默克密理博药用胶囊中铬等重金属检测实验用水方案

默克生命科学

2012.5.14

——帮助您的QC实验室达到高“水”平

1. 超纯水机——铬等重金属检测的必备工具
     毒胶囊来袭，你准备好了吗？国家药监局明确要求明胶、胶囊类药品生产企业必须逐批严格检验原辅料和产品，各企业应当具备自行检测铬等重金属元素的能力。原子吸收光谱仪（AAS）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）等仪器已成为这场胶囊保卫战中最有效的武器。而这些武器能否有效发挥作用，“实验用超纯水”是关键。

    考虑到药典和国标对铬等重金属检测的要求，TOC检查用水的规定，高效液相色谱（HPLC）的用水要求，以及新版GMP对QC实验室质量管理的规范，QC实验室用水的选择越来越受到药企的重视。超纯水机的正确选择与使用也成为制药实验室检测能力建设的关键。

2. 实验用水的选择——法规和分析仪器对实验用水的要求
    根据《中国药典》以及国家标准法规的要求，明胶、胶囊中的铬等重金属的检测主要采用AAS、ICP-AES或ICP-MS的方法。目前多数企业和药检单位选择采用AAS；ICP-AES具有速度快、可同时检测多种重金属元素、灵敏度高等优势，也将会在今后的检测中广泛应用。无论是AAS，ICP-AES还是ICP-MS，对于实验用水都有严格的要求：

原子吸收光谱仪用水要求
    对于重金属检测的石墨炉AAS方法，近年国内外新发布的相关国家标准（食品安全）都要求使用一级水（超纯水）作为试剂用水。胶囊中铬的检测多数采用石墨炉原子吸收光谱的方法，因此应选择使用一级水（超纯水）。另一方面，各原子吸收光谱仪生产厂商都对试剂用水也有严格要求，从厂商的仪器应用介绍、检测方案及维护指南中均可以看到对实验用超纯水的水质要求。

ICP-AES、ICP-MS用水要求
    ICP-AES及ICP-MS为2010版中国药典附录中新增方法，药典明确要求这两类方法试验用水的电导率应小于0.056 μS/cm，即电阻率大于18MΩ（25℃）的超纯水；相关国家标准也都要求使用一级超纯水。在使用ICP-MS进行痕量、超痕量级元素检测时，还应选择经过特殊精致处理的超纯水。

纯化水、去离子水及蒸馏水能否满足要求？

表1 不同实验用水对比表

水质指标	纯化水	去离子水	蒸馏水	Milli-Q超纯水
电导率	< 5.1 μS/cm(25℃)	0.2-200 μS/cm(25℃)	1-200 μS/cm(25℃)	< 0.056 μS/cm(25℃)
总有机碳（TOC）	< 500 μg/L(ppb)	200-1000 μg/L(ppb)	80-600 μg/L(ppb)	< 5 μg/L(ppb)*
评估	纯化水的电导率和TOC指标尚未达到一级水的要求（也未达到已二级水要求），水中离子和有机物浓度较高，不适合用于AAS等仪器分析。	去离子水对水中的大部分离子进行了去除，但有机物、颗粒物及细菌的污染较高，且水质一致性、稳定性差，溯源性和质量控制无法说清。应避免使用去离子水进行检测。	蒸馏水虽然对各种污染物都有较好的去除，但各指标均未达到一级水要求。且水质一致性、稳定性差，溯源性和质量控制无法说清。应避免使用去离子水进行检测。	Milli-Q超纯水各指标均优于一级水要求，水质稳定，具有溯源性并可实时监控。是AAS、ICP、ICP-MS以及HPLC实验用水的最佳解决方案。

* Milli-Q Integral或Elix+Milli-Q Advantage A10产水

QC实验室不仅使用AAS或ICP等仪器检测重金属，而且还需进行大量的HPLC检测和TOC检测，对水中的离子浓度和有机物浓度都有严格要求。因此，推荐QC实验室的用水的指标为
电导率 < 0.056 μS/cm(25℃)，即电阻率 > 18 MΩ（25℃）
TOC < 5 ppb
细菌 < 1 cfu/mL
颗粒物(0.22 μm) < 1 个/mL

