Đánh giá phương pháp ICP-MS trên hệ thống Agilent 7850 tuân thủ các tiêu chuẩn USP <232> / <233> và ICH Q3D (R2)/Q2(R2)

Tác giả: Bian Yulan and Li Shuping, Agilent Technologies, Inc.
Giới thiệu
Các chất chủ vận thụ thể glucagon-like peptide-1 (GLP-1) là nhóm thuốc đang phát triển mạnh, được sử dụng để điều trị tiểu đường type 2 và kiểm soát cân nặng dài hạn. Trong khi nhiều loại thuốc thuộc nhóm này đã được phê duyệt và sử dụng qua đường tiêm dưới da, nhưng các dạng bào chế dùng đường uống đang thu hút sự quan tâm đáng kể cả về mặt lâm sàng lẫn thương mại. Tuy nhiên, việc công thức hóa các liệu pháp dựa trên peptid thành dạng thuốc rắn dùng cho đường uống làm gia tăng độ phức tạp trong quá trình sản xuất, bao gồm các yêu cầu về sử dụng các chất tăng cường khả năng thấm, tá dược và vật liệu bao phim. Mỗi thành phần này đều là các nguồn tiềm ẩn gây nhiễm tạp chất nguyên tố. Các cơ quan quản lý ở cấp quốc gia hoặc quốc tế có trách nhiệm đảm bảo các sản phẩm dược phẩm vừa mang lại hiệu quả, vừa an toàn khi sử dụng. Việc kiểm soát các tạp chất nguyên tố trong sản phẩm thuốc được quy định bởi Hướng dẫn của ICH đối với Tạp chất Nguyên tố, Bản sửa đổi 2 (Q3D(R2)) và Dược điển Hoa Kỳ (USP)<232>/<233> (Tạp chất Nguyên tố — Giới hạn và Quy trình), sử dụng các phương pháp phân tích thiết bị dựa trên kỹ thuật ICP-OES hoặc ICP-MS.
Các tài liệu của USP phân loại 24 tạp chất nguyên tố thành ba nhóm dựa trên độc tính và xác suất xuất hiện, đồng thời quy định về mức phơi nhiễm cho phép hàng ngày (PDE) được quy định theo cách sử dụng. Việc thẩm định phương pháp phân tích tuân theo hướng dẫn ICH Q2(R2) (Thẩm định các quy trình phân tích, 2023) và USP <1225> (Thẩm định các quy trình trong Dược điển), với các tiêu chí về độ thích hợp của hệ thống được quy định tại USP <233>. ICH Q2(R2) đưa ra các hướng dẫn cập nhật cho thẩm định quy trình phân tích, áp dụng cho các sản phẩm có nguồn gốc từ sinh học và công nghệ sinh học. Hướng dẫn sửa đổi này gồm những chỉ dẫn rõ ràng hơn đối với các liệu pháp điều trị phức tạp, chẳng hạn như các thuốc sinh học dựa trên peptid (bao gồm cả các chất chủ vận thụ thể GLP-1) – một lĩnh vực chưa được đề cập cụ thể trong khuôn khổ Q2(R1) trước đây.
Nghiên cứu này đã phát triển và thẩm định một phương pháp phân tích tuân theo các hướng dẫn USP <232>/<233> và ICH Q3D(R2)/Q2(R2). Bằng việc sử dụng thiết bị Agilent 7850 ICP-MS, phương pháp cho phép định lượng chính xác hàm lượng của 24 nguyên tố được kiểm soát trong viên nén. Thiết bị được trang bị buồng va chạm tích hợp thuộc hệ thống phản ứng bát cực thế hệ thứ tư (Octopole Reaction System-ORS⁴); hệ thống này được vận hành ở chế độ khí helium (He) nhằm triệt tiêu hiệu quả các nhiễu đa nguyên tử có thể ảnh hưởng đến các chất cần phân tích từ nền mẫu. Dữ liệu đã được đánh giá độ trôi/độ ổn định, khả năng phát hiện, độ chụm (độ lặp lại và độ chụm trung gian), tính đặc hiệu, độ chính xác và tính tuyến tính.
Thực nghiệm
Các thử nghiệm về độ ổn định của hệ thống
Các quy trình chuẩn bị mẫu và thẩm định phương pháp theo quy định USP <233> được áp dụng để đánh giá độ phù hợp của phương pháp trên thiết bị Agilent 7850 ICP-MS.
