血液透析液中碳酸氢根检测方法的优化与改进

叶晓燕 陈华燕 黄麒谕 何晓帆 许朝生 梁泽鑫

血液透析A 浓缩物主要含有氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、冰醋酸或醋酸钠（或其他替代物）；B 浓缩物主要含有碳酸氢钠，部分还含有氯化钠。临床透析时通过含醋酸盐和碳酸氢盐的透析液来达到碱的跨膜转运［1］，碳酸氢根离子作为衡量人体酸碱平衡的重要指标，其浓度的检测有重要意义。目前碳酸氢根的常见检测方法主要有离子色谱法和滴定法［2］。研究表明，抑制型离子色谱法检测碳酸氢根时，峰型不佳，精密度差，离子色谱法不适合测定碳酸氢根［3］。

现行行业标准YY 0598-2015《血液透析液及相关治疗浓缩物》［4］中规定，检测碳酸氢根浓度的检验液为A 液、B 液和透析用水按照比例进行混合后的透析液，采用盐酸滴定法或电位滴定法测定。以醋酸配方为例，血液透析浓缩物配制成透析液时，A 液中含有的冰醋酸和B 液中的碳酸氢盐以1∶1 的当量发生反应生成醋酸钠，在实际的检测中发现，采用盐酸直接滴定法测定透析液中碳酸氢根的含量时，由于醋酸钠的干扰［5］，无法对透析液中的碳酸氢根含量进行准确定量，难以对血液透析浓缩物的质量进行监控，该方法需要进一步优化完善［5］。

本文通过建立返滴定法，依据《中华人民共和国药典（四部）》（2020 年版）通用技术要求9101 分析方法验证指导原则［6］，考察返滴定法检测透析液中碳酸氢根含量的专属性、精密度、稳定性以及回收率，同时与盐酸滴定法进行回收率试验对比，以证明返滴定法不受干扰，且稳定性及准确性满足检测透析液中碳酸氢根的要求，为透析液中碳酸氢根含量的检测提供更加准确、可靠的方法。

1 材料与方法

1.1 试剂

盐酸滴定法回收率试验试剂包括：①实验用水，所有实验用水均为纯化水；②盐酸滴定液；③甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，按药典指示剂项下配制。

返滴定法试验（包括专属性、精密度、稳定性、回收率试验）试剂包括：①实验用水，所有实验用水均为纯化水；②盐酸滴定液；③氢氧化钠滴定液；④酚酞指示剂，按药典指示剂项下配制。

1.2 透析液的配制

精密量取血液透析浓缩液或由干粉配制成的浓缩液，按使用说明的比例用实验用水稀释成透析液。由于透析液配制后，温度的变化或剧烈的搅拌都易导致其中碳酸氢根的分解、pH 变化，时间长了还会产生碳酸钙和碳酸镁沉淀，因此碳酸氢根检测的样品需即配即用。

1.3 试验方法和反应机理

1.3.1 盐酸滴定法的试验方法

按标准规定的碳酸氢根检测方法，精密量取检验液100 mL，加入甲基红-溴甲酚绿混合指示液10 滴，用盐酸滴定液（0.5 mol/L）滴定至溶液由绿色转变为紫红色，煮沸2 min，冷却至室温，继续滴定至溶液由绿色转变为暗紫色，消耗盐酸体积为VHCl，同时作空白测试。盐酸滴定法计算公式如下：

1.3.2 返滴定法的试验方法

以透析液为检验液，精密量取检验液100 mL，精密加入0.5 mol/L 盐酸滴定液10 mL，加热煮沸1 分钟，冷却至室温，加入酚酞指示剂1 滴，用0.2 mol/L 氢氧化钠滴定液滴定至溶液由无色转变为粉红色，消耗滴定液VNaOHmL。同时做空白测试（不加盐酸），取与检验液相同体积的透析用水100 mL，同法煮沸冷却至室温，加入酚酞指示剂1 滴，用氢氧化钠滴定液滴定至溶液由无色转变为粉红色，消耗滴定液V0mL。计算公式如下：

1.3.3 返滴定法的反应机理

①血液透析浓缩物配制成透析液时，A 液中的冰醋酸和B 液中的碳酸氢盐以1∶1 的当量发生以下的化学反应生成醋酸钠：

②滴定时，取100 mL 透析液，加入过量的盐酸滴定液10 mL，将碳酸氢盐全部中和掉，再将醋酸盐置换成醋酸：

③公式（2）中碳酸氢钠消耗盐酸的体积为V2，公式（3）中醋酸钠消耗盐酸的体积为V3，此时溶液中还有（10 mL-V2-V3）×CHCl的盐酸。煮沸溶液除去溶液中的CO2，冷却，加入酚酞指示剂后用氢氧化钠滴定液滴定。氢氧化钠首先与溶液中剩余的盐酸反应，反应过程如下：

