Gadobutrol: Development and Validation of a Method for Determining the Content of Elemental Impurities Using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

V. M. Shchukin; Yu. N. Shvetsova; V. A. Lapina; N. E. Kuz'mina; В. М. Щукин; Ю. Н. Швецова; В. А. Лапина; Н. Е. Кузьмина

doi:10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435

Гадобутрол: разработка и валидация методики определения содержания элементных примесей методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

В. М. Щукин, Ю. Н. Швецова, В. А. Лапина, Н. Е. Кузьмина

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435

Полный текст:

PDF (Rus) HTML XML Допфайлы

сгенерировать QR код

Содержание

Перейти к:

Резюме

ВВЕДЕНИЕ. Гадобутрол – макроциклический препарат на основе гадолиния, который используется в качестве контрастного вещества при диагностике методом магнитно-резонансной томографии. По фармакопейным требованиям в нем необходимо проводить оценку содержания элементных примесей. Высокие концентрации гадолиния по сравнению с нормируемым содержанием примесей требуют специальных подходов к элементному анализу.

ЦЕЛЬ. Разработка и валидация методики определения элементных примесей в гадобутроле методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Разработку методики проводили на модельных смесях с использованием стандартных образцов анализируемых элементов (Cd, Pb, As, Hg, Co, V, Ni, Tl, Au, Pd, Ir, Os, Rh, Ru, Se, Ag, Pt, Li, Sb, Ba, Mo, Cu, Sn, Cr), варьируя смеси окислителей и способы минерализации. Для приготовления валидационных образцов использовали разбавленный в 200 раз гадобутрол (холостой раствор), к которому добавляли варьируемые количества стандартных образцов элементов. Содержание элементов определяли на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Agilent 7900. При выборе измеряемых изотопов Pt и Se учитывали изобарные интерференции, возникающие из-за высоких концентраций Gd в матрице (¹⁹⁸Pt и ⁸²Se). Для подавления полиатомных интерференций использовали столкновительную ячейку в режиме «с гелием». Для связывания OsO₄, использовали следующие стабилизаторы: водные растворы сульфита натрия (7,5 г/л), бисульфита калия (7,5 г/л) и тиомочевины (1 г/л).

РЕЗУЛЬТАТЫ. Установлено, что использование Н₂О₂ не приводит к заметному преимуществу в степени извлечения элементов. Оптимальный вариант пробоподготовки: микроволновая минерализация в смеси азотной и хлористоводородной кислот в соотношении 4:1 при 150 ºС. Наиболее эффективным стабилизирующим агентом для получения корректных результатов определения содержания Os является раствор тиомочевины. Оцененные валидационные параметры (линейность, правильность, повторяемость, внутрилабораторная прецизионность и специфичность) соответствуют фармакопейным критериям приемлемости. Диапазон применения методики позволяет проводить определение всех нормируемых элементов на уровне, определенном фармакопейными требованиями.

ВЫВОДЫ. Разработанную и валидированную методику рекомендуется использовать при оценке рисков негативного воздействия элементных примесей, попадающих в организм человека вместе с препаратом «Гадобутрол».

Ключевые слова

гадобутрол, элементные примеси, гадолиний, масс-спектрометрия, контрастные вещества, изотопы, тиомочевина

Для цитирования:

Щукин В.М., Швецова Ю.Н., Лапина В.А., Кузьмина Н.Е. Гадобутрол: разработка и валидация методики определения содержания элементных примесей методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2026;16(4):425-435. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435

For citation:

Shchukin V.M., Shvetsova Yu.N., Lapina V.A., Kuz'mina N.E. Gadobutrol: Development and Validation of a Method for Determining the Content of Elemental Impurities Using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Regulatory Research and Medicine Evaluation. 2026;16(4):425-435. (In Russ.) https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435

ВВЕДЕНИЕ

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это высокоинформативный неинвазивный метод диагностики, являющийся «золотым стандартом» для исследования мозга, позвоночника, суставов, сосудов и внутренних органов. Для более четкого определения границ и размеров патологий и оценки структуры тканей в МРТ используют контрастные вещества. Чаще всего используют контрастные вещества на основе гадолиния, так как этот элемент обладает специфическими магнитными характеристиками, улучшающими четкость визуализации тканей и органов [1–4]. По литературным данным, ежегодно в мире при проведении диагностических процедур методом МРТ применяют около 63 млн доз препаратов гадолиния [1]. Поскольку гадолиний является токсичным металлом, он присутствует в контрастном веществе в виде хелата, который почти полностью выводится почками, практически не вызывая токсических эффектов [5][6]. Препараты на основе гадолиния представлены линейными и макроциклическими комплексами. В настоящее время предпочтение отдается макроциклическим препаратам на основе гадолиния, поскольку они более стабильны в организме и меньше склонны к высвобождению гадолиния, что снижает риск нежелательных эффектов, а также не проникают через гематоэнцефалический барьер, что минимизирует риск побочных реакций [2][5–9]. Макроциклическим препаратом нового поколения является «Гадобутрол» (Гадовист®), который обладает высокой диагностической эффективностью и безопасностью. В то время как стандартные макроциклические средства имеют концентрацию 0,5 ммоль/мл, гадобутрол выпускается с концентрацией 1,0 ммоль/мл (в 2 раза выше). Это позволяет вводить меньший объем препарата при сохранении высокого контрастного усиления, обеспечивает быстрое выведение препарата [10] и возможность использования для пациентов любого возраста, включая новорожденных¹.

На гадобутрол, как и на другие инъекционные лекарственные препараты (ЛП), распространяется требование Государственной фармакопеи Российской Федерации (ГФ РФ)² по оценке рисков содержания элементных примесей; для оценки уровня их содержания рекомендуется использовать методы фармакопейного элементного анализа³, среди которых наиболее предпочтительным является метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). К преимуществам данного метода относятся повышенная чувствительность, широкий динамический диапазон и оперативность анализа. Метод ИСП-МС позволяет обнаружить следовые количества различных элементов в сложных многокомпонентных матрицах ЛП [11–14].

