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1、化药质量分析研究室徐伟斌内部培训资料化学药物残留溶剂研究的探讨1 1残留溶剂的概述2 2残留溶剂的确立4 4残留溶剂各标准比较5 5溶剂残留分析方法的选择与建立3 3残留溶剂分类及研究原则6 6溶剂残留分析方法的方法学验证7 7研究结果的分析及质量标准的制定目录ICHICH关于残留溶剂的定义关于残留溶剂的定义n药物中的残留溶剂系指在原料药或辅料的生产工艺中，以及在制剂制备过程中使用过或产生的有机挥发物。它们在实际的生产工艺中未能被完全去除。n由于残留溶剂没有疗效，故所有的残留溶剂应尽可能除去，以符合产品规范、GMP或其它基本的质量要求。简述残留溶剂的研究对象从理论上讲，药物制备过程中所使用从理
2、论上讲，药物制备过程中所使用的有机溶剂均有残留的可能，均应进行残的有机溶剂均有残留的可能，均应进行残留量的研究。但是，药物研发者可以通过留量的研究。但是，药物研发者可以通过对有机溶剂的性质、药物制备工艺等进行对有机溶剂的性质、药物制备工艺等进行分析，提出科学合理的依据，有选择性的分析，提出科学合理的依据，有选择性的对某些溶剂进行残留量研究，故在进行残对某些溶剂进行残留量研究，故在进行残留溶剂研究之前，需要首先对药物中可能留溶剂研究之前，需要首先对药物中可能存在的残留溶剂进行分析，以确定何种溶存在的残留溶剂进行分析，以确定何种溶剂需要进行残留量的检测和控制。剂需要进行残留量的检测和控制。确定残留
3、溶剂时需要考虑的问题原料药中有机残留溶剂与其制备工艺密切相关，同时也需要结合其制剂的临床应用特点来考虑如何对可能残留的溶剂进行研究。原料药制备工艺ABCA合成路线B后续溶剂的影响C中间体的影响制剂及其临床应用特点1剂型、给药途径工艺3剂量、用药周期52处方适应症4pp药品中的残留溶剂药品中的残留溶剂-在原料药、辅料以及制剂在原料药、辅料以及制剂生产中使用的，但在工艺过程中未能完全去除的有生产中使用的，但在工艺过程中未能完全去除的有机挥发性化合物。机挥发性化合物。pp药品中残留溶剂的种类：药品中残留溶剂的种类：6969种种pp分类：按照对人体和环境的危害程度分为分类：按照对人体和环境的危害程度分
4、为4 4类类ICH制定的溶剂残留指导原则第一类溶剂应避免使用的溶剂，为人体致癌物、疑似的人体致癌物或能对环境造成公害的试剂第二类溶剂应限制使用溶剂，为能导致动物非遗传毒性致癌或可能导致其他不可逆毒性反应的试剂第三类溶剂低毒性溶剂，为在药物中以一般量存在时对人体无害的溶剂。残留量一般不高于0.5%第四类溶剂没有足够毒性资料的溶剂，生产厂在使用时应提供这些溶剂在制剂中残留水平的合理性论证报告第一类溶剂第一类溶剂溶剂名称浓度限度（ppm）苯2四氯化碳41，2二氯乙烷51，1-二氯乙烯81，1，1三氯乙烷1500第二类溶剂第二类溶剂溶剂名称浓度限度（ppm）乙腈410氯苯360氯仿60环己烷38801
5、，2二氯乙烯1870二氯甲烷6001，2二甲氧基乙烷100N,N-二甲基乙酰胺1090N,N-二甲基甲酰胺8801，4二氧六环3802乙氧基乙醇160乙二醇62甲酰胺220正己烷290甲醇30002甲氧基乙醇50甲基丁基酮50甲基环己烷1180N-甲基吡咯烷酮530硝基甲烷50吡啶200四氢噻砜160四氢化萘100甲苯8901，1，2三氯乙烯80二甲苯2170四氢呋喃720第三类溶剂第三类溶剂 5000ppm溶剂名称溶剂名称乙酸正庚烷丙酮乙酸异丁酯甲氧基苯乙酸异丙酯正丁醇乙酸甲酯仲丁醇3甲基1丁醇乙酸丁酯丁酮叔丁基甲基醚甲基异丁基酮异丙基苯异丁醇二甲亚砜正戊烷乙醇正戊醇乙酸乙酯正丙醇乙醚异丙醇
