سنجش آرسنیک در محصولات دارویی؛ روش‌ها، چالش‌ها و استانداردهای اندازه‌گیری
یکی از مهم‌ترین عناصر سنگین که در محصولات دارویی، فرآورده‌های گیاهی و مواد غذایی باید به‌طور دقیق سنجیده شود، آرسنیک است. این عنصر به دلیل سمیت بالا و پتانسیل ایجاد آسیب‌های جدی مانند سرطان، اختلالات عصبی و مشکلات قلبی، دارای حدود مجاز مشخص در استانداردهای بین‌المللی است. هر فرآورده بسته به نوع مصرف، مسیر تجویز و مقدار مصرف روزانه، دارای حدود قابل‌قبول متفاوتی است؛ برای مثال حد مجاز آرسنیک در داروهای تزریقی بسیار پایین‌تر از مواد اولیه شیمیایی یا فرآورده‌های گیاهی است. به همین دلیل سنجش دقیق آرسنیک در مواد اولیه دارویی، داروهای گیاهی، فرآورده‌های با منشأ قارچی، مکمل‌ها و حتی برخی داروهای شیمی‌درمانی اهمیت بسیار بالایی دارد.
در صنعت دارو، آرسنیک ممکن است در مواد اولیه‌ای مانند املاح معدنی، سورفکتانت‌ها، فرآورده‌های گیاهی، پلی‌ساکاریدها، مواد مغذی، عصاره‌ها و حتی در برخی داروهای حاوی مواد طبیعی وجود داشته باشد. بنابراین آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت باید قادر باشند غلظت آرسنیک را با روش مناسب و مطابق با فارماکوپه اندازه‌گیری کنند. یکی از چالش‌های اصلی در سنجش این عنصر، وجود روش‌های مختلف اندازه‌گیری و تفاوت قابل توجه میان حساسیت، دقت و محدودیت‌های هر روش است. انتخاب روش صحیح، بسته به نوع نمونه، محدوده مورد انتظار و استانداردهای نظارتی انجام می‌شود.
امروزه در فارماکوپه‌های معتبر مانند USP، BP و EP، روش استاندارد و توصیه‌شده برای سنجش آرسنیک، روش‌های مبتنی بر ICP—به‌ویژه ICP-MS—است، زیرا این روش حساسیت بسیار بالا (ppt) دارد و کاملاً با الزامات ICH Q3D در رابطه با ناخالصی‌های فلزی سازگار است. با این حال فارماکوپه‌ها همچنان روش‌های سنتی‌تر مانند جذب اتمی (AAS) را نیز برای برخی مواد حفظ کرده‌اند.
روش‌های سنجش آرسنیک به‌طور کلی در سه گروه اصلی دسته‌بندی می‌شوند:
۱) روش‌های شیمیایی (Chemical Methods)
این روش‌ها قدیمی‌تر هستند و در گذشته در فارماکوپه‌ها به‌عنوان روش رسمی وجود داشتند؛ مانند روش Gutzeit یا روش‌های تولید گاز آرسین و مشاهده تغییر رنگ معرف‌ها. این روش‌ها اگرچه ساده هستند، اما دقت و حساسیت کمی دارند و تحت‌تأثیر عوامل مختلف قرار می‌گیرند. امروزه در کنترل کیفی دارو تقریباً کنار گذاشته شده‌اند.
۲) روش‌های مبتنی بر ICP (Inductively Coupled Plasma)
روش ICP بر اساس یونیزه‌سازی نمونه در یک پلاسما با دمای حدود ۸۰۰۰ درجه کار می‌کند و سپس مقدار آرسنیک به یکی از دو روش اندازه‌گیری می‌شود:
ICP-OES
در روش ICP-OES نمونه پس از ورود به پلاسما در دمایی حدود ۸۰۰۰ درجه سانتی‌گراد به‌طور کامل اتمی و برانگیخته می‌شود. اتم‌های برانگیخته هنگام بازگشت به سطح انرژی پایین‌تر، نور با طول موج مشخص منتشر می‌کنند و دستگاه همین نور گسیل‌شده را اندازه‌گیری می‌کند. هر عنصر الگوی نوری مخصوص به خود دارد، بنابراین شدت نور منتشرشده متناسب با غلظت آن در نمونه است. این روش برای بسیاری از عناصر حساسیت بالایی دارد و به دلیل امکان اندازه‌گیری هم‌زمان چند عنصر، در صنایع مختلف پرکاربرد است. با این حال برای آرسنیک، به‌ویژه در غلظت‌های بسیار پایین مورد نیاز در صنعت دارو، حساسیت ICP-OES معمولاً محدود است و ممکن است پاسخگوی الزامات سخت‌گیرانه فارماکوپه نباشد.