Цель работы — разработка и валидация методики определения элементных примесей в гадобутроле методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материалы

В качестве объектов исследования использовали препараты «Гадобутрол ВЕЛФАРМ, раствор для внутривенного введения 1 ммоль/мл» производства ООО «Велфарм-М» и «Гадобутрол, раствор для внутривенного введения, 1 ммоль/мл» производства ООО «МОСФАРМ» (Россия).

При проведении исследований использовались следующие реактивы: концентрированная азотная кислота (Cat. No. 6001091, tracemetal grade, 69%, Fisher Chemical, США), концентрированная хлористоводородная кислота (Cat. No. 14261-77, «Химмед», Россия), перекись водорода раствор 30–31% (Cat. No. 845250, Sigma-Aldrich, США), тиомочевина (Cat. No. T7875-5G, Sigma-Aldrich, США), сульфит натрия (Cat. No. 646705, Central Drug House, Индия), калия дисульфит (Cat. No. P2522, Sigma-Aldrich, США), вода деионизованная, очищенная на установке Milli-Q-Integral 3 (Millipore, Франция), аргон высокой чистоты (ТУ 20.11.11-006-45905715-2017, марка «5,5», 99,9995%, ООО «НИИ КМ»).

Были использованы одноэлементные стандартные образцы с аттестованным значением 1000 мг/дм³ (CO1000): Cd (Lot: U2-CD739322), Pb (Lot: V2-PB740044), As (Lot: T2-AS727506), Hg (Lot: V2-HG748947), Co (Lot: V2-CO748612), V (Lot: V2-V743114), Ni (Lot: V2-NI744433), Tl (Lot: T2-TL716970), Au (Lot: X2-AU759490), Pd (Lot: U2-PD731384), Ir (Lot: V2-IR749395), Os (Lot: X2-OS758938), Ru (Lot: U2-RU736766), Se (Lot: U2-SE732725), Ag (Lot: V2-AG746267), Pt (Lot: U2-PT736767), Li (Lot: V2-LI747084), Sb (Lot: W2-SB752548), Mo (Lot: U2-MO737576), Sn (Lot: T2-SN721962), Cr (Lot: T2-CR716104) Inorganic Ventures, CША; Ba (Lot: 15/21К-1-ЦСО ГСО ЦСООВ, Россия), Rh (Lot: HC31518145 Supelco, CША), Cu (Lot: BCCL9950 Sigma-Aidrich, CША).

Для фильтрования растворов перед анализом использовался фильтр «синяя лента» производства «Sartorius» (Германия).

При разработке методики использовали различные смеси окислителей и различные способы минерализации образцов: с помощью термоблока ПЭ-4030 производства ООО «Экохим» (температура разложения 110 ºС, методика Agilent Technologies⁴) и системой микроволновой пробоподготовки Ethos Up, Millestone, Италия (150 ºС, программа разложения, приведенная в рекомендациях Agilent Technologies⁵).

Методы

Разработку методики проводили на модельной смеси, которую готовили следующим образом: в мерную колбу на 10 мл добавляли стандартные образцы анализируемых элементов (Cd, Pb, As, Hg, Co, V, Ni, Tl, Au, Pd, Ir, Os, Rh, Ru, Se, Ag, Pt, Li, Sb, Ba, Mo, Cu, Sn, Cr) и доводили до метки раствором гадобутрола (1/200 об/об). Количества добавляемых элементов соответствовали концентрациям 1 ПДК при инъекционном введении препарата⁶.

Пробоподготовка к масс-спектрометрическому анализу

К 1 мл модельной смеси добавляли 10 мл различных окислительных смесей и проводили минерализацию по методикам, представленным в рекомендациях Agilent Technologies⁷. Полученные после разложения растворы количественно переносили в мерные колбы объемом 200 мл, предварительно отфильтровав через фильтр беззольный, доводили объем раствора до метки деионизованной водой и перемешивали. Полученный образец направляли на элементный анализ.

Содержание анализируемых элементов определяли на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой Agilent 7900 (Agilent, США), фиксируя интенсивность сигналов следующих изотопов (а.е.м.):⁷Li, ⁵¹V, ⁵²Cr, ⁵⁹Co, ⁶⁰Ni, ⁶³Cu, ⁷⁵As, ⁸²Se, ⁹⁵Mo, ¹⁰¹Ru, ¹⁰³Rh, ¹⁰⁵Pd, ¹⁰⁷Ag, ¹¹¹Cd, ¹¹⁸Sn, ¹²¹Sb, ¹³⁷Ba, ¹⁹²Os, ¹⁹³Ir, ¹⁹⁶Pt, ¹⁹⁷Au, ²⁰²Hg, ²⁰⁵Tl, ²⁰⁸Pb. Параметры эксперимента: мощность плазмы — 1550 Вт; поток плазменного газа (аргон) — 15,0 л/мин, поток газа-носителя (аргон) — 1,05 л/мин, поток вспомогательного газа (аргон) — 0,9 л/мин, поток газа столкновительной ячейки (He) — 3 мл/мин, температура распылительной камеры Скотта — 2 °С, скорость подачи образца — 0,1 об/с.

Обработка результатов масс-анализа проводилась автоматически, программным обеспечением масс-спектрометра (MassHunter 4.5).

Валидацию методики проводили в соответствии с фармакопейными требованиями⁸ по следующим характеристикам: аналитическая область методики (диапазон применения), линейность, правильность, повторяемость, внутрилабораторная прецизионность и специфичность.

