頂空氣相色譜法測(cè)定空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量*

趙振午， 孟 穎， 孫瑞貞， 馬 麗， 胡永鋼， 張生萬

(1.山西大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.山西大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，山西 太原 030006)

頂空氣相色譜法測(cè)定空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量*

趙振午1， 孟 穎1， 孫瑞貞2， 馬 麗1， 胡永鋼2， 張生萬1

(1.山西大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.山西大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，山西 太原 030006)

針對(duì)2010年版中國藥典規(guī)定的頂空氣相色譜法測(cè)定空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量的干擾物問題，使用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的考察，發(fā)現(xiàn)干擾物主要來自實(shí)驗(yàn)用水中溶解的CO2,對(duì)實(shí)驗(yàn)用水在使用前加熱煮沸即可有效地去除干擾.同時(shí)，選用RTX-WAX色譜柱，在柱溫40 ℃，載氣流量0.8 mL/min時(shí)分離效果和峰型最好.在此基礎(chǔ)上對(duì)藥典方法進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：環(huán)氧乙烷含量為0.21～12.67 μg時(shí)呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9；最低檢出限為0.03 μg，加標(biāo)回收率為98.6%～103.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%～1.7%.

空心膠囊；環(huán)氧乙烷；干擾物；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；頂空氣相色譜

空心膠囊生產(chǎn)過程中大多采用環(huán)氧乙烷(EO)滅菌.環(huán)氧乙烷是一種氣態(tài)廣譜殺菌劑，可以殺滅各種微生物，包括細(xì)菌、繁殖體、芽孢、病毒等[1]，因其具有效果好、持效期長、操作簡單等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域[2-4].然而，過量的環(huán)氧乙烷對(duì)人體毒害較大，不僅會(huì)引起急性中毒，還具有致過敏、致突變和致癌作用[5-7].為此，2010版中國藥典規(guī)定環(huán)氧乙烷在空心膠囊中的殘留量應(yīng)小于0.000 1%[8].

目前，文獻(xiàn)報(bào)道的空心膠囊中環(huán)氧乙烷的測(cè)定方法主要有2類：一是張雅青等[9]利用玻璃填充柱氣相色譜法測(cè)定空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量，該方法利用填充柱直接進(jìn)樣，分離效果較差，不能使雜質(zhì)和環(huán)氧乙烷較好地分離；另一為2010版藥典規(guī)定的頂空氣相色譜法測(cè)定空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法[8].筆者在使用藥典方法測(cè)定空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量的過程中，發(fā)現(xiàn)即便樣品無環(huán)氧乙烷存在時(shí)仍能檢出一定量的環(huán)氧乙烷，造成空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量偏高.為此，使用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)對(duì)頂空氣相色譜法測(cè)定空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量的干擾物進(jìn)行了系統(tǒng)考察，發(fā)現(xiàn)了干擾物及其主要來源，并對(duì)色譜柱及色譜條件進(jìn)行了選擇和優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上對(duì)藥典方法進(jìn)行了改進(jìn).該方法用于山西廣生膠囊有限公司生產(chǎn)的空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量的檢測(cè)，取得了滿意的結(jié)果.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與試劑

Agilent 7890-5975C型GC/MS聯(lián)用儀(配有FID檢測(cè)器),Agilent 7694頂空進(jìn)樣器(美國Agilent公司)，色譜柱分別為RTX-WAX(30 m×0.25 mm×0.5 μm ),BP21(25 m×0.32 mm×0.25 μm)和RTX-1(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，20 mL頂空瓶.環(huán)氧乙烷(含量≥98%,上海天蓮精細(xì)化工有限公司).空心膠囊(山西廣生膠囊有限公司).

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)用水的制備

將蒸餾水加熱煮沸30 min后，加蓋冷卻,儲(chǔ)存?zhèn)溆?

1.2.2 樣品的配制

稱取空心膠囊2.00 g,剪碎,加入20 mL頂空瓶中，加10.00 mL實(shí)驗(yàn)用水，加蓋密封，搖勻待測(cè).

1.2.3 環(huán)氧乙烷溶液的配制

1)環(huán)氧乙烷貯備液：取30 mL實(shí)驗(yàn)用水于50 mL容量瓶中，準(zhǔn)確稱量;在0 ℃以下移取環(huán)氧乙烷約0.15 mL，加入容量瓶中，不加瓶塞振搖，蓋好瓶塞稱量;前后2次稱量之差得環(huán)氧乙烷質(zhì)量為0.070 4 g，用實(shí)驗(yàn)用水定容至刻度，得1.41 mg/mL環(huán)氧乙烷貯備液.

