CN115047093A - 一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法 - Google Patents

一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法，属于分析化学技术领域。该检测方法包括以下步骤：(1)制备供试品溶液：向无水咖啡因原料药中加入二氯甲烷，超声处理10‑120s，过滤得供试品溶液；(2)采用气相色谱‑质谱法测定。本发明针对咖啡因原料药，选取了特定的稀释剂、处理方式以及色谱条件，准确度良好，精密度高，线性相关性好，灵敏度高，能有效控制无水咖啡因中硫酸二甲酯的质量。

Description

一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法
技术领域
本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法。
背景技术
无水咖啡因(Caffeine Anhydrous)又名无水咖啡碱，化学名为3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮，CAS号58-08-2，分子式为C8H10N4O2，结构式如下：
Figure BDA0003584516560000011
其为白色微带黄绿色针状结晶或结晶性粉末，有绢丝光泽，无臭，味苦。极易溶于吡咯和含4％水的四氢呋喃，溶于乙酸乙酯，微溶于石油醚。咖啡因是中枢兴奋药，低、中剂量摄入时作用为兴奋中枢神经系统，振奋精神，提高注意力、工作效率和积极性，增强警觉性和减少疲乏感，维持持久的工作能力，增强识别能力，缩短反应时间，并提高瞬时口头记忆力。
硫酸二甲酯(dimethyl sulfate，DMS)是重要的化工原料之一，广泛应用于制造二甲基亚砜、咖啡因、可待因、香草醛、安替比林、氨基比林，甲氧苄氨嘧啶以及农药乙酰甲胺磷等。硫酸二甲酯是常见的工业毒物，也是良好的甲基化剂，主要用于制药、染料和香料工业。DMS为无色或微黄色，略有葱头气味的油状可燃性液体，属基因毒性类溶剂。其作用与芥子气相似，毒性比氯气大15倍，可对局部黏膜产生强烈的刺激和腐蚀作用，引起呼吸道炎症及肺水肿，还可损害肝、肾及心肌等，故应严格控制其限量。目前国家食品药品监督管理总局(CFDA)要求其限量应控制在2.58mg·m-3以下。目前测定DMS的方法有气相色谱法、气相色谱－质谱联用法、HPLC法等。由于DMS稳定性较差，遇热分解，遇水于18℃易迅速水解成硫酸和甲醇，因此要求测定方法既要保证有高的灵敏度，同时也要保证DMS稳定。
中国专利申请CN201910035255.4公开了一种液质联用检测药品中硫酸二甲酯残留的方法，该方法将氨基比林作为衍生剂，与药品中硫酸二甲酯残留反应生成甲基化氨基比林，液质联用仪通过检测甲基化氨基比林间接检测药品中硫酸二甲酯残留，检测氨基比林药物时，其本身就可作为衍生剂，不需再添加衍生剂，而其它药物则需要加入衍生剂检测硫酸二甲酯残留。与现有技术相比，该方法专一性好、灵敏度高、方法精密度高和重复性好，且离子峰峰形好，分子量大，无其他碎片杂峰。不过采用衍生试剂进行检测，操作过程较为繁琐，容易影响定量准确性，且复杂组分的样品经过衍生化反应后可能会生成多种衍生产物，影响分离效果。
目前对于无水咖啡因中硫酸二甲酯的检测方法在灵敏度、精密度等方面仍难达到要求，因此，亟需一种简单高效、分离效果好的检出无水咖啡因中硫酸二甲酯残留的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法，准确度良好，精密度高，线性相关性好，灵敏度高，能有效控制无水咖啡因的质量。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法，包括以下步骤：
(1)制备供试品溶液：向无水咖啡因原料药中加入二氯甲烷，超声处理10-120s，过滤得供试品溶液；
(2)采用气相色谱-质谱法测定，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：95-105℃
进样口温度：215-225℃
流速：1.4-1.6mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min。
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
优选地，步骤(1)中，二氯甲烷和无水咖啡因原料药的体积质量比为1：25-335(mL：mg)，进一步优选为1：30(mL：mg)。
优选地，步骤(1)的操作步骤为：精密称取无水咖啡因原料药置于量瓶中，用二氯甲烷超声溶解并稀释至刻度，摇匀，过滤，即得。
优选地，步骤(1)中，超声处理的功率为100-250W，优选为250W。
优选地，步骤(1)中，超声处理的时间优选为20s。超声处理时间对检测结果至为关键，超声时间过短，供试品溶液中硫酸二甲酯提取不完全，影响后续检测，超声时间过长，供试品溶液中干扰大，而申请人意外发现在所述超声条件下处理20s左右，过滤所得供试品溶液的检测结果最佳。
优选地，步骤(2)中，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：100℃
进样口温度：215-225℃
流速：1.4-1.6mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min。
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
优选地，步骤(2)中，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：100℃
进样口温度：220℃
流速：1.4-1.6mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min。
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
优选地，步骤(2)中，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：100℃
进样口温度：220℃
流速：1.5mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min。
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
本发明的有益效果为：