④继续滴定使NaOH 与公式（3）中生成的HAc 反应生成NaAc，直到酚酞变为粉红色（HAc反应完全），反应过程如下：

此部分消耗NaOH 的物质的量（mol）与公式（3）中消耗HCl 的物质的量相等（结合公式（3）、公式（5）：CNaOHV5=CHClV3），因此：

公式（5）中NaOH 消耗掉的体积

NaOH 的总消耗量（V4+V5）为：

则化学反应（2）中碳酸氢钠消耗掉的盐酸体积V2为：

⑤根据化学反应（2）中，V2×CHCl=×Vsample，同时做空白测试（不加盐酸），则碳酸氢根浓度为：

2 结果

2.1 专属性试验

配制32 mmol/L 的碳酸氢钠溶液及碳酸氢钠标示值为32 mmol/L 的透析液，用返滴定法分别检测碳酸氢钠溶液和透析液中的碳酸氢根含量，比较检测结果的差异。见表1。检测结果可见：采用返滴定法检测时，理论值为32 mmol/L 的碳酸氢钠溶液和透析液的碳酸氢根检测结果相对偏差为0.31%。

2.2 精密度试验

重复性试验采用返滴定法分别测定多种典型配方透析液中的碳酸氢根含量，平行测定6 次，计算相对标准偏差RSD 值，结果显示，不同配方不同配制比例透析液的碳酸氢根检测结果重复性RSD（%）值分别为0.10、0.17、0.11、0.10、0.14。重复性试验结果见表2。中间精密度试验选取配方1 透析液，不同检验员在不同时间和不同试验条件下，用不同滴定管进行中间精密度试验，结果显示中间精密度RSD（%）值为0.06。中间精密度试验结果见表3。

表2 重复性试验结果Table 2 Repeatability test results

表3 中间精密度试验结果Table 3 Results of intermediate precision test

2.3 稳定性试验

选取配方1 透析液，连续3 天使用同一套透析浓缩物配制透析液，并采用返滴定法进行检测，稳定性结果RSD（%）=0.05。稳定性试验结果见表4。

表4 稳定性试验结果Table 4 Stability test results

2.4 回收率试验

选取配方1（原料为双醋酸钠，醋酸根标示量：6.0 mmol/L）和配方5（原料为枸橼酸钠，枸橼酸根标示量：1.0 mmol/L）透析液样品，分别配制成3 个不同浓度的透析液，所含碳酸氢根浓度为其标示量（32.0 mmol/L）的80%、100%、120%的透析液，分别用返滴定法和盐酸滴定法进行检测，计算其回收率。

采用返滴定法检测，80%、100%、120%醋酸配方透析液平均回收率（%）分别为101.19、100.70、100.86；采用盐酸滴定法检测，80%、100%、120%醋酸配方透析液回收率（%）分别为106.10、105.47、103.84。醋酸配方透析液回收率结果见表5。

表5 回收率试验结果（醋酸配方）Table 5 Recovery test results（Acetic acid formula）

采用返滴定法检测，80%、100%、120%枸橼酸配方透析液回收率（%）分别为100.20、100.06、99.93；采用盐酸滴定法检测，80%、100%、120%枸橼酸配方透析液平均回收率（%）分别为102.25、101.77、101.62。枸橼酸配方透析液回收率结果见表6。

表6 回收率试验结果（枸橼酸配方）Table 6 Recovery test results（Citric acid formula）

3 讨论

从专属性试验结果可见，采用返滴定法检测，透析液中的其他离子对待测碳酸氢根无干扰。从精密度试验结果可见，重复性RSD 为0.10%～0.17%，日间精密度RSD 为0.06%，稳定性RSD 为0.05%，表明返滴定法重现性好。

从两种检测方法的回收率对比试验可见：①现行行业标准YY 0598-2015 中规定的盐酸滴定法检测枸橼酸配方透析液（枸橼酸根标示量：1.0 mmol/L）的回收率效果较好，而盐酸滴定法检测醋酸配方透析液（醋酸根标示量：6.0 mmol/L）中碳酸氢根含量的回收率效果较差，80%和100%的回收率超过了5%的允差范围，准确度低；②采用返滴定法测定醋酸配方和枸橼酸配方透析液，碳酸氢根含量检测的回收率均接近100%，准确度高，符合《中国药典（四部）》（2020年版）通用技术要求9101 分析方法验证指导原则的要求；③造成结果偏差的原因可能与透析液中弱酸含量的高低有关。采用盐酸滴定法时，由于部分盐酸滴定液与透析液中的醋酸钠反应，透析液中醋酸根含量越高，采用盐酸滴定法检测透析液中碳酸氢根含量的准确度越低。而返滴定法则不受该因素的影响，能够准确地检测出透析液中碳酸氢根消耗滴定液的量，得出的检测结果准确、可靠。

通过对返滴定法进行了专属性、稳定性、精密度和回收率试验方法验证，试验结果表明该方法具有专属性强、稳定性好、精密度和准确度高的特点，能够准确、稳定地检测出透析液中碳酸氢根的含量，适用于含醋酸钠、冰醋酸或枸橼酸的血液透析液中碳酸氢根含量的检测。