Hàm lượng tạp chất nguyên tố tối đa cho phép theo quy định được biểu thị dưới dạng mức độ cho phép phơi nhiễm hằng ngày tối đa (PDE). Đối với các mẫu cần trải qua quá trình phân hủy hoặc pha loãng trước khi phân tích, giới hạn PDE (tính bằng μg/ngày) phải được chuyển đổi thành giới hạn nồng độ (tính bằng μg/L) tương ứng với mẫu đã được chuẩn bị. Nồng độ mục tiêu này—được gọi là "giá trị J"—xác định giới hạn nồng độ tối đa cho phép của chất phân tích trong dung dịch mẫu. Giá trị này được tính toán như sau:
J = PDE/(Tổng độ pha loãng × Liều dùng tối đa hàng ngày )
Do chế phẩm thuốc GLP-1 được sử dụng theo đường uống, các giới hạn PDE đối với đường uống được quy định trong ICH Q3D(R2) và USP <232> được sử dụng làm giới hạn tham chiếu. Các giá trị J của 24 nguyên tố thuộc diện kiểm soát được trình bày trong Bảng 1, cùng với giới hạn phát hiện của thiết bị (IDL) tương ứng cho từng nguyên tố. Các giá trị J cao hơn ít nhất 500 lần so với IDL cho thấy hệ thống ICP-MS Agilent 7850 có độ nhạy đáp ứng tốt yêu cầu của phép phân tích này. Giá trị J được dùng để xác định khoảng nồng độ đường chuẩn (0.5-1.5J), giá trị thêm chuẩn đánh giá giới hạn phát hiện ( 0.8J) và khoảng nồng độ đánh giá độ thu hồi (50-150% J). Phần mềm Agilent ICP-MS MassHunter tự động tính giá trị J cho từng chất phân tích dựa trên dạng bào chế thành phẩm và hệ số pha loãng, loại bỏ việc tính toán thủ công và đơn giản hóa quá trình từ chuẩn bị mẫu đến thu được kết quả phù hợp yêu cầu.
Bảng 1. Các giá trị PDE, giá trị J và IDL đối với 24 nguyên tố được kiểm soát dùng cho đường uống (độ pha loãng 2500 lần; liều tối đa 1 g/ngày).
| ICH/USP Class | Nguyên tố | Mass | PDE đường uống (µg/ngày) | Giá trị J (µg/L, ppb) | 7850 ICP-MS IDLs* (ng/L, ppt) |
|---|---|---|---|---|---|
| Class 1 | As | 75 | 15 | 6 | 12.18 |
| Cd | 111 | 5 | 2 | 0.28 | |
| Hg | 202 | 30 | 12 | 1.82 | |
| Pb | 208 | 5 | 2 | 1.81 | |
| Class 2A | Co | 59 | 50 | 20 | 0.72 |
| V | 51 | 100 | 40 | 14.39 | |
| Ni | 60 | 200 | 80 | 0.65 | |
| Class 2B | Tl | 205 | 8 | 3.2 | 0.16 |
| Au | 197 | 300 | 120 | 19.82 | |
| Pd | 105 | 100 | 40 | 0.72 | |
| Ir | 193 | 100 | 40 | 1.24 | |
| Os | 189 | 100 | 40 | 4.22 | |
| Rh | 103 | 100 | 40 | 0.46 | |
| Ru | 101 | 100 | 40 | 0.61 | |
| Se | 78 | 150 | 60 | 15.65 | |
| Ag | 107 | 150 | 60 | 1.51 | |
| Pt | 195 | 100 | 40 | 0.34 | |
| Class 3 | Li | 7 | 550 | 220 | 23.14 |
| Sb | 121 | 1,200 | 480 | 22.89 | |
| Ba | 137 | 1,400 | 560 | 5.79 | |
| Mo | 97 | 3,000 | 1,200 | 10.51 | |
| Cu | 63 | 3,000 | 1,200 | 8.38 | |
| Sn | 118 | 6,000 | 2,400 | 3.16 | |
| Cr | 52 | 11,000 | 4,400 | 3.52 |
*Các giá trị IDL được tính toán từ các đường chuẩn (3 lần độ lệch chuẩn (SD) của nồng độ mẫu trắng chuẩn, n=3).
Xử lý mẫu
USP <233> quy định bốn phương thức xử lý mẫu: mẫu nguyên trạng, dung dịch nước trực tiếp, dung dịch hữu cơ trực tiếp và dung dịch gián tiếp. Do viên uống GLP-1 không tan trực tiếp, phương pháp dung dịch gián tiếp đã được áp dụng. Phương pháp vô cơ hóa bằng acid đậm đặc trong lò vi sóng được sử dụng để phá mẫu.