Были определены предел обнаружения (ПО) и предел количественного определения (ПКО). Данные величины для каждого элемента в растворе (мкг/л) рассчитывали по формулам (1) и (2) соответственно:

ПО=3,3×S/b, (1)

ПКО=10×S/b, (2)

где S — стандартное отклонение аналитического сигнала (информация из анализа холостого раствора); b — коэффициент чувствительности, представляющий собой отношение аналитического сигнала к определяемой величине (тангенс угла наклона калибровочной кривой). Значения S и b рассчитываются автоматически программным обеспечением масс-спектрометра при построении калибровочного графика.

Для приготовления валидационных образцов и калибровочных растворов использовали разбавленный в 200 раз образец гадобутрола (холостой раствор), к которому добавляли варьируемые количества стандартных образцов определяемых элементов для получения концентраций в диапазоне 40÷160% от номинального значения ПДК без учета разбавления. Для каждого образца определяли среднее значение по результатам трех параллельных измерений (n=15).

Статистическую обработку данных, включая расчет критериев Фишера и Стьюдента, выполняли с помощью программы Microsoft Excel 2007 с подключенным пакетом «Анализ данных». Критерий Фишера применялся для проверки значимости различий степени извлечения (Z_i) между дисперсиями двух независимых серий результатов анализа, предварительно прошедших проверку на соответствие закону нормального распределения. Критерий Стьюдента использовался для сравнения средних арифметических значений в указанных сериях измерений.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Разработка методики

На первом этапе исследования был проведен скрининг содержания элементных примесей в препарате «Гадобутрол» по представленной в литературе методике анализа⁹ и выбран образец с минимальным уровнем контаминации, который использовали в дальнейшем при разработке и валидации методики. Затем оптимизировали процедуру пробоподготовки, используя комбинации концентрированной азотной кислоты с другими окислителями, так как элементы платиновой группы, включая Pt, Pd, Os, Ir, Ru и Rh, не полностью растворяются при использовании только HNO₃ [14][15]. Сравнивали следующие методы пробоподготовки:

1) минерализация с помощью термоблока, окислительная смесь — смесь азотной и хлористоводородной кислот с пероксидом водорода в соотношении 1:3:0,5 (метод 1¹⁰);

2) микроволновая минерализация, окислительная смесь — смесь азотной и хлористоводородной кислот с пероксидом водорода в соотношении и 4:1:2 (метод 2¹¹);

3) микроволновая минерализация в окислительной смеси азотной и хлористоводородной кислот в соотношении 4:1 (метод 3).

При выборе измеряемых изотопов Pt и Se учитывали изобарные интерференции [16][17], возникающие из-за высоких концентраций Gd в матрице. Все изотопы Pt в той или иной степени подвержены спектральному перекрытию с полиатомными частицами, содержащими Gd, однако влияние этих наложений на изотопы ¹⁹⁶Pt и ¹⁹⁸Pt минимально [18]. Мы выбрали изотоп ¹⁹⁶Pt из-за его большей распространенности по сравнению с ¹⁹⁸Pt (25,3 и 7,2% соответственно).

Интерференции от двузарядных изотопов гадолиния могут мешать определению всех основных изотопов Se [16][19], за исключением ⁸²Se⁺, который подвержен полиатомной помехе ⁴⁰Ar₂H²⁺. Хлорид-ионы, образующиеся при масс-спектрометрическом анализе из-за использования соляной кислоты, вызывают полиатомные интерференции в ICP-MS: для ⁵¹V это главным образом ³⁵Cl¹⁶O⁺, а для ⁷⁵As — ⁴⁰Ar³⁵Cl⁺; аналогичные хлорид-зависимые помехи затрагивают и определение ⁵²Cr, также на него оказывает влияние образующийся в органической матрице ⁴⁰Ar¹²C⁺. Хлориды, образующиеся при использовании в эксперименте хлористоводородной кислоты, также вызывают полиатомные интерференции при определении ⁵¹V, ⁵²Cr и ⁷⁵As [20]. Одним из основных способов подавления этих полиатомных интерференций является использование столкновительной ячейки в режиме «с гелием» [20–22].

Результаты оценки открываемости элементов (Zi = (найдено / введено) × 100%), с использованием методов пробоподготовки 1–3 представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты оценки открываемости методик

Table 1. Results of recovery assessment for the methods

Элемент *Element*	Открываемость *Recovery*			Элемент *Element*	Открываемость *Recovery*			Элемент *Element*	Открываемость *Recovery*
Элемент *Element*	Метод 1 *Method 1*	Метод 2 *Method 2*	Метод 3 *Method 3*	Элемент *Element*	Метод 1 *Method 1*	Метод 2 *Method 2*	Метод 3 *Method 3*	Элемент *Element*	Метод 1 *Method 1*	Метод 2 *Method 2*	Метод 3 *Method 3*
¹¹¹Cd	73,0±4,2	91,6±2,3	87,8±3,5	¹⁹⁷Au	86,9±3,2	113,3±2,0	100,5±1,2	¹⁹⁸Pt	81,0±6,2	88,0±4,9	95,8±5,0
²⁰⁸Pb	91,2±5,4	98,6±3,7	99,4±4,2	¹⁰⁵Pd	64,5±4,5	90,5±3,5	87,3±3,8	⁷Li	69,3±5,4	78,5±4,7	72,6±4,8
⁷⁵As	75,0±6,6	101,6±4,9	104,3±4,0	¹⁹³Ir	70,4±4,0	114,8±4,2	102,3±5,7	¹²¹Sb	86,2±1,5	105,1±2,4	93,6±1,9
²⁰²Hg	52,0±6,3	89,9±3,4	87,4±4,2	¹⁹²Os	112,2±7,8	173,3±7,7	163,9±8,6	¹³⁷Ba	80,7±3,0	88,8±2,6	93,2±1,8
⁵⁹Co	94,4±2,0	88,5±1,8	93,1±2,5	¹⁰³Rh	70,1±4,6	91,9±3,3	87,7±3,0	⁹⁵Mo	79,7±3,8	86,3±3,1	106,9±2,6
⁵¹V	75,1±8,1	80,2±5,3	87,3±5,0	¹⁰¹Ru	72,9±5,5	92,6±3,4	87,6±3,6	⁶³Cu	78,2±3,4	80,2±2,2	91,8±2,3
⁶⁰Ni	74,0±2,9	90,1±2,0	81,2±4,3	⁸²Se	87,2±4,4	84,3±3,0	100,4±2,4	¹¹⁸Sn	76,5±3,9	102,6±2,9	99,3±1,8
²⁰⁵Tl	80,8±3,1	86,1±2,4	87,0±2,8	¹⁰⁷Ag	76,4±7,6	109,8±5,5	105,8±4,7	⁵²Cr	73,2±2,2	104,9±2,9	109,6±1,9

