杂质可能来源于多种途径，包括生产过程中使用的原料、制造操作、加工设备以及包装材料。在本研究中，研究人员开发并验证了一种使用电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma–Mass Spectrometry，ICP-MS）的简便、灵敏且可靠的分析方法，用于定量检测抗凝血药物制剂（特别是阿哌沙班、依度沙班和利伐沙班）中的元素杂质。所开发的ICP-MS方法能够准确且精确地测定元素杂质，确保对这些药物制剂中潜在有毒元素进行有效监测和控制，以支持产品质量和患者安全。该方法针对根据ICH Q3D元素杂质指南分类的24种元素杂质的测定，包括第1类元素（As、Pb、Hg和Cd）、第2A类元素（Ni、V和Co）、第2B类元素（Pd、Ir、Os、Tl、Ru、Pt、Au、Se、Ag和Rh）以及第3类元素（Cu、Mo、Li、Sn、Sb、Cr和Ba）。该分析程序采用ICP-MS开发，优化后的方法根据美国药典通则<233>和<730>进行了验证，确认其适用于准确且可靠的多元素分析。结果：该分析程序通过评估特异性、准确性、灵敏度、选择性、精密度、线性、范围以及检出限-定量限精密度进行了验证，符合ICH Q3D元素杂质指南及相关药典要求。所有24种元素均表现出优异的线性关系，相关系数大于0.99。在从定量限（30%）至目标水平200%的范围内验证了准确性，回收率在可接受限度内（即70%–150%），精密度的相对标准偏差在可接受限度内（即低于20%）。经验证的方法证明对于定量检测含有阿哌沙班、依度沙班和利伐沙班的抗凝血药物制剂中的元素杂质具有线性、准确性和灵敏性。结论：研究表明，经过验证的ICP-MS方法简便、高灵敏度且准确，适用于抗凝血药物制剂中元素杂质的测定。所有检测到的元素均低于ICH Q3D元素杂质指南定义的允许日暴露量限值，证实符合安全性要求。这些发现支持ICP-MS作为药品制剂常规质量控制可靠技术的适用性。
一、研究背景与研究意义
药品中的元素杂质（elemental impurities）污染是一个严重的安全隐患，因其潜在的毒性和对人体健康的不良影响而备受关注。这些有毒金属杂质可能源自生产过程中的原料、药物合成工艺、合成中使用的催化剂、生产设备、容器密封系统以及环境因素。即使痕量存在，也可能危及药物的安全性和有效性。为应对这些风险，国际人用药品技术要求协调理事会（International Council for Harmonisation，ICH）制定了Q3D指南，该指南提供了一个全面的、基于风险的框架，用于评估和控制药品中有毒元素杂质。ICH Q3D指南定义了有毒元素杂质的允许日暴露量（Permissible Daily Exposure，PDE）限值，并根据毒性和存在可能性对其进行分类。第1类元素（As、Pb、Hg、Cd）毒性极高，无论其来源如何都必须严格控制。第2类分为2A类（Ni、V、Co）和2B类（Pd、Ir、Os、Tl、Ru、Pt、Au、Se、Ag、Rh），后者虽不常见但仍需监测。第3类元素（Cu、Mo、Li、Sn、Sb、Cr、Ba）毒性潜力较低，但在某些条件下仍可能需要控制。阿哌沙班（Apixaban）、依度沙班（Edoxaban）和利伐沙班（Rivaroxaban）属于抗凝血治疗类别，通常用于血栓栓塞性疾病的预防和治疗，常给予易感人群，因此对杂质的控制更为重要。基于文献综述，研究人员发现尚无可用于同时定量检测阿哌沙班、依度沙班和利伐沙班成品抗凝血药物中元素杂质的方法。元素杂质毒性强且具有致癌性，直接影响药品的质量和疗效。因此，迫切需要开发一种简便、灵敏的分析方法，以同时测定抗凝血药物制剂中包括第1、2A、2B和3类在内的所有有毒元素杂质，从而提升药品质量，直接影响药物治疗效率。本研究旨在开发和验证一种ICP-MS分析程序，用于测定阿哌沙班、依度沙班和利伐沙班抗凝血药物制剂中的24种元素杂质，以确保合规性和患者安全。
二、关键技术方法
研究人员开发并验证了一种基于电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）的分析方法。该方法使用安捷伦（Agilent）7850型四极杆ICP-MS系统，配备Mass Hunter 5.1版本软件进行数据采集和处理。仪器采用石英旋流雾化室、MicroMist同心雾化器、石英炬管和镍制采样锥与截取锥。碰撞/反应池采用八极杆反应系统（Octupole Reaction System，ORS），使用标准氦气模式消除常见的多原子干扰并提高低浓度元素的灵敏度。样品前处理采用微波消解法，使用浓硝酸（HNO3）和浓盐酸（HCl）的组合进行消化。该方法针对的24种元素杂质根据ICH Q3D指南分类，包括第1类（As、Pb、Hg、Cd）、第2A类（Ni、V、Co）、第2B类（Pd、Ir、Os、Tl、Ru、Pt、Au、Se、Ag、Rh）和第3类（Cu、Mo、Li、Sn、Sb、Cr、Ba）。方法验证遵循ICH Q3D指南以及美国药典（USP）通则<233>和<730>的要求。