Nghiên cứu được tiến hành trên 6 mẫu riêng biệt. Tiến hành cân 0,2 g mẫu bột từ viên nén đã được nghiền và đồng nhất vào bình phản ứng, sau đó thêm 6 mL HNO3 đậm đặc và 2 mL HCl đậm đặc. Các mẫu sau đó được vô cơ hóa bằng hệ thống phá hủy mẫu bằng vi sóng trong bình kín MARS 6 (CEM Corporation, Hoa Kỳ).
Chương trình gia nhiệt được trình bày trong Bảng 2. Tỷ lệ HNO3:HCl là 3:1 đảm bảo phân hủy hiệu quả nền hữu cơ, đồng thời HCl giúp ổn định thủy ngân (Hg) và các nguyên tố nhóm bạch kim (platinum group elements-PGEs) trong dung dịch. Sau khi làm nguội xuống dưới 50 °C, dung dịch thu được (dạng trong suốt) được pha loãng đến thể tích cuối cùng là 500 mL bằng hỗn hợp 3% HNO3/1% HCl, tạo ra hệ số pha loãng tổng là 2500. Hai mẫu trắng cũng được xử lý trong cùng điều kiện với các mẫu thử để kiểm tra nguy cơ nhiễm bẩn trong quá trình xử lý mẫu.
Bảng 2. Chương trình phá hủy bằng vi sóng cho xử lý mẫu viên nén GLP-1 dùng đường uống.
| Giai đoạn | Nhiệt độ (°C) | Thời gian(Phút) | Chế độ |
|---|---|---|---|
| 1 | 200 | 15 | Ramp |
| 2 | 200 | 15 | Hold |
| 3 | Vent and cool |
Với mỗi mẫu, chuẩn hỗn hợp gồm 24 nguyên tố được pha từ Agilent ICH Q3D & USP 232 Orals Kit_v2. Chuẩn được thêm vào mẫu sau khi phân hủy ở các mức 0,5; 0,8; 1,0 và 1,5 lần giá trị J, dựa trên giới hạn PDE đối với thuốc dùng đường uống
Thiết bị
Các tạp chất nguyên tố được xác định bằng thiết bị Agilent 7850 ICP-MS tích hợp buồng va chạm ORS⁴, điều khiển thông qua phần mềm Agilent ICP-MS MassHunter. Thiết bị được trang bị hệ thống nạp mẫu tiêu chuẩn bao gồm đầu phun sương đồng trục bằng thủy tinh loại MicroMist, buồng phun bằng thạch anh, đầu đốt (torch) bằng thạch anh với ống dẫn mẫu có đường kính trong (ID) 2,5 mm, cùng các nón lấy mẫu và nón skimmer bằng nickel. Sử dụng hệ thống nạp mẫu tự động Agilent SPS 4 để đưa mẫu vào thiết bị.
Chọn phương pháp đã cài đặt sẵn ICH/USP trong phần mềm ICP-MS MassHunter, phần mềm này tự động thiết lập các thông số vận hành dựa trên danh sách nguyên tố mục tiêu và áp các tiêu chí kiểm soát chất lượng (QC) phù hợp với giới hạn PDE dành cho dạng bào chế đường uống. Các thông số thiết bị chính được sử dụng trong nghiên cứu này được tóm tắt ở Bảng 3.
Tất cả các nguyên tố được đo ở chế độ He; chế độ này sử dụng kỹ thuật phân biệt năng lượng động học (KED) để giảm thiểu cản nhiễu do các ion đa nguyên tử gây ra. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả đối với các nền mẫu có chứa clorua, lúc chế độ ORS⁴ He KED giúp triệt tiêu các ion gốc clorua (Ví dụ, ArCl+, vốn gây nhiễu phép đo 75As+), qua đó cho phép sử dụng HCl để ổn định mẫu.
HCl giúp cải thiện độ ổn định hóa học của Hg và các kim loại nhóm bạch kim (PGE), đồng thời tăng cường độ ổn định của các chất phân tích như osmium (Os) ở nồng độ cao hơn.
Vì chế độ He KED mang lại phương pháp tiếp cận mạnh mẽ và không đặc hiệu để kiểm soát nhiễu đa nguyên tố, nó cũng cho phép sử dụng các đồng vị thứ cấp (đồng vị xác nhận) để xác nhận khi định danh chất phân tích và cả độ chính xác của kết quả, tuân thủ các hướng dẫn ICH Q2(R2), USP <233> và USP <1225>.