本发明的无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法，采用GC-MS法，针对咖啡因原料药，选取了特定的稀释剂、处理方式以及色谱条件，准确度良好，精密度高，线性相关性好，灵敏度高，能有效控制无水咖啡因中硫酸二甲酯的质量。
附图说明
图1为空白溶液谱图；
图2为供试品溶液谱图；
图3为供试品加标溶液谱图；
图4为对照品溶液谱图。
具体实施方式
以下非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。下述内容仅仅是对本申请要求保护的范围的示例性说明，本领域技术人员可以根据所公开的内容对本申请的发明作出多种改变和修饰，而其也应当属于本申请要求保护的范围之中。
下面以具体实施例的方式对本发明作进一步的说明。本发明实施例中所使用的各种化学试剂如无特殊说明均通过常规商业途径获得。
实施例1
1.1溶液准备和色谱条件
GC-MS色谱条件：
色谱柱：DB-624UI(30m×0.32mm，ID1.8μm)
检测器：质谱检测器
进样口温度：220℃
流速：1.5mL/min
进样体积：1μL
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min。
采集模式：SIM(3.5-6.0min66.0/95.0/96.0)
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
供试品溶液制备：精密称取无水咖啡因原料药约60mg置于2mL量瓶中，加入二氯甲烷250W超声处理20s，稀释至刻度，摇匀，过滤，即得。
对照品溶液制备：配制约含硫酸二甲酯0.15μg/mL的二氯甲烷溶液即为对照品溶液。
供试品加标溶液制备：精密称取无水咖啡因原料药约60mg置于2mL量瓶中，用少量稀释剂，250W超声处理20s，加入0.2ml对照品储备液1-3，加二氯甲烷稀释至刻度，摇匀，过滤，即得。
灵敏度测试溶液：量取1.0mL对照品溶液置于5mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
1.2专属性
空白溶液(稀释剂)、供试品溶液、供试品加标溶液、对照品溶液的色谱图如图1-4所示，空白溶液在被测组分位置无干扰，方法专属性好。
1.3系统适用性
对照品储备液1-1(3mg/mL)：精密称取硫酸二甲酯约30mg至10mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
对照品储备液1-2(30μg/mL)：精密量取0.5mL对照品储备液1-1至50mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
对照品储备液1-3(1.5μg/mL)：精密量取1.0mL对照品储备液1-2至20mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
对照品溶液1(0.15μg/mL)：精密量取1.0mL的对照品储备液1-3至10mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得，标记为STD1。
对照品溶液2(0.15μg/mL)：按照上述配制方法，同法制备对照品溶液2，从储备液开始配制，标记为STD2。
灵敏度溶液：量取1.0mL对照品溶液1置于5mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得，标记为LOQ。
精密量取空白溶液、对照品溶液1、对照品溶液2和灵敏度溶液进样，灵敏度溶液进样1针，对照品溶液1连续进样6针，对照品溶液2进样1针，考察灵敏度溶液的信噪比(S/N)、对照品溶液1(STD1)中硫酸二甲酯峰面积的RSD值(n＝6)、保留时间RSD值(n＝6)及对照品溶液2(STD2)中硫酸二甲酯的回收率，结果显示，STD1峰面积RSD≤15％，STD1保留时间RSD≤2.0％，STD2回收率在80％～120％内，灵敏度S/N≥10.0，系统适用性溶液进样精密度良好，灵敏度信噪比，对照品溶液回收率均良好。
Figure BDA0003584516560000061
Figure BDA0003584516560000071
1.4检测限和定量限
按信噪比S/N为3:1为检测限，按信噪比为10:1为定量限，配制含硫酸二甲酯对照品的溶液，定量限溶液连续进样6针，检出限溶液进样1针，测定。
Figure BDA0003584516560000072
名称 S/N 浓度(μg/ml) LOQ相对供试品浓度(ppm)
LOD-1 23.4 0.0153 0.5
结果表明：硫酸二甲酯检出限的浓度为0.0153μg/ml，S/N≥3.0，硫酸二甲酯定量限的浓度为0.0305μg/ml，S/N≥10.0，满足检测要求，且定量限浓度项下进样精密度试验中，硫酸二甲酯的峰面积的RSD不大于20％。
1.5线性和范围
配制杂质和主成分的各线性浓度溶液：
L200％：取2.0ml对照品储备液1-3至10mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
L150％：取1.5ml对照品储备液1-3至10mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
L100％：取1.0ml对照品储备液1-3至10mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
L50％：取0.5ml对照品储备液1-3至10mL量瓶中，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，即得。
LOQ：定量限溶液。
进样分析，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标进行线性回归。
Figure BDA0003584516560000081
硫酸二甲酯对照品的线性回归方程为y＝8626.9601x+34.0893，r＝0.9998，线性关系良好。
1.6准确度(回收率)
按系统适用性项下对照品储备液配制方法制备对照品储备液1-3。
50％加标供试品溶液：精密称取无水咖啡因原料药约60mg置于2ml量瓶中，用少量稀释剂，250W超声处理20s，加入0.1ml对照品储备液1-3，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，过滤，即得。平行配制3份。
