元素杂质方法学研究文献综述

 2022-12-27 09:48:30

研究背景:

血液滤过是一种肾脏替代疗法,用于重症监护室。它通常被用来治疗急性肾损伤(AKI),但可能有利于多器官功能障碍综合征或败血症。血液滤过治疗期间,病人的血液通过一套管路(滤过回路),通过连续肾脏替代治疗机的半透膜(过滤器),废物和水(统称为超滤)通过对流扩散被去除,添加含有接近于血浆组分和浓度水平的电解质的置换液,再将血液返回给患者。

元素杂质在人体内的蓄积会给患者带来严重危害,近年来元素杂质对其潜在来源有:在原料药、辅料或其它药品成分的生产过程中有意添加元素(如催化剂)的残留杂质;非有意添加且潜在存在于药品生产所用原料药、水或辅料中的元素杂质;由生产设备潜在引入到原料药和/或制剂中的元素杂质;由容器密封系统潜在浸出至原料药和制剂的元素杂质。重金属易在人体内蓄积,与人体组织酶蛋白结合,超标时会严重影响人体机能,引发健康问题。元素杂质中毒可能会引起患者脑部和骨骼病变,心血管疾病,神经系统疾病,胃肠道功能紊乱或者贫血等疾病。因此控制血液滤过置换液产品中元素杂质的含量尤为重要。

研究方法:

血液净化产品中金属元素的浓度多是ppb 的级别,含量极低,因此需要高灵敏度的分析仪器。原子吸收光谱等一些传统的检测方法由于灵敏度不够,需要进行样品富集才能分析,且传统的元素分析方法不能进行多元素同时测定,检测大批量样品时耗时费力。

ICP-MS是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法,能够得到ppb 到ppt 级别的极低检测限。样品由载气(氩气)引入雾化系统进入雾化后,以气溶胶形式进入等离子体中心区,在高温和惰性气氛中被去溶剂化、气化解离和电离,转化成正离子,经离子采集系统进入质量分析器,根据纸和笔进行分离,根据元素质谱峰强度测定样品中相应元素含量。

ICP-MS使分析变得便捷可控,灵敏度高,所需样品量小,有效消除元素间干扰,实现快速的多元素自动化分析,避免基质效应。此外,ICP 的样品前处理过程简便,与传统的灼烧或灰化法相比,能够避免挥发性元素的损失,广泛应用于药品、环境、地质、生物、半导体等方面的研究,适用于从痕量到微量的元素分析,尤其是痕量重金属的测定。

ICP-MS 法分析生物样品存在着比较复杂的干扰问题,大致可分为两类:一类是质谱型干扰,是指待测元素的离子与其它离子或多原子离子的质谱峰之间的相互重叠, 这种干扰对于低分辨率干扰的四极杆质谱仪来说, 是需要认真判别的,主要包括同质异位素、多原子离子,双电荷离子等;另一类是非质谱型干扰,是指较高浓度的基体元素或溶液的介质对样品气溶胶在产生、传输以及待测离子的电离、提取和聚焦等过程产生的影响,主要包括物理干扰、基体效应、记忆效应等。

质谱干扰主要来自等离子体的工作气体(Ar)、样品基体(O、H、C、P、S、Cl、Na等)和工作环境中的空气以及处理样品所用试剂中各种元素组合而产生的多原子离子干扰。选择适当的仪器工作参数往往可将双电荷离子及某些氧化物、氢氧化物离子的干扰降低到可以接受的水平。多原子离子对某些生物重要元素测定所产生的干扰例如40Ar37Cl→、40Ar16O→56Fe、35Cl16O1H→52Cr,如何有效地消除这类干扰仍是当前研究的重点。记忆效应可通过谨慎选择等离子体的操作条件如基体浓度、功率、入射气流速度等加以控制,另外减小先于样品引入标准物的浓度也可减小记忆效应。

实验设计:

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