Bảng 3. Các thông số vận hành của hệ thống Agilent 7850 ICP-MS.
| Thông số | Cài đặt |
|---|---|
| Plasma Mode | General Purpose |
| RF Power (W) | 1550 |
| Spray Chamber Temperature (°C) | 2 |
| Sampling Depth (mm) | 10 |
| Nebulizer Gas Flow (L/min) | 1.03 |
| Lens Tune | Autotune |
| Cell Mode | Helium |
| He Gas Flow (mL/min) | 4.3 |
| KED (V) | 5 |
Các tham số tô nền xanh nhạt được xác định trước khi chọn cài đặt plasma đa năng (General Purpose).
Kết quả và thảo luận
Trước khi được sử dụng cho các quy trình xác định giới hạn hoặc định lượng, thiết bị và phương pháp phân tích phải đáp ứng các tiêu chí về hiệu năng được quy định trong ICH Q2(R2) và USP <233>. Tính phù hợp của hệ thống—được xác nhận thông qua việc chứng minh duy trì được kết quả ổn định (độ trôi ≤ 20%) trong suốt quá trình phân tích—phải được chứng thực ngay trong ngày thực hiện phân tích.
Ngoài ra, USP <233> yêu cầu phải thẩm định quy trình để chứng minh sự phù hợp với mục đích sử dụng, bao gồm: khả năng phát hiện, độ chụm và tính đặc hiệu đối với các quy trình xác định giới hạn; cùng với độ chính xác, độ chụm/ độ lặp lại, độ chụm trung gian (độ vững bền), tính đặc hiệu, giới hạn định lượng, tính tuyến tính và khoảng xác định (được chứng minh trong phạm vi 0,5–1,5 J) đối với các quy trình định lượng.
Kiểm tra độ trôi và độ ổn định QC
Độ ổn định là một yêu cầu thiết yếu về độ phù hợp của hệ thống. Sự trôi tín hiệu được đánh giá bằng cách so sánh kết quả thu từ mẫu chuẩn ở mức 1,5 J được phân tích trước và sau quá trình phân tích mẫu; hệ thống được coi là đạt yêu cầu khi độ trôi không vượt quá ±20% đối với mỗi nguyên tố đích.
Mẫu chuẩn 1,5 J này cũng đóng vai trò là mẫu kiểm soát chất lượng (QC) và được phân tích sau mỗi 15 mẫu và xuyên suốt đợt chạy mẫu kéo dài tám giờ.
Như trong hình 1, kết quả kiểm tra độ trôi ở 1,5 J vẫn duy trì trong khoảng 90% đến 110% xuyên suốt quá trình chạy kéo dài tám giờ, qua đó chứng minh hiệu năng ổn định lâu dài của thiết bị 7850 ICP-MS.

Hình 1. Độ trôi phù hợp của hệ thống và kiểm tra độ ổn định QC với mẫu chuẩn 1,5 J trong suốt quá trình chạy mẫu kéo dài tám giờ.
Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của từng nguyên tố qua bảy lần kiểm tra QC đều thấp hơn 2,6% và dưới 1% đối với một số nguyên tố quan trọng thuộc Nhóm 1 và Nhóm 2A, bao gồm arsen (As), thủy ngân (Hg), chì (Pb) và nickel (Ni) (Bảng 4).
Nhìn chung, kết quả về độ trôi và độ ổn định QC đã khẳng định tính phù hợp của hệ thống cho ứng dụng này.
Quy trình giới hạn
Khả năng phát hiện
Theo USP <233>, khả năng phát hiện được biểu thị bằng cách đo các mẫu thêm chuẩn ở mức 1 J và 0,8 J, sau đó so sánh kết quả với mẫu tiêu chuẩn 1 J. Cần đáp ứng hai tiêu chí: (1) nồng độ trung bình của ba mẫu thêm chuẩn 1 J (được chuẩn bị độc lập) phải nằm trong khoảng ±15% so với nồng độ đo được của mẫu tiêu chuẩn 1 J, và (2) nồng độ trung bình của các mẫu thêm chuẩn 0,8 J phải thấp hơn nồng độ đo được của mẫu tiêu chuẩn 1 J.
Cả hai tiêu chí chấp nhận đều được đáp ứng đối với tất cả 24 nguyên tố. Tỷ lệ thu hồi của các mẫu thêm chuẩn ở mức 1 J so với mẫu tiêu chuẩn 1 J nằm trong khoảng từ 88,6% đến 105,0%, hoàn toàn nằm trong giới hạn cho phép ±15%. Tỷ lệ giữa mẫu thêm chuẩn 0,8 J và mẫu tiêu chuẩn 1 J dao động từ 76,9% đến 81,0%, xác nhận khả năng phát hiện tại giới hạn quy định (Bảng 5).