100％加标供试品溶液：精密称取无水咖啡因原料药约60mg置于2ml量瓶中，250W超声处理20s，加入0.2ml对照品储备液1-3，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，过滤，即得。平行配制3份。
150％加标供试品溶液：精密称取无水咖啡因原料药约60mg置于2ml量瓶中，250W超声处理20s，加入0.3ml对照品储备液1-3，用稀释剂稀释至刻度，摇匀，过滤，即得。平行配制3份。
Figure BDA0003584516560000082
结果显示：硫酸二甲酯的回收率均在102％～112％范围内，RSD(n＝9)≤10％，表明该方法准确度良好。
1.7精密度
(1)重复性
按100％加标供试品溶液配制方法平行配制6份进行测定，结果如下：
Figure BDA0003584516560000091
结果显示：重复性结果RSD均不大于20％，回收率均在80％～120％范围之内。
(2)中间精密度
分别由两名实验人员在不同日期按100％加标供试品溶液配制样品进行测定，结果如下：
Figure BDA0003584516560000092
结果表明，中间精密度结果平均RSD均不大于20％，回收率均在80％～120％范围之内。
1.8耐用性
在其他条件不变的情况下，分别改变初始条件中柱温(±5℃)、流速(±0.1ml/min)和进样口温度(±5℃)，取对照品溶液、灵敏度溶液、供试品溶液和供试品加标溶液进样，考察对结果的影响，结果如下：
Figure BDA0003584516560000101
Figure BDA0003584516560000102
Figure BDA0003584516560000103
Figure BDA0003584516560000104
Figure BDA0003584516560000111
结果表明，在以上色谱条件内，该方法测定结果无显著差异，方法耐用性良好。
1.9溶液稳定性
取加标供试品溶液在室温条件下放置0h、2.5h、4.4h、14.1h、23.8h、28.2h，对照品溶液在室温条件下放置0h、2.8h、5.3h、7.2h、16.9h、26.5h、31.0h，进样测定，结果如下：
Figure BDA0003584516560000112
Figure BDA0003584516560000113
结果表明，对照品溶液在室温条件下放置31.0小时内溶液稳定性良好，供试品加标溶液在室温条件下放置28.2小时内溶液稳定性良好。
对比例1
稀释剂筛选：和实施例1不同的是，分别采用二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二氯甲烷-甲醇(50：1)混合溶剂、氯仿-甲醇(50：1)混合溶剂作为稀释剂，其余条件和实验方法均同实施例1。供试品溶液含量检测结果如下：
DMF DMSO NMP 二氯甲烷-甲醇 氯仿-甲醇
未检出 未检出 未检出 未检出 未检出
未检出 未检出 未检出 未检出 未检出
对比例2
和实施例1不同的是，超声处理时间为5s、5min，其余条件均相同。
对比例3
色谱柱：DB-624UI(30m×0.32mm，ID1.8μm)
进样口温度：220℃
流速：1.5mL/min
进样体积：1μL
分流比：50:1
升温程序：60℃for 2min，15℃/min to 150℃for 2min，40℃/min to 230℃for0min。
检测器：质谱
采集模式：EI
扫描模式：CSAN(5.0-9.0min 35-300)
离子源温度：230℃
四级杆温度：150℃
传输线温度：280℃
这个条件出峰条件7.4min，时间比原方法(5.1min)长。
对比例4
色谱柱筛选：和实施例1不同的是，分别采用Resteck Rxi-5Sil MS、DB-35MS色谱柱进行检测，其余条件均相同。
对比例2-4统计结果如下：
Figure BDA0003584516560000131
Figure BDA0003584516560000132
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无水咖啡因中硫酸二甲酯检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备供试品溶液：向无水咖啡因原料药中加入二氯甲烷，超声处理10-120s，过滤得供试品溶液；
(2)采用气相色谱-质谱法测定，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：95-105℃
进样口温度：215-225℃
流速：1.4-1.6mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，二氯甲烷和无水咖啡因原料药的体积质量比为1：25-335(mL：mg)。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，二氯甲烷和无水咖啡因原料药的体积质量比为1：30(mL：mg)。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)的操作步骤为：精密称取无水咖啡因原料药置于量瓶中，用二氯甲烷超声溶解并稀释至刻度，摇匀，过滤，即得。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，超声处理的功率为100-250W。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，超声处理的功率为250W。
7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，超声处理的时间为20s。
8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：100℃
进样口温度：215-225℃
流速：1.4-1.6mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：100℃
进样口温度：220℃
流速：1.4-1.6mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，色谱条件为：
色谱柱：DB-624UI
柱温：100℃
进样口温度：220℃
流速：1.5mL/min
分流比：20:1
升温程序：100℃维持3.0min，以20℃/min升温速率升温至220℃并保持2min，后运行250℃维持2.0min
传输线温度：280℃
四级杆温度：150℃
离子源温度：230℃
空白溶液和稀释剂：二氯甲烷。
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