Таблица составлена авторами по собственным данным / The table was prepared by the authors using their own data

Результаты разложения образцов с помощью термоблока (табл. 1) показывают заметные потери анализируемых элементов, связанные, по всей видимости, с двухстадийностью процесса (кислотное разложение и дополнительная стадия с пероксидом водорода) и общей трудоемкостью методики, поэтому предпочтение было отдано микроволновому разложению. Использование пероксида водорода не приводит к заметному преимуществу в степени извлечения элементов, однако усложняет процесс пробоподготовки. В связи с этим в дальнейших исследованиях отказались от использования пероксида водорода и применяли метод пробоподготовки № 3.

Следует отметить, что при микроволновом разложении открываемость осмия не удовлетворяла критериям приемлемости (Zi от 70 до 150%)¹². Проблема определения осмия вызвана тем, что этот элемент во время разложения образца может образовывать летучий и токсичный OsO₄. Летучая природа этого оксида может привести к неконтролируемым потерям во время подготовки образца или заметному завышению результата из-за «эффекта памяти» [15][23]. Для получения корректных результатов определения содержания Os применяют стабилизацию растворов тиомочевиной [15][21][24], сульфитом натрия [23], дисульфитом калия [23], соляной кислотой¹³ и сложными смесями реагентов [25][26].

На следующем этапе исследований были изучены различные способы связывания OsO₄, рекомендованные N. Takayama с соавт. [23]. Для этого в образцы, минерализованные по методу 3, непосредственно после вскрытия сосуда для разложения добавляли водные растворы сульфита натрия 7,5 г/л (метод 4), бисульфита калия 7,5 г/л (метод 5) и тиомочевины 1 г/л (метод 6). В таблице 2 приведены результаты исследования различных методов стабилизации минерализованного раствора.

Таблица 2. Результаты оценки открываемости методик со стабилизирующими агентами

Table 2. Results of recovery assessment for the methods using stabilizing agents

Элемент *Element*	Открываемость *Recovery*			Элемент *Element*	Открываемость *Recovery*			Элемент *Element*	Открываемость *Recovery*
Элемент *Element*	Метод 4 *Method 4*	Метод 5 *Method 5*	Метод 6 *Method 6*	Элемент *Element*	Метод 4 *Method 4*	Метод 5 *Method 5*	Метод 6 *Method 6*	Элемент *Element*	Метод 4 *Method 4*	Метод 5 *Method 5*	Метод 6 *Method 6*
¹¹¹Cd	80,3±3,0	83,7±3,4	86,9±2,2	¹⁹⁷Au	97,0±2,9	95,4±2,6	96,8±2,0	¹⁹⁶Pt	77,0±3,7	82,9±1,2	91,8±1,8
²⁰⁸Pb	93,7±3,3	94,0±2,8	100,6±2,0	¹⁰⁵Pd	84,2±3,6	80,0±2,5	87,1±2,8	⁷Li	75,3±4,0	78,7±4,2	83,0±2,4
⁷⁵As	89,2±3,6	93,5±5,2	95,1±3,2	¹⁹³Ir	96,5±0,4	97,2±2,2	99,0±1,7	¹²¹Sb	85,5±4,4	79,9±2,7	98,7±2,2
²⁰²Hg	91,7±5,3	89,9±2,7	92,6±2,3	¹⁹²Os	82,6±3,5	80,3±3,4	84,2±2,6	¹³⁷Ba	86,6±1,9	89,2±2,4	92,7±1,0
⁵⁹Co	84,2±2,7	86,3±2,4	95,0±1,9	¹⁰³Rh	92,0±2,8	94,8±3,2	99,7±1,9	⁹⁵Mo	83,5±3,0	85,1±2,1	98,9±2,2
⁵¹V	75,8±2,4	80,1±2,7	84,4±1,5	¹⁰¹Ru	95,0±1,3	90,8±2,5	99,8±2,1	⁶³Cu	88,4±1,3	92,0±0,9	103,5±2,8
⁶⁰Ni	78,4±3,3	77,9±3,4	81,8±2,4	⁸²Se	88,8±5,5	91,8±3,4	97,6±4,3	¹¹⁸Sn	82,3±2,5	86,9±2,9	103,7±2,8
²⁰⁵Tl	84,3±3,4	85,7±3,5	86,2±1,9	¹⁰⁷Ag	93,7±3,9	90,1±3,7	91,3±1,6	⁵²Cr	86,9±3,1	94,1±2,8	103,0±2,5

Таблица составлена авторами по собственным данным / The table was prepared by the authors using their own data

Стабилизация минерализованных растворов тиомочевиной показала наилучшие результаты, при этом концентрация данного стабилизирующего агента (1 г/л) была минимальна, что уменьшает возникающий матричный эффект. Наблюдался несомненный стабилизирующий эффект и от растворов сульфита натрия и бисульфита калия, однако этот эффект достигался при заметно более высокой концентрации (7,5 г/л) данных агентов в испытуемом растворе.