Bảng 4. Độ ổn định QC đối với tất cả các nguyên tố được kiểm soát ở mức 1,5 J trong quá trình chạy kéo dài tám giờ.
| Nguyên tố | RSD (%) (n=7) | Nguyên tố | RSD (%) (n=7) |
|---|---|---|---|
| Li | 1.25 | Ag | 1.56 |
| V | 1.15 | Cd | 1.49 |
| Cr | 0.83 | Sn | 1.27 |
| Co | 1.02 | Sb | 0.86 |
| Ni | 0.75 | Ba | 0.69 |
| Cu | 0.96 | Os | 0.73 |
| As | 0.64 | Ir | 0.60 |
| Se | 1.86 | Pt | 0.68 |
| Mo | 1.62 | Au | 2.25 |
| Ru | 2.56 | Hg | 0.93 |
| Rh | 1.38 | Tl | 0.48 |
| Pd | 1.97 | Pb | 0.52 |
Độ chụm (Độ lặp lại)
USP <233> quy định rằng giá trị RSD đối với sáu mẫu thêm chuẩn ở mức 1 J và được chuẩn bị độc lập (n=6) không được vượt quá 20%. Như trình bày trong Bảng 5, kết quả về độ chụm đối với tất cả 24 nguyên tố đều có giá trị RSD ≤ 2% (n=6), vượt xa tiêu chí chấp nhận.
Độ chụm trung gian
Độ chụm trung gian được đánh giá bằng cách kết hợp hai bộ mẫu (mỗi bộ gồm sáu mẫu độc lập được thêm chuẩn ở mức 1 J, tổng cộng n=12) do các phân tích viên khác nhau thực hiện vào những ngày khác nhau. ICH Q2(R2) định nghĩa độ chụm trung gian là sự biến thiên trong nội bộ phòng thí nghiệm, được đánh giá dựa trên các yếu tố như ngày thực hiện, nhân viên phân tích và thiết bị. Kết quả về độ chụm trung gian cho thấy giá trị RSD ≤ 3,2% (n=12) đối với tất cả các nguyên tố (Bảng 5); điều này khẳng định tính vững bền của phương pháp và tạo cơ sở vững chắc cho việc theo dõi hiệu năng trong suốt vòng đời của thuốc.
Bảng 5. Kết quả về khả năng phát hiện, độ chụm và độ chụm trung gian.
| Nguyên tố | Mass | Giá trị 1 J (µg/L) | Mẫu Chuẩn 1 J (µg/L) | Thêm chuẩn 1 J (µg/L) | Hiệu suất thu hồi (%) | Thêm chuẩn 0.8 J (µg/L) | 0.8 J/1 J % | RSD% (n=6) | RSD% (n=12) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Li | 7 | 220 | 218 | 210 | 96.3 | 168 | 80.0 | 0.99 | 2.38 |
| V | 51 | 40 | 39.9 | 39.3 | 98.5 | 31.4 | 79.9 | 0.89 | 0.68 |
| Cr | 52 | 4,400 | 4,368 | 4,344 | 99.5 | 3,443 | 79.3 | 0.93 | 1.33 |
| Co | 59 | 20 | 19.9 | 19.5 | 98.0 | 15.4 | 79.0 | 0.76 | 0.64 |
| Ni | 60 | 80 | 79.8 | 77.7 | 97.4 | 61.5 | 79.2 | 0.68 | 0.66 |
| Cu | 63 | 1,200 | 1,194 | 1,172 | 98.2 | 924 | 78.8 | 1.17 | 1.09 |
| As | 75 | 6 | 6.03 | 6.05 | 100.3 | 4.75 | 78.5 | 1.05 | 1.40 |
| Se | 78 | 60 | 61.9 | 62.1 | 100.3 | 48.9 | 78.7 | 1.66 | 1.70 |
| Mo | 97 | 1,200 | 1,218 | 1,194 | 98.0 | 954 | 79.9 | 1.30 | 1.63 |
| Ru | 101 | 40 | 40.8 | 38.6 | 94.6 | 30.8 | 79.8 | 1.05 | 1.35 |
| Rh | 103 | 40 | 41.2 | 38.9 | 94.4 | 31.5 | 81.0 | 1.03 | 1.78 |
| Pd | 105 | 40 | 39.9 | 38.5 | 96.5 | 29.6 | 76.9 | 1.91 | 2.68 |
| Ag | 107 | 60 | 63.9 | 56.6 | 88.6 | 43.5 | 76.9 | 1.88 | 2.51 |
| Cd | 111 | 2 | 2.06 | 1.94 | 94.2 | 1.56 | 80.4 | 1.17 | 2.15 |
| Sn | 118 | 2,400 | 2,448 | 2,391 | 97.7 | 1,901 | 79.5 | 1.13 | 1.55 |
| Sb | 121 | 480 | 490 | 485 | 99.0 | 388 | 80.0 | 1.05 | 1.44 |
| Ba | 137 | 560 | 573 | 557 | 97.2 | 444 | 79.7 | 1.23 | 1.71 |
| Os | 189 | 40 | 39.9 | 40.3 | 101.0 | 31.7 | 78.7 | 1.32 | 1.16 |
