中外药典中常用酸碱滴定液浓度值及标准的比较研究
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AI摘要
随着全球经济一体化的发展，我国进口药品增长迅速。在药品进口注册检验中，药品质量标准既要符合国外质量标准要求，也要符合我国质量标准中各项规定，以保障药品质量
摘要由作者通过智能技术生成随着全球经济一体化的发展，我国进口药品增长迅速。在药品进口注册检验中，药品质量标准既要符合国外质量标准要求，也要符合我国质量标准中各项规定，以保障药品质量安全。因为各国药典对药品质量标准中的检验方法有不同的要求和规定，按照直接从国外标准翻译而成的药品进口注册标准进行药品进口注册检验时，存在与我国药典检查方法不同的情况，这增加了药品进口注册检验难度。所以，在药品质量安全可控的情况下，根据我国国情推进药品检查方法与国外药典先进水平接轨，与人用药技术要求国际协调理事会(ICH)指导原则进行协调统一是十分必要的。
氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液作为比较常用的酸碱滴定液，常用于药物含量的测定。其浓度值的准确性直接影响药品质量的可靠性。确保滴定液浓度值的准确可靠性十分重要，是保障药品质量安全的检查方法之一。《中国药典》2020年版在药品检验方法制修订中非常注重和不断借鉴国际通用性检验方法，越来越多的药品注册标准和药典标准中的品种含量测定方法从原来的容量分析法改为电位滴定法[1]。如《中国药典》2020年版收载的奥美拉唑钠的含量测定项是使用电位滴定法用盐酸滴定液(0.1 mol/L)测定含量，同《英国药典》2023版。在《英国药典》2023版中规定滴定液的标定方法应该同含量测定方法一样，具体如下[2]:When a solution is to be used in an assay in which the end point is determined by an electrochemical process,the exact concentration of the solution must be determined in the same way.电位滴定的基本原理与普通容量分析相同，其区别是以电池电动势(或指示电极的电位)对加入的滴定剂体积作图，得到E-V关系曲线突跃的中点(转折点)即为计量点[3]。两种不同的标定方法对滴定液浓度值造成差异是不可避免的，从而给药品质量带来不确定性，因此，增加电位法标定滴定液十分必要。
滴定液是具有准确浓度值得标准溶液，在药物质量检测中具有重要作用，在各国药典中均有独立的章节收载滴定液配制及标定方法。氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液的标定方法在《美国药典》现行版(以下简称USP)、《英国药典》2023版(以下简称EP)和日本药局方18版(以下简称JP)中均有电位法和容量分析法，但是《中国药典》2020年版(以下简称ChP)中标定方法还不完善，只有容量分析法。文通过比较USP、EP、JP与ChP中常用酸碱滴定液浓度及标准等方面的差异，为我国药典中氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液配制及标定方法的完善提供参考，之后中国药典滴定液与国外药典协同发展奠定基础。
1 标准比对
1.1 滴定液的浓度表示
通过比较USP、EP、JP与ChP中氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液后发现，滴定液的单位在USP中用N(当量浓度)表示，在EP中用M(摩尔浓度)标示，在JP和ChP用mol/L表示。其中1 M等于1 mol/L,1 N氢氧化钠滴定液等于1 M氢氧化钠滴定液，1 N盐酸滴定液等于1 M盐酸滴定液，1 N硫酸滴定液等于1/2 M硫酸滴定液。后续文中为表述统一和直观对比，滴定液浓度均以mol/L的形式表示。
1.2 不同浓度的滴定液及市售滴定液规定
各国药典基于本国药品的特点及药品质量标准，对同一种滴定液制定系列的浓度，三种滴定液在4国药典中均有多种的浓度。对于滴定液的稀释问题，在《中国药品检测标准操作规范》2019年版(以下简称SOP)中规定：应于临用前精密量取浓度等于或大于0.1 mol/L的滴定液适量，加新沸过的冷水或者规定的溶剂定量稀释制成[4]。在USP中规定经过稀释后的滴定液应重新标定其浓度值，具体如下[5]:Volumetric solutions prepared by dilution should be restandardized as directed for the stronger solution,using proportionate amounts of reagents.在JP和EP中规定经过稀释后的滴定液其浓度值保持不变，其中JP中具体如下[6]:Standard solutions may be prepared by diluting exactly an accurately measured volume of a standard solution having a known factor,according to the specified dilution procedure.During this dilution procedure,the original factor of the standard solution is assumed to remain constant.