Таким образом, разработанная методика определения элементных примесей в препарате «Гадобутрол» методом ИСП-МС заключается в следующем: к 1 мл препарата добавляют 8 мл концентрированной азотной кислоты и 2 мл концентрированной соляной кислоты, помещают в тефлоновый сосуд для микроволнового разложения и проводят минерализацию при температуре 150 ºС согласно методике Agilent Technologies¹⁴. После вскрытия сосудов образец переносят в мерную колбу на 200 мл и доводят водным раствором тиомочевины 1 г/л до метки. Измеряют содержание изотопов анализируемых элементов, указанных в разделе «Материалы и методы». Калибровочные растворы готовят на основе гадобутрола.

Валидация методики

Определение значений ПО и ПКО. По результатам построения калибровочной кривой и анализа холостого раствора были рассчитаны ПО и ПКО (табл. 3).

Таблица 3. Результаты оценки предела обнаружения и предела количественного определения методики

Table 3. Results of the assessment of the limit of detection and limit of quantification for the method

Элемент *Element*	Параметр *Parameter*			Элемент *Element*	Параметр *Parameter*			Элемент *Element*	Параметр *Parameter*
Элемент *Element*	S/b	ПО, мкг/л *LOD, µ***g/L	ПКО, мкг/л *LOQ, µ***g/L	Элемент *Element*	S/b	ПО, мкг/л *LOD, µ***g/L	ПКО, мкг/л *LOQ, µ***g/L	Элемент *Element*	S/b	ПО, мкг/л *LOD, µ***g/L	ПКО, мкг/л *LOQ, µ***g/L
¹¹¹Cd	0,0026	0,009	0,026	¹⁹⁷Au	0,0340	0,112	0,337	¹⁹⁶Pt	0,1250	0,413	1,238
²⁰⁸Pb	0,1180	0,389	1,168	¹⁰⁵Pd	0,0239	0,079	0,237	⁷Li	0,1830	0,604	1,812
⁷⁵As	0,3130	1,033	3,099	¹⁹³Ir	0,0398	0,131	0,394	¹²¹Sb	0,2402	0,793	2,378
²⁰²Hg	0,0710	0,234	0,703	¹⁹²Os	0,0910	0,300	0,901	¹³⁷Ba	1,0320	3,406	10,217
⁵⁹Co	0,0161	0,053	0,159	¹⁰³Rh	0,0001	0,000	0,001	⁹⁵Mo	0,0079	0,026	0,078
⁵¹V	0,2048	0,676	2,028	¹⁰¹Ru	0,0034	0,011	0,034	⁶³Cu	0,1707	0,563	1,690
⁶⁰Ni	0,4497	1,484	4,452	⁸²Se	0,8716	2,876	8,629	¹¹⁸Sn	0,1059	0,349	1,048
²⁰⁵Tl	0,0008	0,003	0,008	¹⁰⁷Ag	0,2230	0,736	2,208	⁵²Cr	0,9140	3,016	9,049

Таблица составлена авторами по собственным данным / The table was prepared by the authors using their own data

Примечание. S/b — отношение стандартного отклонения аналитического сигнала холостого раствора к коэффициенту чувствительности (тангенсу угла наклона калибровочной кривой); ПО — предел обнаружения, ПКО — предел количественного определения.

Note. S/b, ratio of the standard deviation of the analytical signal of the blank solution to the sensitivity coefficient (slope of the calibration curve); LOD, limit of detection; LOQ, limit of quantification.

Фармакопейные критерии приемлемости полученных значений ПКО: менее ½ от нормируемой концентрации каждого определяемого элемента¹⁵. Согласно полученным данным, валидируемая методика соответствует фармакопейным требованиям к ПКО.

Диапазон применения. Аналитическую область валидируемой методики определили в диапазоне 50÷150% от ПДК каждого из элементов (диапазон определения открываемости¹⁶).

Линейность. При оценке линейности определяли зависимость интенсивности сигнала от концентрации элемента в диапазоне 0,5÷1,5 ПДК. Результаты исследования приведены в таблице S4. Результаты оценки линейности валидируемой методики (опубликована на сайте журнала¹⁷) и рисунке 1. Полученные данные соответствуют фармакопейным требованиям к линейности методик, основанных на методе ИСП-МС¹⁸: коэффициент корреляции r≥0,99 и отношение относительных стандартных отклонений (RSD) для наименьшего и наибольшего уровня калибровки должно лежать в диапазоне 0,5÷2,0.

Рисунок составлен авторами по собственным данным / The figure was prepared by the authors using their own data

Рис. 1. Линейная зависимость интенсивности сигналов анализируемых элементов от их концентрации в валидационных образцах. А — Co, Rh, Pd, Cd, Hg, Pb. B — V, Ag, Ir, Pt, Tl, Os. C — Li, Cr, Cu, Mo, Sn, Ba. D — Ni, As, Se, Ru, Au, Sb. r — коэффициент корреляции; имп./с — импульсов в секунду.

Fig. 1. Linear dependence of the signal intensity on the concentration of the analyzed elements in the validation samples. A: Co, Rh, Pd, Cd, Hg, Pb; B: V, Ag, Ir, Pt, Tl, Os; C: Li, Cr, Cu, Mo, Sn, Ba; D: Ni, As, Se, Ru, Au, Sb. r, correlation coefficient; cps, counts per second.

Правильность. Правильность методики определяли путем оценки открываемости с использованием валидационных модельных образцов с концентрациями в диапазоне от 0,5 до 1,5 ПДК. Данные по открываемости приведены в таблице S5. Результаты оценки правильности валидируемой методики (опубликована на сайте журнала¹⁹). Полученные результаты соответствуют фармакопейным критериям приемлемости (70÷150% для среднего значения 3-х параллельных определений для каждого уровня концентрации)²⁰.