3. 实验用水对重金属分析的影响
在采用AAS、ICP-AES以及ICP-MS进行重金属分析过程中，超纯水主要用于空白样品对照、标准溶液配置、样品前处理、仪器运行及清洗用水。由于石墨炉AAS、ICP-AES以及ICP-MS都拥有非常低的检测限和极高的仪器灵敏度，水中少量的污染物也会对分析结果以及仪器自身性能造成影响，容易产生各种风险和麻烦。

离子——导致空白值高，存在光谱干扰及化学干扰，影响检测的准确度、精密度及重复性。污染分析仪器，产生不同程度背景干扰；
颗粒——易对石墨炉、雾化器及管路造成损坏，影响仪器性能和寿命；
有机物——易形成有机金属化合物，影响检测准确度，同时易引起积碳，影响仪器性能。

图1 不同实验用水品质对AAS检测结果的影响

图注： AAS测定水中的铬，上图为采用某地不同时期纯化水进行多次试验获得的标准工作曲线，线性欠佳，相关系数r< 0.995，重复性和一致性差；下图为采用Milli-Q超纯水获得的曲线，线性好，相关系数r≥ 0.9999，重复性和一致性高。

4. 默克密理博超纯水机技术特点介绍

性能卓越的特制离子交换树脂
离子交换树脂的品质直接影响到离子去除效果和水质稳定性。默克密理博采用专门定制的Jetpore®优质离子交换树脂去除水中离子杂质，同时所选的材质经过严格经验，具有动力学结合性能好、容量高、超低有机污染物溶出等特点，特别为超纯水设备而定制。

图2 放大后的离子交换树脂对比图
图注：左图为默克密理博采用的Jetpore®优质离子交换树脂，右图为常规离子交换树脂。

优异的超纯水水质

表2 超纯水中常见重金属元素含量检测表

元素	符号	采用AAS检测		采用ICP-MS检测
元素	符号	AAS检出限(ppt)	**Milli-Q产水(ppt)***	ICP-MS检出限(ppt)	**Milli-Q产水(ppt)***
铬	Cr	100	未检出 (ND)	0.12	3
砷	As	100	未检出 (ND)	0.48	4
镉	Cd	10	未检出 (ND)	0.08	2
铅	Pb	100	未检出 (ND)	0.07	0.5

* 该实验数据为洁净间环境中进行单次实验的结果，不代表仪器指标，仅供参考。

全面的水质监控和验证服务
具有全面的水质监控体系，配置精密的电导率、TOC在线检测、流量及温度等检测装置，同时TOC以及电导率检测仪符合USP及中国药典的要求，并且可提供校验服务。Milli-Q超纯水系统符合GMP规范，可提供全面的3Q验证服务，满足药厂进出口业务的需要。

Millitrack——满足未来QC实验室对远程网络化监控和管理的需求
通过配置Millitrack产品可实现完美的远程监控和网络化管理，符合法规要求。兼容LIMS,ELN,SDMS/ECM等实验室数据管理系统，数据管理畅行无忧。

满足痕量及超痕量元素分析的Q-POD Element
配置Q-POD Element精制器，可提供ppt或亚ppt级超纯水，适用于ICP-MS等元素分析仪器。

5. 默克密理博超纯水方案介绍
推荐方案一：带有Q-POD 独立取水单元的超纯水旗舰产品 Milli-Q Advantage A10
推荐方案二：新一代纯水/超纯水一体化智能系统 Milli-Q Integral

（更多型号可咨询所在区域默克密理博的销售技术人员或拨打400-889-1988）

6. 默克密理博金属铬检测试剂包
默克密理博实验室解决方案部门提供各种高品质的金属离子标液及高纯化学试剂，其中ICP和AAS标准溶液可溯源到NIST提供的标准物质，每个包装均附有分析报告。针对胶囊中重金属铬的检测，Merck Millipore可提供如下试剂耗材

序号	名称	货号	备注
1	高纯硝酸	1.01799.1000	优级纯
1	高纯硝酸	1.00441.1000	超纯
2	铬标液	1.19779.0500	AAS标液
2	铬标液	1.70312.0100	ICP标液
3	重铬酸钾	1.02403.0080	基准物质
4	磷酸二氢铵	1.01126.0500	优级纯
5	PFA容量瓶	36208BR	痕量分析专用

更多离子标液或其他试剂耗材，请联系默克密理博（400-889-1988）。

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周锦帆