| Ir | 193 | 40 | 40.0 | 40.9 | 102.3 | 32.0 | 78.2 | 0.35 | 1.91 |
| Pt | 195 | 40 | 39.2 | 39.2 | 100.0 | 31.0 | 79.1 | 0.70 | 3.15 |
| Au | 197 | 120 | 119 | 125 | 105.0 | 100 | 80.0 | 0.72 | 1.27 |
| Hg | 202 | 12 | 12.0 | 12.2 | 101.7 | 9.60 | 78.7 | 0.54 | 1.20 |
| Tl | 205 | 3.2 | 3.18 | 3.20 | 100.6 | 2.52 | 78.8 | 0.66 | 0.72 |
| Pb | 208* | 2 | 1.99 | 2.04 | 102.5 | 1.63 | 79.9 | 0.53 | 1.01 |
Vuốt hoặc cuộn ngang bảng để xem đầy đủ các cột.
* Chì (Pb) được định lượng bằng cách sử dụng phương trình hiệu chỉnh tích hợp trong ICP-MS MassHunter, phương trình này cộng tổng các tín hiệu của 206Pb, 207Pb, và 208Pb. Phương pháp này bù trừ cho sự biến thiên tự nhiên về độ giàu của đồng vị chì (Pb) – vốn bắt nguồn từ cơ chế sinh ra các đồng vị này từ quá trình phân rã phóng xạ – qua đó đảm bảo xác định chính xác tổng hàm lượng chì, bất kể nguồn gốc địa chất của chì trong mẫu hay mẫu tiêu chuẩn.
Độ đặc hiệu
Theo hướng dẫn ICH Q2(R2), độ đặc hiệu (hay còn gọi là độ chọn lọc) là khả năng của quy trình phân tích trong việc xác định một cách chính xác và không mơ hồ chất phân tích mục tiêu khi có mặt các thành phần dự kiến hiện diện, bao gồm nền mẫu, các sản phẩm sau phá hủy và các chất phân tích khác. Đối với ICP-MS, độ đặc hiệu vốn dĩ đã được đảm bảo nhờ nguyên lý đo lường: mỗi nguyên tố được phát hiện dựa trên khối lượng đồng vị đặc trưng, không bị chồng lấp trực tiếp bởi bất kỳ nguyên tố nào khác. Các nhiễu ion đa nguyên tử thường gặp như 40Ar35Cl+ lên 75As và 40Ar40Ar+ lên 80Se được loại bỏ hiệu quả nhờ buồng va chạm ORS⁴ sử dụng khí He và kỹ thuật KED.
Chế độ He là chế độ đa dụng, đồng thời cho phép sử dụng các đồng vị thứ cấp hoặc đồng vị bổ trợ đối với hầu hết các nguyên tố. Các đồng vị bổ trợ này cung cấp thêm cơ sở xác nhận danh tính và nồng độ của chất phân tích, qua đó đáp ứng các yêu cầu của USP <233> và ICH Q2(R2) về việc đánh giá chất phân tích mà không gây nhầm lẫn.
Độ tương hợp tốt giữa các kết quả đồng vị chính và đồng vị bổ trợ đã được xác nhận đối với một số nguyên tố (Bảng 6).
Bảng 6. So sánh kết quả đồng vị chính và đồng vị định danh đối với các nguyên tố được chọn trong mẫu thêm chuẩn mức 1,0 J.
| Nguyên tố | Đồng vị chính | Nồng độ (µg/L) | Đồng vị bổ trợ | Nồng độ (µg/L) | Độ tương hợp (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Cu | 63 | 1,172 | 65 | 1,169 | 99.7 |
| Cr | 52 | 4,344 | 53 | 4,323 | 99.5 |
| Ba | 137 | 557 | 135 | 564 | 101.2 |
| Ir | 193 | 40.9 | 191 | 40.4 | 98.7 |
| Hg | 202 | 12.2 | 200 | 12.2 | 100 |
| Hg | 202 | 12.2 | 201 | 12.2 | 100 |
Quy trình định lượng
Độ chính xác
Độ chính xác của quy trình định lượng đã được minh chứng thông qua việc phân tích các mẫu thêm chuẩn ở các mức 0,5; 1,0 và 1,5 J trong ba lần xử lý mẫu độc lập. Tiêu chuẩn USP <233> yêu cầu độ thu hồi của mẫu thêm chuẩn phải nằm trong khoảng 70–150% tại mỗi mức nồng độ, sau khi đã trừ đi hàm lượng các nguyên tố có sẵn trong mẫu không thêm chuẩn.