目前，对于是否允许使用市售的滴定液问题，根据USP和EP中描述是可以使用，但在首次使用前需先确认其浓度值。具体如下[2]:Commercially available volumetric solutions traceable to a primary standard may be used provided their titre is determined or verified prior to first use.USP规定市售滴定液的标定方法可以与药典规定的方法不同，但对准确度和精密度的要求不能小于药典方法的规定。具体如下[5]:The following directions give only one method for standardization,but other methods of standardization,capable of yielding at least the same degree of accuracy,may be used.但是ChP中没有任何关于市售滴定液的描述。
1.3 滴定液的有效期与浓度范围
各国药典目前均没有规定氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液的有效期。但在SOP2010年版中规定[4]：滴定液经标定所得的浓度或其“F”值，除另有规定外，在三个月内应用。各国药典均规定定滴定液的浓度值应在一定范围内，如果发现标定的浓度不在规定范围内，则需加入适量的溶剂或溶质进行调整，使其浓度在规定范围后再进行标定。各国药典对滴定液要求详见表1。
表1 中外药典对滴定液要求比较
Tab.1 Comparison of requirememts of titrant in Chinese and foreign pharmacopoeia
1.4 滴定液的配制方法
氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液在4国药典中均有多种浓度，不同浓度的同一种滴定液，其配制方法大致相同，只是溶质的取样量相应不同，或者取高浓度滴定液稀释至所需浓度。在氢氧化钠滴定液配制中，只有JP中加入饱和八水氢氧化钡溶液虽然能有效除去二氧化碳，但是形成的碳酸钡沉淀有很强的毒性，不利于绿色环保。常用的常用酸碱滴定液的配制对比如表2。
表2 常用酸碱滴定液的配制对比
Tab.2 Comparison of common acid-base titrations
1.5 滴定液的标定方法
氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液的标定方法在USP、EP和JP中均有电位法和容量分析法，ChP中只有容量分析法。硫酸滴定液在4国药典中的标定方法都是同盐酸滴定液。氢氧化钠滴定液和盐酸滴定液的容量分析法在各国药典标定方法有一定区别，主要区别在于基准物和指示剂等，就算是同一种指示剂但配置方法还是不一样，详见表3。
表3 中外药典中常用酸碱滴定液的容量分析标定方法比较
Tab.3 Comparison of standardization with volumetric analysis methods of acid-base titrates in Chinese and foreign pharmacopoeia
2 结果比对
按照ChP的配制方法分别配制氢氧化钠滴定液(0.1 mol/L)和盐酸滴定液(0.1 mol/L)，依据各国药典的标定方法，用指示剂法分别标定上述两种滴定液，得到不同标定方法的滴定液浓度值。结果见表4。
表4 各国药典标定结果F值对比表
Tab.4 Comparison of F value of pharmacopoeia calibration results in different countries
注：盐酸滴定液(0.1 mol/L)在JP中是用盐酸滴定液(0.2 mol/L)稀释制成，没收载标定方法。
按照EP的标定方法，分别用电位法和容量分析法同时对同一份盐酸滴定液(0.1 mol/L)进行标定，结果见表5。
表5 两种方法标定盐酸滴定液(0.1 mol/L)F值结果