Повторяемость и внутрилабораторную прецизионность оценивали по результатам 3-х определений для каждого из 3-х уровней определяемых величин (нижнего, среднего и верхнего). Критерии приемлемости этих показателей: относительное стандартное отклонение не должно превышать 20% для условий повторяемости и 25% для условий промежуточной (внутрилабораторной) прецизионности²¹.

Анализ экспериментальных данных (табл. S6. Статистические характеристики повторяемости и внутрилабораторной прецизионности валидируемой методики. Опубликована на сайте журнала²²) свидетельствует о полном соответствии результатов оценки этих валидационных характеристик установленным критериям приемлемости для всех определяемых элементов.

Дополнительно оценены значения критериев Фишера и Стьюдента и сравнены с их критическими табличными величинами при числе степеней свободы n=16 и уровне значимости 95% (F_табл=3,44 и t_табл=2,12).

Рассчитанные значения статистических критериев (табл. S6. Статистические характеристики повторяемости и внутрилабораторной прецизионности валидируемой методики. Опубликована на сайте журнала²³) оказались ниже соответствующих табличных порогов. Это подтверждает отсутствие статистически значимых различий между результатами, полученными различными операторами лаборатории, и свидетельствует о высокой воспроизводимости методики.

Значения RSD для условий повторяемости и внутрилабораторной прецизионности не превышали 10%, что значительно ниже фармакопейных требований. Таким образом, валидируемая аналитическая методика характеризуется приемлемым уровнем прецизионности.

Специфичность подтверждена выполнением требования для правильности определения всех элементов. Методика позволяет однозначно оценивать концентрацию каждого элемента на фоне присутствующих в валидационном модельном образце других элементов.

Следует признать, что в ходе данной работы разработка и валидация методики ограничивались рамками исследования элементов основного списка возможных примесей без экстраполяции на требования подраздела «Другие элементы». В частности, в рамках исследования не проводилась оценка содержания примесей редкоземельных элементов, возникающих при выделении Gd [7]. В связи с этим в качестве приоритетной задачи для последующих исследований представляется разработка высокочувствительных аналитических методик для идентификации и количественного определения указанных микропримесей с целью подтверждения их отсутствия или установления допустимых уровней, не влияющих на качество препарата.

Результаты валидационных исследований подтверждают возможность включения разработанной методики в Государственную фармакопею Российской Федерации.

ВЫВОДЫ

1. Разработана методика определения содержания 24 нормируемых элементных примесей в лекарственном препарате «Гадобутрол» методом ИСП-МС, учитывающая изобарные интерференции, возникающие из-за высоких концентраций Gd в матрице, и необходимость стабилизации летучих соединений Os.

2. Подобраны оптимальные условия пробоподготовки (микроволновое разложение в смеси азотной и хлористоводородной кислот, соотношение 4:1) и выбран наиболее подходящий стабилизирующий агент: раствор тиомочевины с концентрацией 1 г/л.

3. В рамках выбранного диапазона применения разработанной методики (50÷150% от значений ПДК) получены удовлетворительные результаты по основным валидационным параметрам (специфичность, величина ПКО, линейность, правильность, прецизионность на уровнях повторяемости и внутрилабораторной прецизионности).

4. Разработанную и валидированную методику рекомендуется использовать при оценке рисков негативного воздействия элементных примесей, попадающих в организм человека вместе с препаратом «Гадобутрол».

Дополнительная информация. Таблицы S4–S6 размещены на сайте журнала «Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств».

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table4

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table5

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table6

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: В.M. Щукин — поиск и анализ литературных данных, написание текста рукописи; Ю.Н. Швецова — получение экспериментальных данных, обработка результатов; В.А. Лапина — пробоподготовка, получение экспериментальных данных; Н.Е. Кузьмина — дизайн исследования, интерпретация результатов исследования, критический пересмотр текста рукописи.

Использование генеративного искусственного интеллекта. Авторы заявляют, что не использовали генеративный ИИ при подготовке рукописи.

Supplementary information. Tables S4–S6 are available on the website of Regulatory Research and Medicine Evaluation.

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table4

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table5

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table6

Author contributions. All authors confirm that they meet the ICMJE criteria for authorship. The most significant contributions were as follows. Victor M. Shchukin searched and analyzed literature data, drafted the manuscript. Yulia N. Shvetsova acquired experimental data, analyzed the results. Varvara A. Lapina prepared samples, acquired experimental data. Natalia E. Kuz'mina designed the study, interpreted the results, critically revised the manuscript.

Use of generative artificial intelligence. The authors declare that they did not use generative artificial intelligence during the preparation of this manuscript.

1. Bayer получил разрешение для применения препарата Гадобутрол (Гадовист®) в России у детей в возрасте до 2 лет. Качественная клиническая практика. 2024. https://www.clinvest.ru/jour/announcement/view/5043

2. ОФС.1.1.0040 Элементные примеси. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.

3. Там же.

4. Whitecotton L, McCurdy CJ, Liba A. Validating performance of an Agilent 7800 ICP-MS for USP < 232>/< 233>.

ICH Q3D. Q2 (R1): Elemental impurity analysis in pharmaceuticals. 2023.

5. Hussain S, Liba A, McCurdy E. Validating the Agilent 7700x/7800 ICP-MS for the determination of elemental impurities in pharmaceutical ingredients according to draft USP general chapters <232>/<233>. Agilent Technologies; 2015.

6. ОФС.1.1.0040 Элементные примеси. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.

7. Whitecotton L, McCurdy CJ, Liba A. Validating performance of an Agilent 7800 ICP-MS for USP < 232>/< 233>.

Hussain S, Liba A, McCurdy E. Validating the Agilent 7700x/7800 ICP-MS for the determination of elemental impurities in pharmaceutical ingredients according to draft USP general chapters <232>/<233>. Agilent Technologies; 2015.