6、甲酸乙酯乙酸丙酯甲酸第四类溶剂第四类溶剂溶剂名称溶剂名称1，1二乙氧基丙烷甲基异丙基酮1，1二甲氧基甲烷甲基四氢呋喃2，2二甲氧基丙烷石油醚异辛烷三氯乙酸异丙醚三氟乙酸USP、BP、EP、JP、ChP.现行标准比较nUsp32中的收载残留溶剂，讲述残留溶剂的分类、限度的描述、分析过程、限度以及分析控制方法，分析方法上，将残留溶剂一类和二类分成一组，三类单独一组。其中一类和二类又分成水溶性的、水不溶性的和高沸点的三种，采用三种不同的分析方法；三类溶剂则采用干燥失重法。其他基本上同ICH的基本要求。nBP中的残留溶剂基本上同EP，分析方法采用的两种不同的分析体系，即分析一类溶剂采用方法A，二类采用
7、方法B（方法A、B均为顶空进样，程序升温，毛细管柱，FID)，供试品也分成三种类型：水溶性的、水不溶性的和高沸点的三种，其他基本上同ICH的基本要求。nJP与ICH一致。nChP.（2015）与ChP.（2010）相比较，并无新的修订。残留溶剂测定方法ICH及各国药典推荐使用的方法非专属性多种溶剂混合只能得到所有残留溶剂的总量水分也会干扰测定干燥失重法、热重测定法检测灵敏度低核磁共振光谱法检测灵敏度低,干扰因素多紫外、红外光谱法专属性良好的分离能力高灵敏度气相色谱法进样进样方式方式方式方式固相微萃取固相微萃取检测检测器器器器色色色色谱谱柱柱柱柱直接直接直接直接进样进样顶顶空空空空进样进样填充柱
8、填充柱填充柱填充柱毛毛毛毛细细管柱管柱管柱管柱FIDFIDECDECD静静静静态顶态顶空空空空动态顶动态顶空空空空TCDTCD、FPDFPD、NPDNPD等等等等溶溶溶溶媒媒媒媒n直接进样气相色谱法n优点：方法比较简单、可靠，仅需要是自动进样器，不需要其他装置n缺点：样品本身及样品中含有的不挥发性组分也会被注入到气相色谱中，污染进样口、色谱柱，缩短色谱柱使用寿命；样品基质同时被注入到气相色谱中，在下一次进样前必须使用较高的柱温把这些物质从色谱柱中赶出来，延长了整个分析过程的时间n顶空（静态顶空）n优点：简便、干净、快速、不需要使用大量的有机溶剂且易于实现仪器自动化，药品本身不进入气相色谱，只有
9、易挥发性的残留溶剂等杂质进入气相色谱进行分析n缺点：灵敏度稍低，受多种因素影响（溶剂体系、基质效应等）三种气相色谱法的比较n顶空（动态顶空）n用流动的气体将样品中的挥发性成分“吹扫”出来，再用一个捕集器吸附吹扫出来的物质，然后经热解析将样品送入气相色谱仪进行分析n优点：灵敏度高，比静态顶空至少高1000倍，分析过程中不需要等待气体与样品基质之间的平衡n缺点：样品管较难清洗，重现性比静态顶空低，仪器复杂，不便于推广n固相微萃取技术n灵敏度高，已经逐渐成为药物中残留溶剂分析的新选择顶空气相色谱法及其在残留溶剂测定中的应用现状p顶空气相色谱法(headspacegaschromatography,H
10、S-GC)是用气体对液体或固体样品中挥发性组分进行萃取的一种预处理方法。将含有挥发性组分的样品置于密闭系统中，在一定温度下使样品中挥发性组分在气-液或气-固两相甚至气-液-固三相中的分配达到平衡，然后取凝聚相上端的气体送入气相色谱仪进行分析，即可间接测定样品中的挥发性组分p目前药品管理部门和各国药典推荐使用的检测药品中残留溶剂的最适合技术为静态顶空气相色谱法1物质的专属性2顶空平衡温度3溶剂体系4样品溶液体积5盐析效应顶空灵顶空灵顶空灵顶空灵敏度敏度敏度敏度n残留溶剂检查大多需要较高的分离度和检测灵敏度，通常采用毛细管色残留溶剂检查大多需要较高的分离度和检测灵敏度，通常采用毛细管色谱柱。谱柱。
11、n填充柱口径大，造成溶剂峰扩散，检测灵敏度填充柱口径大，造成溶剂峰扩散，检测灵敏度低低n实践证明，使用非极性至中等极性色谱柱，配合适当柱温梯度可分离大实践证明，使用非极性至中等极性色谱柱，配合适当柱温梯度可分离大部分有机溶剂。通常待查溶剂数目仅两、三种时，可用极性较强的色谱部分有机溶剂。通常待查溶剂数目仅两、三种时，可用极性较强的色谱柱，出峰快，分析时间短；当溶剂数目较多时，还是优选非极性至中等柱，出峰快，分析时间短；当溶剂数目较多时，还是优选非极性至中等极性柱，分离较好。极性柱，分离较好。非极性柱弱极性柱中低极性柱中等极性柱商品名DM-1, DB-1, HP-1, SPB-1, BP-1,