ICP-MS
روش ICP-MS همانند OES از پلاسما برای یونیزه‌سازی نمونه استفاده می‌کند، اما تفاوت اصلی در شیوه اندازه‌گیری است. در این روش پس از ایجاد یون‌های مثبت، دستگاه آن‌ها را وارد یک طیف‌سنج جرمی می‌کند و یون‌ها بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) جدا و شناسایی می‌شوند. این تکنیک یکی از حساس‌ترین روش‌های موجود برای سنجش عناصر است و قادر است مقادیر بسیار ناچیز آرسنیک را در محدوده ppt اندازه‌گیری کند. به دلیل دقت، حساسیت و تداخل‌زدایی بالا، ICP-MS به‌عنوان استاندارد طلایی برای سنجش آرسنیک در داروها، فرآورده‌های تزریقی، مواد اولیه دارویی و آزمون‌های مرتبط با ICH Q3D شناخته می‌شود و در اغلب فارماکوپه‌ها به‌عنوان روش مرجع معرفی شده است.
۳) روش‌های جذب اتمی (Atomic Absorption Spectroscopy – AAS)
AAS بر مبنای جذب نور توسط اتم‌های آزاد است و برای اندازه‌گیری بسیاری از عناصر استفاده می‌شود. برای سنجش آرسنیک نیز روش مورد تأیید فارماکوپه‌ها در برخی مواد همچنان جذب اتمی است. در این روش از یک لامپ کاتدی مخصوص آرسنیک (Arsenic Hollow Cathode Lamp) استفاده می‌شود که نور مخصوص آرسنیک را تولید می‌کند.
با وجود کاربرد گسترده، روش جذب اتمی برای سنجش آرسنیک با محدودیت‌هایی همراه است. در مدل شعله‌ای AAS، دمای شعله برای اتم‌سازی کامل آرسنیک کافی نیست و بخشی از عنصر به‌صورت ترکیبات فرار از ناحیه اندازه‌گیری خارج می‌شود، بنابراین سیگنال ضعیفی ایجاد می‌کند. حتی در مدل کوره گرافیتی که دمای بسیار بالاتری تولید می‌کند، آرسنیک پایداری حرارتی کمی دارد و در مراحل مختلف گرمایش ممکن است زودتر از زمان مطلوب تبخیر یا تجزیه شود و موجب نوسان سیگنال و کاهش دقت گردد. از طرف دیگر، حساسیت AAS معمولی برای رسیدن به مقادیر بسیار پایین مورد نیاز در صنعت دارو—به‌ویژه برای پذیرش استانداردهای سخت‌گیرانه مانند ICH Q3D—کافی نیست و معمولاً نمی‌تواند غلظت‌های در حد ppb یا پایین‌تر را با اطمینان اندازه‌گیری کند. این محدودیت‌ها سبب شده است که برای آرسنیک به روش‌های تکمیلی مانند Hydride Generation AAS یا تکنیک‌های پیشرفته‌تری مانند ICP-MS نیاز باشد.
Hydride Generation AAS (روش هیدریدسازی)
این دستگاه روی AAS نصب می‌شود و مخصوص عناصر تشکیل‌دهنده هیدریدهای فرار مانند:
- آرسنیک (AsH₃)
- سلنیوم
- آنتیموان
- تلوریوم، قلع، بیسموت
در این روش نمونه با سدیم بورهیدرید (NaBH₄) واکنش داده و گاز آرسین تولید می‌کند. این گاز فرار، بسیار خالص و بدون ماتریکس است و مستقیم وارد سل جذب می‌شود. به همین دلیل حساسیت روش ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بالاتر از AAS معمولی است و برای سنجش آرسنیک در بسیاری از مواد گیاهی و دارویی کاملاً مناسب است.
جمع‌بندی
آرسنیک یکی از مهم‌ترین عناصر سمی است که اندازه‌گیری دقیق آن در محصولات دارویی و غذایی ضروری است. با وجود روش‌های مختلف، استاندارد فعلی فارماکوپه‌ها استفاده از ICP—به‌ویژه ICP-MS—است، اما در بسیاری از نمونه‌ها، AAS همراه با هیدریدسازی نیز روش تأییدشده و قابل‌اعتماد محسوب می‌شود. انتخاب روش مناسب به نوع نمونه، حد مجاز آرسنیک و امکانات آزمایشگاه بستگی دارد.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.