8. ОФС.1.1.0040 Элементные примеси. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.

9. Hussain S, Liba A, McCurdy E. Validating the Agilent 7700x/7800 ICP-MS for the determination of elemental impurities in pharmaceutical ingredients according to draft USP general chapters <232>/<233>. Agilent Technologies; 2015.

10. Whitecotton L, McCurdy CJ, Liba A. Validating performance of an Agilent 7800 ICP-MS for USP < 232>/< 233>.

ICH Q3D. Q2 (R1): Elemental impurity analysis in pharmaceuticals. 2023.

11. Hussain S, Liba A, McCurdy E. Validating the Agilent 7700x/7800 ICP-MS for the determination of elemental impurities in pharmaceutical ingredients according to draft USP general chapters <232>/<233>. Agilent Technologies; 2015.

12. ОФС.2.1.4.23 Определение примесей элементов. Фармакопея ЕАЭС. 2023.

13. Hussain S, Liba A, McCurdy E. Validating the Agilent 7700x ICP-MS for the determination of elemental impurities in pharmaceutical ingredients according to draft USP general chapters. Agilent Technologies; 2011.

14. Hussain S, Liba A, McCurdy E. Validating the Agilent 7700x/7800 ICP-MS for the determination of elemental impurities in pharmaceutical ingredients according to draft USP general chapters <232>/<233>. Agilent Technologies; 2015.

15. ОФС.1.1.0040 Элементные примеси. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.

ОФС.2.1.4.23 Определение примесей элементов. Фармакопея ЕАЭС. 2023.

16. ОФС.1.1.0040 Элементные примеси. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.
ОФС.2.1.4.23 Определение примесей элементов. Фармакопея ЕАЭС. 2023.

17. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table4

18. ОФС.1.2.1.1.0015 Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.

19. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table5

20. ОФС.1.1.0040 Элементные примеси. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.

21. ОФС.1.1.0040 Элементные примеси. Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М.; 2023.

ОФС.2.1.4.23 Определение примесей элементов. Фармакопея ЕАЭС. 2023.

22. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table6

23. Там же.

Список литературы

1. Quattrocchi CC, Rovira À., van der Molen AJ, Mallio CA. ESR essentials: Gadolinium-wise MRI – Practice recommendations by the European Society for Magnetic Resonance in Medicine and Biology. Eur Radiol. 2025;35(6):3347–53. https://doi.org/10.1007/s00330-024-11214-4

2. Islam MT, Tsnobiladze V. The application, safety, and recent developments of commonly used gadolinium-based contrast agents in MRI: A scoping review. Eur Med J. 2024;9(3):63–73. https://doi.org/10.33590/emj/ZRVN2069

3. Shahid I, Joseph A, Lancelot E. Use of real-life safety data from international pharmacovigilance databases to assess the importance of symptoms associated with gadolinium exposure. Invest Radiol. 2022;57(10):664–73. https://doi.org/10.1097/RLI.0000000000000880

4. Uldin H, Davies AM, Botchu R. Changing practices in gadolinium-enhanced direct magnetic resonance arthrography: A UK based survey. Br J Radiol. 2026;99(1177):55–8. https://doi.org/10.1093/bjr/tqaf285

5. Starekova J. Pirasteh, A. Reeder SB. Update on gadolinium-based contrast agent safety, from the AJR special series on contrast media. AJR Am J Roentgenol. 2024;223(3):e2330036. https://doi.org/10.2214/AJR.23.30036

6. Харламов ВГ, Кулаков ВН, Липенгольц АА, Шимановский НЛ. Стабильность гадолинийсодержащих магнитно-резонансных контрастных средств в присутствии ионов цинка и кальция в различных средах. Вестник Российского государственного медицинского университета. 2016;(1):66–70. https://doi.org/10.24075/brsmu.2016-01-12

7. Veiga M, Mattiazzi P, de Gois JS, et al. Presence of other rare earth metals in gadolinium-based contrast agents. Talanta. 2020;216:120940. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.120940

8. Hoggard N, Roditi GH. T1 hyperintensity on brain imaging subsequent to gadolinium-based contrast agent administration: What do we know about intracranial gadolinium deposition? Br J Radiol. 2017;90(1069):20160590. https://doi.org/10.1259/bjr.20160590

9. Шубникова ЕВ, Букатина ТМ, Каперко ДА и др. Постмаркетинговые исследования безопасности лекарственных средств: анализ рекомендаций зарубежных регуляторных органов. Безопасность и риск фармакотерапии. 2018;6(3):130–7. https://doi.org/10.30895/2312-7821-2018-6-3-130-137

10. Панов ВО. Шимановский НЛ. Диагностическая эффективность и безопасность макроциклических гадолинийсодержащих магнитно-резонансных контрастных средств. Вестник рентгенологии и радиологии. 2017;98(3):159–66. https://doi.org/10.20862/0042-4676-2017-98-3-159-166

11. Ramamoorthy S. Impurity characterization across drug development stages: analytical methodologies and regulatory perspectives. Pharm Res. 2026;43:1799–1820. https://doi.org/10.1007/s11095-026-04054-y

12. Harrington JM, Seibert DS, Williams G, et al. The Product Quality Research Institute elemental impurity interlaboratory study: Results and implications for industry. J Trace Elem Miner. 2025;12:100227. https://doi.org/10.1016/j.jtemin.2025.100227

13. Швецова ЮН, Ерина АА, Щукин ВМ, Кузьмина НЕ. Разработка и валидация методики определения элементных примесей в флудезоксиглюкозе (18F) методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2025;15(4):444–50. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2025-15-4-444-450

14. Korbi I, Menta M, Verdeil J, et al. Rapid and precise determination of elemental impurities in pharmaceutical products by ICP-MS using combined standard addition and isotope dilution methods. Microchem J. 2025;217:114785. https://doi.org/10.1016/j.microc.2025.114785