12、SE-30,Rtx-1, ZB-1, AT-1,CP-Sil5CB等DM-5, DB-5,HP-5, SPB-5, BP-5, SE-52,Rtx-5, ZB-5, PE-5,SE-54,CP-Sil8CB等DM-35, DB-35, HP-35,SPB-35, BP-35, Rtx-35, ZB-35, 等DM-1701, HP-1701,SPB-7, ZB-1701,Rtx-1701, CP-Sil19CB等化学成分100二甲基聚硅氧烷5%苯基-甲基聚硅氧烷35%苯基65%甲基聚硅氧烷14%氰苯基86%甲基聚硅氧烷中等/强极性极性柱极性柱商品名DB-225, HP-225,SP-225,
13、BP-225,DB-23，Rtx-225,AT-225, OV225等DB-WAX, HP-INNOWAX,DB-WAXetr,CP-WAX,ZB-WAXDB-FFAP, HP-FFAP,CP- FFAP，OV-3501等化学成分50氰丙基甲基聚硅氧烷聚乙二醇（PEG）硝基对苯二酸改性的聚乙二醇选择原则：溶解样品，并对色谱柱无损选择原则：溶解样品，并对色谱柱无损选择原则：溶解样品，并对色谱柱无损选择原则：溶解样品，并对色谱柱无损坏，不干扰测定。坏，不干扰测定。坏，不干扰测定。坏，不干扰测定。顶空进样溶媒顶空进样溶媒n首选水，其次首选水，其次DMFDMF、DMSODMSO、不挥发酸碱溶液，不可、
14、不挥发酸碱溶液，不可使用盐酸溶液和氨水，可选择在使用盐酸溶液和氨水，可选择在808090 90 加热能加热能溶解样品的试剂。溶解样品的试剂。n如待查成分为苯、甲苯、三氯甲烷等水溶性不好如待查成分为苯、甲苯、三氯甲烷等水溶性不好的溶剂，可采用混合液，即先用少量乙醇或甲醇的溶剂，可采用混合液，即先用少量乙醇或甲醇溶解待查溶剂再用水稀释。溶解待查溶剂再用水稀释。n当待测溶剂在有机相中的分配系数明显大于水相当待测溶剂在有机相中的分配系数明显大于水相（例如三氯甲烷），对顶空进样来说采用有机相（例如三氯甲烷），对顶空进样来说采用有机相如如DMFDMF为溶剂不是很好的选择；如果样品也只能在为溶剂不是很好的选
15、择；如果样品也只能在有机相中溶解，建议采用混合液。有机相中溶解，建议采用混合液。直接进样溶媒直接进样溶媒水、合适的有机溶媒或混合液。对于非极水、合适的有机溶媒或混合液。对于非极性色谱柱，水对柱有影响，会缩短柱的使用性色谱柱，水对柱有影响，会缩短柱的使用寿命。寿命。n色谱柱：初温应接近样品中最轻组分的沸点，而终温则取色谱柱：初温应接近样品中最轻组分的沸点，而终温则取决于最重组分的沸点，升温速率则要依样品的复杂程度。决于最重组分的沸点，升温速率则要依样品的复杂程度。n进样口：一般接近沸点最高的组分，但要低于易分解组分进样口：一般接近沸点最高的组分，但要低于易分解组分的分解温度。常用的条件是的分解温
16、度。常用的条件是200 250。n检测器：原则是避免流出色谱柱的组分冷凝。检测器：原则是避免流出色谱柱的组分冷凝。FID检测器检测器通常设置为通常设置为250 300。nFID（火焰电离）（火焰电离）质量型检测器，适用于质量型检测器，适用于有机物有机物nNPD（热表面电离）（热表面电离）氮氮/磷化合物磷化合物nECD（化学电离）（化学电离）半选择性的检测器，适用于半选择性的检测器，适用于电负性物质（卤代电负性物质（卤代烃）。烃）。n多数情况下，三氯甲烷、多数情况下，三氯甲烷、DMF、DMSO均用均用FID检测，但需采取一些措检测，但需采取一些措施提高检测灵敏度施提高检测灵敏度。n四氯化碳则必须