2)環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確移取0.75 mL環(huán)氧乙烷貯備液于50 mL容量瓶中，用實(shí)驗(yàn)用水定容至刻度；取此溶液5.00 mL再稀釋至50 mL，得2.11 μg/mL環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)溶液.

1.3分析方法

1.3.1 氣相色譜分析條件

RTX-WAX(30 m×0.25 mm×0.5 μm)色譜柱；柱溫40 ℃，進(jìn)樣口溫度250 ℃，檢測(cè)器溫度250 ℃；載氣He，流量0.8 mL/min；分流比10∶1；頂空平衡溫度80 ℃，平衡時(shí)間15 min，定量環(huán)溫度90 ℃，傳輸線溫度100 ℃；定量環(huán)體積1 mL.

1.3.2 氣/質(zhì)聯(lián)用分析條件

色譜分析條件同上.

質(zhì)譜分析條件：電子轟擊離子源(EI)；電子能量70 eV；離子源溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；四級(jí)桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍為18～500；數(shù)據(jù)采集速率為1.56 scans/s；色譜柱為HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣He.

2 結(jié)果與討論

2.1色譜條件選擇與優(yōu)化

2.1.1 色譜柱的選擇

在色譜條件下，用藥典規(guī)定范圍內(nèi)的RTX-WAX,BP21和RTX-1三種色譜柱分別對(duì)環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行了測(cè)定[8]，其結(jié)果見表1.從表1可知，使用色譜柱RTX-WAX的分離效果優(yōu)于色譜柱RTX-1和BP21.所以選用RTX-WAX為實(shí)驗(yàn)用色譜柱.

表1 不同色譜柱所得環(huán)氧乙烷峰與鄰近峰比較

2.1.2 載氣流量的選擇

在柱溫45 ℃時(shí)，用RTX-WAX色譜柱分別對(duì)載氣流量為0.6，0.8，1.0，1.5，2.0 mL/min進(jìn)行了考察，結(jié)果見表2.表2數(shù)據(jù)表明，環(huán)氧乙烷峰與鄰近峰在載氣流量0.6 mL/min時(shí)分離效果最好，但其峰形相對(duì)較差.為保證定量分析的準(zhǔn)確度，所以選擇載氣流量為0.8 mL/min.

表2 不同載氣流量下環(huán)氧乙烷峰與鄰近峰比較

2.1.3 柱溫的選擇

在已選定的色譜條件下，對(duì)柱溫為35，40，45 ℃進(jìn)行了考察，結(jié)果見表3.表3數(shù)據(jù)表明，環(huán)氧乙烷峰和鄰近峰的分離效果在柱溫35 ℃最好，但這時(shí)環(huán)氧乙烷的峰形比40 ℃時(shí)差.所以本實(shí)驗(yàn)選擇柱溫為40 ℃.選定條件下的色譜圖見圖1.

表3 不同柱溫下環(huán)氧乙烷峰與鄰近峰比較

2.2干擾物考察

2.2.1 干擾物來源

在上述選定的色譜條件下，對(duì)環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)溶液、未用環(huán)氧乙烷滅菌的空心膠囊及蒸餾水進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見圖1.由圖1可知，在未經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌的空心膠囊(b)和蒸餾水(c)的色譜圖中，與環(huán)氧乙烷保留時(shí)間(3.46 min)相同處仍有一峰存在，表明干擾物主要來源于實(shí)驗(yàn)用水(蒸

餾水)，該干擾物對(duì)環(huán)氧乙烷殘留量的測(cè)定會(huì)產(chǎn)生影響.

1:空氣峰；2:雜質(zhì)峰；3:環(huán)氧乙烷峰；4:干擾物峰a:環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)液；b:未用環(huán)氧乙烷滅菌空心膠囊；c:蒸餾水圖1 環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)溶液等的色譜圖

2.2.2 干擾物表征

按氣/質(zhì)譜聯(lián)用分析條件，對(duì)蒸餾水及環(huán)氧乙烷溶液進(jìn)行GC-MS分析，得到圖2所示的總離子流色譜圖和圖3所示的質(zhì)譜圖.

