Zahnpflegeprodukte wie Zahnpasta enthalten häufig Natriumfluorid, um die Remineralisierung des Zahnschmelzes zu unterstützen und hilft so Karies vorzubeugen [1]. Die WHO empfiehlt 1000–1500 mg/L Fluorid in Zahnpasta für Erwachsene, um effektiv Karies zu verhindern [2]. Die Hersteller verwenden die Monographie "Sodium Fluoride" der United States Pharmacopeia and National Formulary (USP-NF) zur Quantifizierung von Natriumfluorid und seinen anionischen Verunreinigungen Chlorid und Acetat in Zahnpflegeprodukten [3].
Die validierte USP-Methode sieht die Ionenchromatographie (IC) mit suppressierter Leitfähigkeitsdetektion vor, um die Fluoridbestimmung sowie die Bestimmung der Verunreinigungen in einem einzigen Chromatogramm durchzuführen [3]. In der vorgestellten IC-Methode wird die Metrosep A Supp 16 - 250/4.0 Säule und ein Hydroxid-Eluent verwendet, um alle in der USP-Monographie "Natriumfluorid" [3] angegebenen Parameter zu erfüllen. Die Säule bietet eine hervorragende Trennung von Fluorid, Acetat und Chlorid und erfüllt alle Akzeptanzkriterien der Monographie. Die IC-Methode wurde gemäß den USP General Chapters <621> Chromatography [4] und <1225> Validation of Compendial Procedures [5] validiert.
Die Standardlösungen und die Systemeignungslösungen werden aus den jeweiligen zertifizierten 1000 µg/ml-Standards durch Verdünnung mit Reinstwasser (UPW) hergestellt.
Für den Fluorid-Assay wird die Standardlösung durch Verdünnen einer Natriumfluoridlösung auf 2 µg/mL hergestellt. Die Systemeignungslösung enthält 2 µg/ml Natriumfluorid und 1 µg/ml Natriumacetat. Für den Verunreinigungstest besteht die Standardlösung aus 0,2 µg/mL Natriumchlorid in Reinstwasser. Die Systemeignungslösung für den Verunreinigungstest enthält 1 mg/ml Natriumfluorid und 1 µg/ml Natriumchlorid in Reinstwasser.
Die Probenanalysen werden mit einer aus handelsüblichem Natriumfluoridsalz hergestellten Lösung durchgeführt. Die Probenlösung wird durch Auflösen und Verdünnen des Natriumfluoridsalzes mit Reinstwasser auf eine Nennkonzentration von 2 µg/mL hergestellt, was 0,9 µg/mL Fluorid (für den Assay) entspricht. Für den Verunreinigungstest wurden die Proben auf eine Nennkonzentration von 1 µg/ml Natriumfluorid verdünnt.
Eine zusätzliche Probenvorbereitung ist nicht erforderlich.
Proben und Standardlösungen wurden mit einem 919 IC Autosampler plus direkt in den IC injiziert (Abbildung 1).
Fluorid wurde von Acetat und Chlorid mit einem Kaliumhydroxid-Eluent und der Säule Metrosep A Supp 16 mit dem Säulenmaterial L91 (Tabelle 1) getrennt. Die Quantifizierung der Analyten erfolgte durch Auswertung ihres Leitfähigkeitssignals nach chemischer Suppression.
Ein einzelner Standard von 2,0 µg/ml wurde zur Kalibrierung verwendet und sechsmal injiziert. Die Probe wurde in doppelter Ausführung analysiert.
Tabelle 1. Anforderungen an die IC-Methode gemäß USP-Monographie „Sodium Fluoride“ [3].
| Säule mit L91-Packung | Metrosep A Supp 16 - 250/4,0 |
|---|---|
| Eluent | 15 mmol/L Kaliumhydroxid |
| Fluss | 1,0 ml/min |
| Temperatur | 40 °C |
| Injektionsvolumen | 20 µL |
| Detektion | Leitfähigkeit mit Suppression |
Der IC-Assay für den Fluoridgehalt wurde gemäß der USP-Monographie „Sodium Fluoride“ validiert [3]. Die Anforderungen an die Auflösung, den Tailing-Faktor und die relative Standardabweichung wurden erfüllt (Tabelle 2).
Tabelle 2. Eignungsanforderungen für den Test.
| Parameter (Test) | Tatsächlich | USP-Anforderung | Status |
|---|---|---|---|
| Auflösung F-/Acetat | 5,9 | > 1,5 | Bestanden |
| Tailing-Faktor | 1,1 | < 2,0 | Bestanden |
| RSD Fluorid (%, n=5) | 0,52 | < 0,73 | Bestanden |
Die chromatographische Auflösung zwischen Fluorid und Acetat ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Wiederfindung von Fluorid für die Probenanalyse (99,7 %) lag innerhalb der USP-Akzeptanzkriterien (98-102 %).
Bei den Verunreinigungstests auf eine mögliche Kontamination mit Chlorid zeigte die IC-Methode eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit den USP-Anforderungen (Tabelle 3).
Tabelle 3. Eignungsanforderungen für die Verunreinigungen in Natriumfluorid.
| Parameter (Verunreinigung) | Tatsächlich | USP-Anforderung | Status |
|---|---|---|---|
| Auflösung F-/Cl- | 7,7 | > 4 | Bestanden |
| RSD Fluorid (%, n=5) | 4,2 | < 5 | Bestanden |
| S/N-Verhältnis Cl- | >740 | < 20 | Bestanden |
Abbildung 3 zeigt die chromatographische Trennung zwischen Fluorid und Chlorid.
Bei allen untersuchten Proben lag der Chloridgehalt deutlich unter dem Akzeptanzkriterium von 0,012 % (Tabelle 4).
Tabelle 4. Ergebnisse der in den Abbildungen 2 und 3 dargestellten Chromatogramme.
| Anion | Proben-ID | Ergebnis [%] | USP-Limit [%] |
|---|---|---|---|
| 1 Fluorid | Test | 99,7 | 98–102 |
| 2 Chlorid | Verunreinigung | 0,0016 | ≤0,012 |
Die vorgestellte IC-Methode eignet sich zur Bestimmung von Natriumfluorid und dessen Verunreinigungen gemäß der USP-Monographie "Sodium Fluoride". Die Methode hilft Herstellern von Zahnpflegeprodukten, den Fluoridgehalt sowie Verunreinigungen in Zahnpasta einfacher zu bestimmen.
- Yeung, C. A. A Systematic Review of the Efficacy and Safety of Fluoridation. Evid Based Dent 2008, 9 (2), 39–43. https://doi.org/10.1038/sj.ebd.6400578.
- WHO. A.14 Fluoride Toothpaste – Dental Caries; Expert Committee on Selection and Use of Essential Medicines Application review; WHO, 2021.
- Sodium Fluoride; Monograph; U.S. Pharmacopeia/National Formulary: Rockville, MD. https://doi.org/10.31003/USPNF_M76470_04_01.
- 〈621〉 Chromatography; General Chapter; U.S. Pharmacopeia/National Formulary: Rockville, MD. https://doi.org/10.31003/USPNF_M99380_01_01.
- 〈1225〉 Validation of Compendial Procedures; General Chapter; U.S. Pharmacopeia/National Formulary: Rockville, MD. https://doi.org/10.31003/USPNF_M99945_04_01.
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