17、用四氯化碳则必须用ECD检测器检测器。n平行配制两种溶液,制备方法保持一致,这样可以避免基质效应。如果采用研磨、超声、加热等方法增加样品的溶解性,需要通过方法学研究来确证方法的可行性。专属性专属性检测限检测限线性与范围线性与范围定量限定量限重复性重复性中间精密度中间精密度准确度准确度耐用性耐用性方法学验证要求空白无干扰、各溶剂峰之间的分离要求空白无干扰、各溶剂峰之间的分离要求空白无干扰、各溶剂峰之间的分离要求空白无干扰、各溶剂峰之间的分离度因符合要求度因符合要求度因符合要求度因符合要求检测限：根据信噪比（检测限：根据信噪比（检测限：根据信噪比（检测限：根据信噪比（S/NS/NS/NS/N）3
18、3 3 3的相应的相应的相应的相应浓度确定浓度确定浓度确定浓度确定定量限：根据信噪比（定量限：根据信噪比（定量限：根据信噪比（定量限：根据信噪比（S/NS/NS/NS/N）10101010的相应的相应的相应的相应浓度确定浓度确定浓度确定浓度确定线性和范围：在线性和范围：在线性和范围：在线性和范围：在LOQLOQLOQLOQ浓度至不低于浓度至不低于浓度至不低于浓度至不低于150%150%150%150%指标浓指标浓指标浓指标浓度的范围内取几个浓度点进行研究。线性关系度的范围内取几个浓度点进行研究。线性关系度的范围内取几个浓度点进行研究。线性关系度的范围内取几个浓度点进行研究。线性关系以测得的响应
19、信号（峰面积）对被分析物浓度以测得的响应信号（峰面积）对被分析物浓度以测得的响应信号（峰面积）对被分析物浓度以测得的响应信号（峰面积）对被分析物浓度的函数作图，用最小二乘法进行线性回归，至的函数作图，用最小二乘法进行线性回归，至的函数作图，用最小二乘法进行线性回归，至的函数作图，用最小二乘法进行线性回归，至少报告相关系数少报告相关系数少报告相关系数少报告相关系数R R R R来证实良好的线性关系。来证实良好的线性关系。来证实良好的线性关系。来证实良好的线性关系。重复性：配制重复性：配制重复性：配制重复性：配制6 6 6 6个供试品溶液，依法测试，定个供试品溶液，依法测试，定个供试品溶液，依法测
20、试，定个供试品溶液，依法测试，定量限以上的溶剂峰量限以上的溶剂峰量限以上的溶剂峰量限以上的溶剂峰RSDRSDRSDRSD不得小于不得小于不得小于不得小于10%10%10%10%（如采用内（如采用内（如采用内（如采用内标法在标法在标法在标法在RSDRSDRSDRSD不得小于不得小于不得小于不得小于5%5%5%5%）。）。）。）。也可以配制含有也可以配制含有也可以配制含有也可以配制含有100%100%100%100%指标浓度各溶剂的供试品指标浓度各溶剂的供试品指标浓度各溶剂的供试品指标浓度各溶剂的供试品溶液，测定溶液，测定溶液，测定溶液，测定6 6 6 6次来验证。次来验证。次来验证。次来验证。中
21、间精密度：不同实验人员在不同时间使用不中间精密度：不同实验人员在不同时间使用不中间精密度：不同实验人员在不同时间使用不中间精密度：不同实验人员在不同时间使用不同分析仪器重复测试同分析仪器重复测试同分析仪器重复测试同分析仪器重复测试6 6 6 6份样品，要求与重复性份样品，要求与重复性份样品，要求与重复性份样品，要求与重复性试验结果共试验结果共试验结果共试验结果共12121212份样品结果的份样品结果的份样品结果的份样品结果的RSDRSDRSDRSD不得小于不得小于不得小于不得小于10%10%10%10%，以验证中间精密度良好。以验证中间精密度良好。以验证中间精密度良好。以验证中间精密度良好。准
22、确度：通过在供试品中加入准确度：通过在供试品中加入准确度：通过在供试品中加入准确度：通过在供试品中加入80%80%80%80%、100%100%100%100%、120%120%120%120%指标浓度测得的回收率所得，要求回收率指标浓度测得的回收率所得，要求回收率指标浓度测得的回收率所得，要求回收率指标浓度测得的回收率所得，要求回收率在在在在80%80%80%80% 120%120%120%120%之间。之间。之间。之间。一般考察项目：顶空平衡温度、顶空平衡时间、一般考察项目：顶空平衡温度、顶空平衡时间、一般考察项目：顶空平衡温度、顶空平衡时间、一般考察项目：顶空平衡温度、顶空平衡时间、色谱