由圖2可知，在氣/質(zhì)聯(lián)用分析條件下，蒸餾水的測(cè)定仍然得到與單獨(dú)色譜分析基本相同的結(jié)論，即在環(huán)氧乙烷保留時(shí)間相同處仍有干擾物質(zhì)存在.對(duì)圖2的空氣峰和蒸餾水中干擾物峰的質(zhì)譜圖(見圖3)進(jìn)行比較，結(jié)果表明，圖3(a)和圖3(b)中成分相同(m/z28為N2,m/z32為O2,m/z40為Ar,m/z44為CO2)，所不同的是各離子峰相對(duì)強(qiáng)度不同，即各種氣體的相對(duì)含量不同，尤其是圖3(b)中m/z44的CO2相對(duì)含量有所增加，表明干擾峰可能是由于蒸餾水中溶解的CO2所致.

1：空氣峰；2：環(huán)氧乙烷峰圖2 環(huán)氧乙烷溶液及蒸餾水的總離子流色譜圖

(a)空氣峰 (b)蒸餾水中干擾物峰圖3 空氣峰和蒸餾水中干擾物峰的質(zhì)譜圖

2.2.3 干擾物消除

為確認(rèn)上述GC-MS聯(lián)用分析結(jié)果，在選定色譜條件下分別對(duì)蒸餾水、加熱煮沸30 min的蒸餾水和用高錳酸鉀重蒸過的蒸餾水進(jìn)行了分析比較，結(jié)果如圖4所示.

1:空氣峰；2:雜質(zhì)峰；3:干擾物峰a:蒸餾水;b:煮沸過的蒸餾水;c:高錳酸鉀重蒸水圖4 實(shí)驗(yàn)用水的色譜圖

從圖4可知，加熱煮沸過的蒸餾水和高錳酸鉀重蒸水，干擾峰(保留時(shí)間3.46 min)都可有效去除.這一結(jié)果進(jìn)一步表明，干擾物的確來源于溶解在水中的CO2，通過加熱煮沸蒸餾水即可消除干擾，并比高錳酸鉀重蒸水易于制備.所以，實(shí)驗(yàn)用水選用加熱煮沸過的蒸餾水.

2.3線性范圍測(cè)定

準(zhǔn)確移取2.11 μg/mL環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)溶液0.10，0.50，1.00，2.00，4.00和6.00 mL于6個(gè)20 mL頂空瓶中，再分別準(zhǔn)確量取實(shí)驗(yàn)用水9.90，9.50，9.00，8.00，6.00和4.00 mL，配成待測(cè)樣品溶液，其中環(huán)氧乙烷含量分別為0.21，1.06，2.11，4.22，8.45和12.67 μg，平行配置3份，在選定的色譜條件下進(jìn)行測(cè)定.以峰面積為縱坐標(biāo)，環(huán)氧乙烷含量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程Y=25 761X+2 108.5，r=0.999 9.結(jié)果表明，環(huán)氧乙烷含量為0.21～12.67 μg時(shí)呈良好的線性關(guān)系.以3倍噪聲比計(jì)算，環(huán)氧乙烷的檢出限為0.03 μg.

2.4精密度實(shí)驗(yàn)

在6個(gè)20 mL頂空瓶中，分別加入2.32 μg/mL環(huán)氧乙烷溶液1.00 mL，再分別準(zhǔn)確加入9.00 mL實(shí)驗(yàn)用水，密封、搖勻，分別進(jìn)行色譜測(cè)定，結(jié)果如表4所示.從表4可知，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.1%，表明本方法精密度良好.

表4 精密度測(cè)定結(jié)果

2.5重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

取同一批號(hào)(211050419)空心膠囊6份，按1.2.2方法制備樣品，對(duì)環(huán)氧乙烷殘留量進(jìn)行色譜測(cè)定,結(jié)果如表5所示.從表5數(shù)據(jù)可知，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%，表明本方法重復(fù)性良好.