15. Gu X, Zhu S, Yan L, et al. Development of a sample preparation method for accurate analysis of 24 elemental impurities in oral drug products by ICP-MS according to USP/ICH guidelines. J Anal At Spectrom. 2021;36(3):512–7. https://doi.org/10.1039/D0JA00519C

16. Wilschefski S, Baxter M, Pool G. A simple equation to correct for gadolinium interference on plasma selenium measurement using inductively coupled plasma mass spectrometry. Ann Clin Biochem. 2020;57(3):234–41. https://doi.org/10.1177/0004563220922561

17. Steuerwald AJ, Parsons PJ, Arnason JG, et al. Trace element analysis of human urine collected after administration of Gd-based MRI contrast agents: characterizing spectral interferences using inorganic mass spectrometry. J Anal At Spectrom. 2013;28(6):821–30. https://doi.org/10.1039/C3JA30331D

18. Day P, Erdahl S, Eckdahl S, et al. Gadolinium-based contrast agents: A clinically significant analytical interference in inductively coupled plasma mass spectrometry elemental analysis. Ann Clin Biochem. 2019;56(6):638–45. https://doi.org/10.1177/0004563219856031

19. Walter A, Nelms S, Harrington CF, Taylor A. Interference of gadolinium on the measurement of selenium in human serum by inductively coupled plasma-quadrupole mass spectrometry. Ann Clin Biochem. 2011;48(2):176–7. https://doi.org/10.1258/acb.2010.010030

20. Mazurova I, Khvaschevskaya A, Guseva N. The choice of conditions for the determination of vanadium, chromium and arsenic concentration in waters by ICP-MS using collision mode. Procedia Chem. 2015;15:201–5. https://doi.org/10.1016/j.proche.2015.10.032

21. Radić I, Runje M, Cvetnić M, et al. Validation of the ICP-MS method for determination of trace elements provided by ICH Q3D guideline in fosamprenavir calcium. Kem Ind. 2021;70(11–12):701–9. https://doi.org/10.15255/KUI.2021.004

22. Harrington CF, Walter A, Nelms S, Taylor A. Removal of the gadolinium interference from the measurement of selenium in human serum by use of collision cell quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (Q-ICP-MS). Ann Clin Biochem. 2014;51(Pt 3):386–91. https://doi.org/10.1177/0004563213504386

23. Takayama N, Yoneda T, Takebayashi K, et al. Stabilizers for osmium isotopes in microwave-irradiated acid digestion and inductively coupled plasma mass spectrometry analysis. Chem Pharm Bull (Tokyo). 2022;70(1):57–65. https://doi.org/10.1248/cpb.c21-00739

24. Venzago C, Popp M, Kovac J, Kunkel A. Pharmacopeial requirements for elemental impurities: a novel approach to the trace determination of osmium by oxidative pressure vessel sample digestion and measurement using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP MS) after complexation and stabilisation. J Anal At Spectrom. 2013;28(7):1125–9. https://doi.org/10.1039/C3JA50040C

25. Liu JH, Deng XD, Li J et al. A novel approach to achieve Os isotope equilibration under ambient conditions for negative thermal ionization mass spectrometry (N-TIMS) analysis. J Anal At Spectrom. 2025;40(10):2641–8. https://doi.org/10.1039/D5JA00151J

26. Cauduro VH, Henn AS, Bizzi CA, et al. Determination of osmium and other platinum group elements in active pharmaceutical ingredients by ICP-MS. At Spectrosc. 2024;45(5):373–80. https://doi.org/10.46770/AS.2024.178

Об авторах

В. М. Щукин

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Щукин Виктор Михайлович, канд. фарм. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Ю. Н. Швецова

Швецова Юлия Николаевна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

В. А. Лапина

Лапина Варвара Александровна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Н. Е. Кузьмина

Кузьмина Наталия Евгеньевна, д-р хим. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Дополнительные файлы

	1. Таблица S4. Результаты оценки линейности валидируемой методики
	Тема
	Тип	Исследовательские инструменты
	Скачать (849KB)	Метаданные ▾

	2. Таблица S5. Результаты оценки правильности валидируемой методики
	Тема
	Тип	Исследовательские инструменты
	Скачать (948KB)	Метаданные ▾

	3. Таблица S6. Статистические характеристики повторяемости и внутрилабораторной прецизионности валидируемой методики
	Тема
	Тип	Исследовательские инструменты
	Скачать (861KB)	Метаданные ▾

Рецензия

Для цитирования:

For citation:

JATS XML

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 3034-3062 (Print)
ISSN 3034-3453 (Online)

Логин
Пароль
	Запомнить меня
Регистрация нового пользователя Забыли Ваш пароль?

	Заголовок	Таблица S4. Результаты оценки линейности валидируемой методики
	Тип	Исследовательские инструменты
	Дата	2026-09-07
Digital Object Identifier	https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table4

	Заголовок	Таблица S5. Результаты оценки правильности валидируемой методики
	Тип	Исследовательские инструменты
	Дата	2026-09-07
Digital Object Identifier	https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table5

	Заголовок	Таблица S6. Статистические характеристики повторяемости и внутрилабораторной прецизионности валидируемой методики
	Тип	Исследовательские инструменты
	Дата	2026-09-07
Digital Object Identifier	https://doi.org/10.30895/1991-2919-2026-16-4-425-435-table6

Войти

Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств

Гадобутрол: разработка и валидация методики определения содержания элементных примесей методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

Полный текст:

Резюме

Ключевые слова

Для цитирования:

For citation:

ВВЕДЕНИЕ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материалы

Методы

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Разработка методики

Валидация методики

ВЫВОДЫ

Список литературы

Об авторах

Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:

For citation:

Использование куки-файлов