三、研究结果
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特异性（Specificity）：通过分析空白、样品空白、校准标准溶液以及未加标和定量限（Limit of Quantification，LOQ）加标测试溶液来确认特异性。校准空白的平均每秒计数（Counts Per Second，CPS）响应不超过100%水平标准溶液CPS响应的5%。LOQ加标测试样品溶液的回收率在70%至150%的可接受限度内，证实该方法具有特异性。
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检出限（LOD）和定量限（LOQ）精密度：对所有24种元素杂质评估了低检测和定量限的重复性。分析了10%水平标准溶液用于检出限（Limit of Detection，LOD），30%水平标准溶液用于LOQ。LOQ重复性的相对标准偏差（Relative Standard Deviation，%RSD）均在可接受限度内（不超过20%），证实该方法能够在低水平下可靠地检测和定量元素杂质。
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方法精密度（Method Precision）：通过分析六份在工作浓度水平下的加标样品溶液来评估方法精密度。各元素在六份加标样品中含量的%RSD值均在可接受限度内（不超过20%），证实该方法精密。
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耐用性/中间精密度（Ruggedness/Intermediate Precision）：由不同分析人员在不同日期执行，对六份加标样品溶液进行分析。各元素的%RSD值均在可接受限度内（不超过20%）。方法精密度和中间精密度的累积%RSD也在可接受限度内（不超过25%），证实该方法精密且耐用。
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线性和范围（Linearity and Range）：评估了从LOQ（30%）到250%水平的线性范围。所有24种元素杂质的相关系数（r2）均满足接受标准（大于0.99），表明在该范围内线性关系良好。
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准确性（Accuracy）：通过在已知浓度的LOQ（30%）、100%和200%三个水平下将杂质标准储备液加标到样品溶液中来评估准确性。每个水平制备三份。所有元素杂质的个体回收率和%RSD均在70%–150%的可接受标准内，表明该方法能够准确回收并定量所有24种杂质。
四、讨论与结论
讨论部分总结：本研究成功开发并验证了一种简便可靠的ICP-MS方法，用于检测和定量抗凝血药物制剂（阿哌沙班片、依度沙班片和利伐沙班片）中的痕量有毒元素杂质。样品前处理采用硝酸和盐酸进行消解。基于文献检索，尚无已发表的方法涉及同时测定这些抗凝血药物制剂中的此类杂质，凸显了本工作的新颖性和重要性。该方法的线性结果优异，所有24种元素的相关系数均超过0.99。杂质回收率在可接受限度内（70%–150%）。系统适用性通过校准曲线相关系数高于0.99得到验证。特异性测试确认所有分析物的空白读数均低于100%标准溶液信号的5%。LOQ确定为规格限的30%，证明了方法的高灵敏度。精密度测试显示六次重复测定的%RSD值低于20%，累积%RSD低于25%，表明方法一致、精密且稳健。该方法完全按照USP和ICH指南的要求进行了验证，证明其特异性、灵敏性、精密性、耐用性、准确性和线性俱佳，适用于阿哌沙班片、依度沙班片和利伐沙班片中ICH Q3D分类的第1、2A、2B和3类痕量有毒元素杂质的定量分析，并适用于产品的常规质量控制。
研究结论翻译：一项创新的ICP-MS方法学已根据ICH Q3D以及USP通用章节232、233和730的指南，针对阿哌沙班片、依度沙班片和利伐沙班片抗凝血药物制剂中24种元素杂质（第1类、第2A类、第2B类和第3类）的定量分析进行了有效的开发和验证。新建立的方法被证明是精密、特异、线性、耐用、稳健和准确的，使其成为阿哌沙班片、依度沙班片和利伐沙班片抗凝血药物制剂质量控制的有效且可靠的工具。本研究突显了ICP-MS相较于传统分析技术的优势，特别是其在同时定量24种元素杂质方面卓越的灵敏度以及更低的检测和定量限。该验证方法非常适合用于抗凝血制剂药物产品（如阿哌沙班片、依度沙班片和利伐沙班片）中痕量有毒24种元素杂质的常规分析，确保符合监管标准和产品质量。
