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亚硝胺类基因毒性杂质毒性检测

来源:英格尔医药 发布时间:2020-10-21

  基因毒性杂质能够损伤DNA,造成DNA突变,致癌,严重危害人类健康。


  基因毒性杂质中的N-亚硝胺类化合物,介绍其毒理学研究进展以及食品、水体、烟草、药品等不同基质中检测方法的研究进展,包括毒理学作用机制、前处理方法、定量方法等,旨在为药品基质中N-亚硝胺类化合物的检测研究提供参考。


  N-亚硝胺是一类以亚硝基—NO的氮原子与氨基中的氮原子连接,并在氨基上发生取代而生成的一类化合物,在碱性溶液中稳定。


  其生成机制多样,包括仲胺类化合物与亚硝酸之间的相互作用,叔胺类化合物与一氯胺之间的亲核取代反应[2],溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的氧化,橡胶硫化剂与空气中氮氧化合物相互作用[4]等。


  基因毒性杂质是指能够直接或间接损伤细胞DNA,产生致突变和致癌变的化合物,含有基因毒性杂质警示结构,毒性未经证明的化合物称为潜在基因毒性杂质。


  目前普遍认为基因毒性杂质损伤DNA的机制为造成染色体断裂,DNA重组,在DNA复制过程中以共价键结合或插入。


  鉴于基因毒性杂质对人类健康的危害,欧盟发布了1个超级化合物结构,包含了目前所有的基因毒性杂质警示基团,例如磺酸酯类、卤代烷烃类、肼类和N-亚硝胺类等。


  最近多个药物研发厂家生产的缬沙坦原料药中检出N-亚硝基二甲胺(NDMA),引发制药行业对N-亚硝胺类化合物的广泛关注,本文主要对N-亚硝胺类化合物的毒性和检测方法的研究进展做一综述。


亚硝胺类基因毒性杂质毒性检测


  N-亚硝胺类化合物的毒性研究


  多个细胞和动物水平的实验证明,N-亚硝胺类化合物具有强致癌作用和明显的肝毒性,不但长期小剂量接触可以致癌,而且一次较大剂量的冲击也可以引发癌症,医学实验中也常使用N-亚硝胺类化合物对动物进行疾病造模。


  2017年世界卫生组织发布的致癌物清单中,多种N-亚硝胺类化合物位列一类、二类致癌物,包括常见的4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮、N-亚硝基降烟碱、N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基二乙胺、N-亚硝基甲基乙基胺、N-亚硝基二丙胺、N-亚硝基二丁胺、N-亚硝基吗啉、N-亚硝基哌啶、N-亚硝基吡咯等。


  FDA根据The Carcinogenic Potency Database(CPDB数据库)中的毒理学数据,通过换算,列出了可供参考的N-亚硝基二甲胺和N-亚硝基二乙胺的人体摄入限值,分别为0.096μg·d-1和0.0265μg·d-1。


  但是大多数N-亚硝胺类化合物的毒性研究仍缺乏充分的人体实验数据,所以在进行毒理学研究时常使用阶段性毒理学阈值,按照长期接触计算,每日允许摄入限值为1.5μg。


  此类化合物常出现在腌制类食品、化妆品、烟草、水、药品等物质中,对人体健康具有极大的危害。


  目前N-亚硝胺类化合物的检测方法既有传统的基于重氮化-显色反应的盐酸萘乙二胺法,依赖于新型氧化氮/臭氧化学发光-气相色谱检测器的热能检测法、气相色谱串联质谱法、液相色谱串联质谱法,也有基于新型检测原理的荧光检测法。


  传统的盐酸萘乙二胺法和薄层色谱法操作简便,对设备要求低,但灵敏度低,现在已经难以满足分析的需要,因此灵敏度更高的新型仪器逐渐取代了传统的分析手段。


  同时分析工作者们针对不同基质中N-亚硝胺类化合物的检测方法进行研究,开发出了不同的前处理方法,进一步提高了检测灵敏度。


  药品中的N-亚硝胺类化合物的研究在20世纪70年代就已经开展,但是后续的研究进展缓慢,只有有少量的文献报道。


  Castegnaro等对水蒸气蒸馏进行了改进,在蒸馏体系中加入一定量的矿物油,以克服蒸馏过程中的起泡现象,并将此方法应用于氨基比林、土霉素、双硫仑中N-二甲基亚硝胺的检测。


  该方法以气相色谱进行分离,以热能检测器进行定量,最低检测限可低至1μg·kg-1,但该方法取样量大,且操作过程烦琐,提取效率较低。


  Norwood等采用气相色谱-热能检测器定量分析吸入气雾剂中挥发性N-亚硝胺。该方法从药品包装中提取目标分析物,并通过气相色谱-热能分析检测进行分析。


  样品分析表明,在每罐1 ng的微量水平上,吸入气雾剂未检测出N-亚硝胺。


  2018年7月缬沙坦原料药中检测出N-亚硝基二甲胺(NDMA)以及厄贝沙坦制剂中检测出N-亚硝基二乙胺(NDEA),氯沙坦钾制剂中检测出N-亚硝基-N-甲基-4-氨基丁酸(NMBA)为我们敲响了警钟,开发高灵敏度的检测方法和简便高效的前处理方法迫在眉睫。


  自缬沙坦中检出N-亚硝基二甲胺后,N-亚硝胺类化合物的检出范围不断扩大,今后制药企业、药品监管部门对此类化合物的毒性研究和检测方法研究势必更加重视,但是沙坦类化合物中N-亚硝胺类物质的检测仍然存在一些难点。


  首先,沙坦类化合物与N-亚硝胺类杂质极性相近,且N-亚硝胺类杂质的含量相对于沙坦类药物来说属于痕量杂质,药品中大量基质的存在影响方法的稳定性和准确度。


  所以如何在前处理过程中除去大量的沙坦类药物,而不损失或尽可能少损失N-亚硝胺类化合物是前处理过程中需要关注的重点。


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