Tab.5 The F value of hydrochloric acid VS (0.1 mol/L) was determined by two methods
3 讨论
3.1 基准物的比较
在氢氧化钠滴定液的标定中，ChP、USP和EP均用邻苯二甲酸氢钾作为基准物。在盐酸滴定液和硫酸滴定液标定，ChP选用无水碳酸钠作为基准物，虽然无水碳酸钠基准物易得，价格也较便宜，但无水碳酸钠有吸湿性，需在270～300℃干燥至恒重，甲基红-溴酚绿混合指示液的变色阈为pH 5.1，碳酸对其有干扰，因此在滴定至近终点时，必须煮沸2分钟以除去滴定液中的二氧化碳，待冷却至室温后，再继续滴定至终点[4];USP和EP用三羟甲基氨基甲烷作为基准物，三羟甲基氨基甲烷是一价有机碱，易溶于乙醇和水，每1 L水中可溶550 g(25℃)，配制方便，溶液稳定好，易准确称取；与无水碳酸钠相比，吸湿性小且吸收二氧化碳较慢，具有较大摩尔质量(121.14)，是无水碳酸钠(105.99)的1.14倍，同等条件下标定误差相应减小。简化标定过程，减少误差。电位滴定时，终点突跃明显，突跃点单一的特点[7]。
3.2 滴定液的有效期的确定
各国药典目前均没有规定滴定液的有效期，如果所有的滴定液均需要现标现用，这样会大大增加常规实验的工作量，也没有必要的。各实验室或科研机构应对按照在相关规定环境和容器中贮存的滴定液进行期间核查，则用相同的方法对同一瓶滴定液间隔一定时间重新进行标定，比较其与首次标定时浓度值的相对平均偏差，以此确定该滴定液的有效期。
3.3 市售滴定液的使用
随着市场经济的发展，现在市售的滴定液越来越多，其配制及标定具有多种方法。由于市售滴定液使用方便和成本低等特点，在药品质量检验的过程中成会有使用到市售滴定液的情况。但目前在ChP中没有市售滴定液的描述，对于药物检测中使用市售滴定液的情况是否合规问题有待确认。
滴定液是作为一种标准物质，使用过程中应具有有效性，并在运输贮存过程中的技术指标与其标示值相符。建议使用市售滴定液时，应该选择与标准要求相同的配制及标定方法的滴定液，而且在使用前先确认取浓度值。建议按照药品行业的特定要求和药品质量标准的要求严格执行药品质量标准，对市售滴定液进行标定确认其浓度值，尽量减小标定滴定液浓度的误差。同时加强滴定液的管理工作，以保证滴定液浓度量值的溯源性。
3.4 电位法和容量分析法比较
由表4可得知，采用不同药典的标定方法对同一瓶滴定液标定结果有一定差异，因此，对于不同国家标准中的滴定液，需按照规定的标定方法进行标定滴定液，以便减少误差。由表5可得，采用不同的标定方法同时标定同一瓶滴定液，结果是有差别的。指示剂法是用颜色变化来确认滴定终点，电位法是用电位的突跃点来确认滴定终点。两者方法基本原理相同，但不同的标定方法存在方法误差，从而影响最终的标定结果。
在含量测定项中，由不同的标定方法得到滴定液浓度值是不一致的，滴定液浓度值的准确度直接影响到药品含量的分析结果，为保障分析结果的准确性和可靠性，降低药品质量风险，因此需要减少滴定液浓度值的误差。
4 总结
容量分析法的终点判断受主观因素影响较大，干扰因素较多。电位滴定法人为误差小，操作简便。随着现代分析技术的快速发展，药品检验技术也向前推进，整个药品分析行业对精简检验方法的关注程度日益提高，要求灵敏、准确的分析方法成为必然。目前越来越多的原料药或辅料使用电位滴定法进行含量测定。对于电位法测定药品含量时，使用的滴定液也是电位滴定法标定，有效减少系统误差，有利于提高药品含量测定的准确性。电位滴定法是具有应用前景的检测方法，氢氧化钠滴定液、硫酸滴定液和盐酸滴定液的标定方法在USP、EP和JP中均収载电位滴定法，以此，根据上述表格数据，在ChP中常用增加电位法更为科学客观。
ICH协调工作的宗旨是保障药品安全性，有效性，药品的质量以及药品的国际协调。2020年版药典在相关方法与国际标准协调性进一步加强，但常用酸碱滴定液的配制及标定与USP和EP还存在某些差异，对于标定方法中缺失的电位法，应组织开展方法学研究，参照Q4B相关方法，在方法建立时，与国际要求相统一；吸纳各国药典的先进经验方法，对标先进标准，填补标准缺失。不断推进与各国药典标准的协调。