23、柱温度、柱流量、不同品牌色谱柱、溶液色谱柱温度、柱流量、不同品牌色谱柱、溶液色谱柱温度、柱流量、不同品牌色谱柱、溶液色谱柱温度、柱流量、不同品牌色谱柱、溶液稳定性等。稳定性等。稳定性等。稳定性等。残留溶剂表示方法BAA、允许日接触量B、浓度限度两种表示方法的比较PDE值是绝对值，也就是说无论原料药、辅料和制剂，只要能明确各成分的溶剂残留量，以PDE值来计算是很精确的；而对于某一具体制剂来说，由于很难确定处方中各活性成分和各辅料的残留溶剂水平，因此以浓度限度来计算更为简便，只要日摄入总量不超过10g，就无需进一步计算。综合以上情况并考虑限度表示方式是目前更为简便可行的。当然，在某些原料、辅料或目
24、前国内的实际情况，由于大多数药物的日摄入量不会超过10g（包括活性成分和辅料），浓度制剂的残留溶剂不符合浓度限度时，可根据实际测定的各种残留溶剂量及用法用量计算实际日接触量，并与PDE值比较，如符合限量要求则也属可行。对于第一类溶剂中的苯、四氯化碳、1，2-二氯乙烷、1，1-二氯乙烯，由于其明显的毒性，无论在合成过程中哪一步骤使用，均需将残留量检查订入质量标准，限度需符合规定。通常，可以根据临床前残留溶剂研究的结果制定临床研究用质量标准。为保障临床用药的安全性，一般情况下，对于有残留的有机溶剂，建议将其残留量检查订入临床研究用质量标准，限度需符合规定。第三类溶剂通常，可以根据临床前残留溶剂研究
25、结果制定临床研究用质量标准，一般情况下，对于有残留的有机溶剂，建议将其残留量检查订入该质量标准，限度需符合规定。第一第一类溶溶剂第二第二类溶溶剂第三第三类溶溶剂质量标准制定的一般原则及阶段性要求质量标准制定的一般原则及阶段性要求需要关注的几个问题对于目前尚无足够毒性资料的溶剂,在附录中未列出其PDE值和浓度限制。另外，还有一些在药物制备过程中可能用到的溶剂未在附录中列出。若在药物的制备过程中使用到了这类溶剂，建议药物研发者尽量检索有关的毒性等研究资料，关注其对临床用药安全性和药物质量的影响。在进行检测时，有时可能会出现一些未知的色谱峰，建议对这些未知色谱峰尽量进行定性研究，并进行定量控制。有时
26、候定性研究是比较困难的，建议可参考对未知杂质限量控制的方法，控制未知有机挥发物的总限度。在药物合成过程中，通常会使用多种有机溶剂，目前对残留溶剂的控制基本是控制每种溶剂的残留量不超过各自的浓度限度，也就是说暂时没有考虑多种有机溶剂的综合影响。但由于目前的浓度限度是以每日摄取量为10g计算得到的，而事实上每日摄取量远低于10g，所以目前的控制方法也可行。但当使用的溶剂很多，或残留量较大的情况下，建议关注多种有机溶剂的综合影响。目前，国外有通过控制中间体的第一、二类有机溶剂残留量进而控制终产品质量的方法，这种方法尤其适用于合成路线比较长的产品。国内一般是直接控制终产品的残留溶剂。由于国内对中间体的
27、控制尚很不完善，所以目前仍建议直接控制终产品的质量。但在直接控制比较困难或中间体控制比较完善的时候，也鼓励药物研发者尝试通过多种途径有效地控制终产品的残留溶剂。合成过程中所使用的起始原料可能是已有国家标准的原料药、尚未批准的原料药、化工中间体等。如果采用已有国家标准的原料药作为起始原料，可参考国家标准对其进行残留溶剂的控制。若国家标准中未控制残留溶剂，建议根据起始原料的制备工艺，对可能存在的残留溶剂一并在终产品中进行控制。如果采用尚未批准的原料药、化工中间体等作为起始原料，建议根据起始原料的制备工艺，对可能存在的残留溶剂一并在终产品中进行控制。在制剂制备过程中，有时也会使用到有机溶剂，如包衣过程，透皮制剂制备、脂质体的制备等。建议在制剂的质量研究中，也对涉及到的有机溶剂进行残留量的研究和控制。 辅料作为制剂的重要组成部分，其残留溶剂情况直接影响制剂的质量。 对于新研发的辅料，其残留溶剂的研究与前述原料药的残留溶剂的研究是一致的。对于目前制剂中经常使用的常规辅料的残留溶剂情况及其对制剂质量的影响，建议逐步予以关注。