Từ Hình 2, độ thu hồi của từng nguyên tố tại mỗi mức nồng độ thêm chuẩn (0,5; 1,0 và 1,5 J) đều nằm trong khoảng 90–110%, hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu. Khoảng độ thu hồi hẹp này dễ dàng đáp ứng các tiêu chí chấp nhận có tính thống kê khắt khe hơn.
Kết quả này cũng khẳng định độ chính xác và độ tuyến tính tuyệt vời của phương pháp ICP-MS 7850 trong phạm vi đã được thẩm định đối với nền mẫu viên nén đường uống GLP-1.
Thử nghiệm độ chính xác cũng cho thấy hiệu năng về giới hạn phát hiện (LOD), khoảng phân tích và độ tuyến tính. Hình 3 hiển thị các đường chuẩn tiêu biểu của một số nguyên tố, bao gồm các nguyên tố Nhóm 1 (As, Cd, Hg và Pb), các nguyên tố Nhóm 2A ở nồng độ thấp (Co, V và Ni) và ba nguyên tố Nhóm 2B (Pd, Os và Pt). Đối với tất cả các nguyên tố, kết quả cho thấy độ tuyến tính rất tốt với hệ số hồi quy tuyến tính > 0,999. Nồng độ tương đương nền (Background equivalent concentrations -BEC) và LOD đều nằm ở mức ppt.

Hình 2. Độ thu hồi của các mẫu thêm chuẩn ở mức 0,5 J (màu xanh dương), 1 J (màu đỏ) và 1,5 J (màu xanh lá) trong ba mẫu độc lập.
Các cân nhắc về nguyên dạng As và Hg
Đối với một số nguyên tố, độc tính phụ thuộc rất nhiều vào nguyên dạng hóa học của chúng. Trong số các chất phân tích được liệt kê trong các quy định của ICH/USP, As và Hg là những nguyên tố đáng quan tâm. Giới hạn PDE đối với cả hai nguyên tố này xác định dựa trên dạng vô cơ của chúng, bởi vì As vô cơ có độc tính cao nhất, còn Hg vô cơ được xem là dạng có khả năng hiện diện cao nhất trong nguyên liệu dược phẩm. Nếu nồng độ tổng As đo được vượt quá nồng độ mục tiêu, USP <232> khuyến nghị thực hiện phân tích nguyên dạng tồn tại (speciation analysis) bằng phương pháp LC-ICP-MS để định lượng riêng biệt As vô cơ.
Nếu hàm lượng As vô cơ nằm dưới giới hạn quy định, thì nguyên liệu vẫn được coi là đạt yêu cầu ngay cả khi tổng hàm lượng As vượt quá giới hạn. Cần xác định nguyên dạng tồn tại của Hg nếu nguyên liệu thử nghiệm có khả năng chứa dạng metyl Hg độc hại hơn (ví dụ: các thành phần có nguồn gốc từ biển). Trong các trường hợp khác, thực hiện đánh giá sự tuân thủ dựa trên kết quả xác định tổng hàm lượng Hg.
Trong nghiên cứu này, chỉ phát hiện Li (0,23 ppb) và Ni (0,07 ppb) ở mức vết trong mẫu trắng. Tất cả các nguyên tố khác đều có nồng độ thấp hơn giới hạn phát hiện (IDL). Do đó, việc phân tích nguyên dạng tồn tại của As và Hg là không cần thiết. Tuy nhiên, hệ thống 7850 ICP-MS có thể dễ dàng kết hợp với hệ thống LC của Agilent để thực hiện phân tích thường quy nguyên dạng tồn tại khi cần thiết.

Hình 3. Các đường chuẩn đối với As, Cd, Hg, Pb, Co, Ni, Pd, Os và Pt, cho thấy giá trị LOQ thấp, độ tuyến tính tốt và khoảng định lượng rộng.