表5 環(huán)氧乙烷重復(fù)測(cè)定結(jié)果

2.6加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

對(duì)同一批號(hào)(211050419)空心膠囊，每份準(zhǔn)確稱取2.00 g，取15份，分別置于15個(gè)20 mL頂空瓶中，其中：1,2,3,4,5號(hào)瓶各準(zhǔn)確加入2.99 μg/mL環(huán)氧乙烷溶液1.00 mL，再加入實(shí)驗(yàn)用水9.00 mL；6,7,8,9,10號(hào)瓶各準(zhǔn)確加入4.20 μg/mL環(huán)氧乙烷溶液1.00 mL，再加入實(shí)驗(yàn)用水9.00 mL；11,12,13,14,15號(hào)瓶各準(zhǔn)確加入5.75 μg/mL環(huán)氧乙烷溶液1.00 mL，再加入實(shí)驗(yàn)用水9.00 mL，密閉封口，搖勻，進(jìn)行色譜測(cè)定，結(jié)果如表6所示.從表6可以看出，回收率為98.6%～103.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%～1.7%，表示本方法滿足檢測(cè)需求.

表6 加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果

2.7樣品分析

取批號(hào)210111759，211040149和211050419的3批空心膠囊產(chǎn)品，每批產(chǎn)品按1.2.2制樣方法平行制備3份樣品，分別用本方法(檢測(cè)用水為煮沸過的蒸餾水)和藥典方法(檢測(cè)用水為未處理的蒸餾水)進(jìn)行色譜測(cè)定，結(jié)果見表7.2010版中國藥典2部明膠空心膠囊的環(huán)氧乙烷檢測(cè)項(xiàng)[8規(guī)定：供試品溶液(2.00 g膠囊加10.00 mL水制成的頂空樣品)中環(huán)氧乙烷的峰面積，不得大于對(duì)照品溶液(取2.00 μg/mL環(huán)氧乙烷溶液1.00 mL加9.00 mL水制成的頂空樣品)中環(huán)氧乙烷的峰面積.從表7可知：藥典方法比本方法的測(cè)定結(jié)果偏高；兩種方法的結(jié)果都是批號(hào)211040149產(chǎn)品不合格，其余2批產(chǎn)品均符合藥典要求.

3 結(jié) 論

采用GC-MS發(fā)現(xiàn)環(huán)氧乙烷殘留量測(cè)定中的干擾物主要來自實(shí)驗(yàn)用水中溶解的CO2，對(duì)實(shí)驗(yàn)用水在使用前加熱煮沸，即可有效去除干擾.同時(shí)，選用RTX-WAX色譜柱，在柱溫40 ℃，載氣流量0.8 mL/min的分離效果和峰形較好.在此基礎(chǔ)上對(duì)藥典方法進(jìn)行了改進(jìn)，該方法用于空心膠囊中環(huán)氧乙烷殘留量的檢測(cè)，取得了滿意的結(jié)果.

表7 空心膠囊中環(huán)氧乙烷的測(cè)定結(jié)果

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(責(zé)任編輯 薛 榮)

DeterminationofresidualethyleneoxideinhollowcapsulesbytheheadspaceGC

ZHAO Zhenwu1， MENG Ying1， SUN Ruizhen2， MA Li1, HU Yonggang2， ZHANG Shengwan1

(1.SchoolofLifeScience,ShanxiUniversity,TaiyuanShanxi030006,China; 2.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,ShanxiUniversity,TaiyuanShanxi030006,China)

Distractors in the determination of the residual ethylene oxide in hollow capsules by the headspace gas chromatography in the Chinese Pharmacopoeia of 2010 edition was systematically studied by GC-MS. Interference source was examined and found that interfering substances mainly came from CO2which dissolved in the experiment water and the boiled distilled water interference could be removed. Using RTX-WAX column in the column temperature of 40 ℃ and carrier gas flow 0.8 mL/min the ethylene oxide separated well and the peak pattern was preferably. The results showed that the concentration of ethylene oxide in the range of 0.21～12.67 μg had good linear relationship. The correlation coefficient was 0.999 9. The limit of detection was 0.03 μg/mL. The recoveries ranged from 98.6% to 103.2% and the relative standard deviation was from 0.7% to 1.7%.

hollow capsules； ethylene oxide； distractors； GC-MS； headspace GC

O656.31

A

1001-5051(2013)02-0193-05

2013-03-05

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31171748)；山西省特色重點(diǎn)學(xué)科基金資助項(xiàng)目；山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項(xiàng)目(20123015)

趙振午(1985-)，男，山西忻州人，碩士研究生.研究方向：食品化學(xué).

張生萬.E-mail: zswan@sxu.edu.cn