Kết luận
Nghiên cứu này chứng minh sự phù hợp của hệ thống Agilent 7850 ICP-MS trong việc định danh và định lượng 24 tạp chất nguyên tố được kiểm soát có trong dạng bào chế viên nén uống chứa chất chủ vận thụ thể GLP-1, được xử lý bằng phương pháp phá hủy bằng vi sóng.
Buồng va chạm ORS⁴ của thiết bị được vận hành ở chế độ helium, giúp giảm thiểu nhiễu đa nguyên tử hiệu quả và không chọn lọc phát sinh từ nền mẫu. Phương pháp này đáp ứng thành công các yêu cầu về giới hạn và độ chính xác được quy định trong các hướng dẫn USP <232>/<233> và ICH Q3D(R2)/ Q2(R2), đảm bảo khả năng định lượng đa nguyên tố đáng tin cậy đối với viên nén GLP-1 mà không cần tối ưu hóa phương pháp riêng cho từng nguyên tố.
Đối với các phòng kiểm nghiệm chất lượng (QC) dược phẩm, phần mềm điều khiển Agilent ICP-MS MassHunter hỗ trợ xây dựng quy trình làm việc, giúp giảm thiểu thời gian và công sức cần thiết để thiết lập một phương pháp phân tích tuân thủ các quy định. Các bản mẫu phương pháp được thiết lập sẵn tuân theo ICH/USP, tính năng tự động tính giá trị J và chức năng thông báo độ phù hợp của hệ thống giúp loại bỏ các bước cấu hình thủ công, tạo thuận lợi cho nhiều phân tích viên khác nhau khi vận hành thiết bị. Phần mềm này cũng cho phép chuyển giao phương pháp giữa các cơ sở. Hiệu năng ổn định tín hiệu trong suốt 8 giờ của hệ thống ICP-MS 7850 càng củng cố khả năng thực hiện kiểm nghiệm hàng loạt với thông lượng cao trong môi trường kiểm soát chất lượng sản xuất thường quy.
Vì ICH Q2(R2) mang lại sự rõ ràng hơn trong việc thẩm định các quy trình phân tích áp dụng cho các liệu pháp điều trị dựa trên peptid (bao gồm cả các chất chủ vận thụ thể GLP-1), tài liệu hướng dẫn ứng dụng này cung cấp một phương pháp tham chiếu đáp ứng các yêu cầu quy định. Quy trình này có thể được áp dụng trực tiếp hoặc điều chỉnh cho các dạng bào chế rắn dùng đường uống có chứa thành phần hoạt chất peptid, qua đó hỗ trợ đẩy nhanh quá trình nộp hồ sơ đăng ký và rút ngắn thời gian phát triển phương pháp phân tích.
Tài liệu viện dẫn
- International Council for Harmonisation (ICH). ICH Q3D(R2): Guideline for Elemental Impurities. Step 4, April 2022
- United States Pharmacopeia General Chapter <232> Elemental Impurities—Limits. USP–NF. United States Pharmacopeial Convention, Rockville, MD, USA
- United States Pharmacopeia Elemental Impurities — Procedures, General Chapter <233>, USP-NF. United States Pharmacopeial Convention, Rockville, MD, USA
- International Council for Harmonisation. ICH Q2(R2): Validation of Analytical Procedures. Step 4, November 2023
- United States Pharmacopeia Validation of Compendial Procedures, Chapter <1225>, USP–NF. United States Pharmacopeial Convention, Rockville, MD, USA
- Octopole Collision/Reaction Cell and Helium Mode, Agilent publication, 5994-1172EN
- Meet The Growing Demand for Elemental Speciation, Agilent publication, 5991-4269EN
Các sản phẩm dùng trong ứng dụng này
| Loại sản phẩm | Mô tả | Mã sản phẩm |
|---|---|---|
| Sample Introduction | MicroMist glass concentric nebulizer (U-series) | G3266-80004 |
| Sample Introduction | Quartz torch, 2.5 mm injector | G3280-80053 |
| Interface | Standard ICP-MS sampler cone, nickel tip with copper base | G3280-67040 |
| Interface | Standard nickel skimmer cone | G3280-67041 |
| Tubing Kits | Peristaltic pump tubing (sample uptake) | 5005-0020 |
| Tubing Kits | Peristaltic pump tubing (internal standard) | 5005-0021 |
| Tubing Kits | Drain pump tubing | 5005-0022 |
| Standards | ICH Q3D & USP 232 Orals Kit_v2 | 5191-4553 |
Nguồn: Bian Yulan và Li Shuping, Agilent Technologies, Inc. — Tài liệu ứng dụng 5994-9317EN, ngày 29/06/2026. Xem tài liệu gốc Agilent.
© Agilent Technologies, Inc. 2026.
