頂空氣相色譜法同時測定一次性醫(yī)療器械產品中的環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇的殘留量

北京市醫(yī)療器械檢驗所（101111） 林紅賽 黃永富 岳衛(wèi)華

1 引言

環(huán)氧乙烷是經環(huán)氧乙烷滅菌的醫(yī)療器械產品的主要殘留物，2-氯乙醇為環(huán)氧乙烷滅菌過程中衍生的有機物質。目前，國內醫(yī)療器械產品注冊檢驗過程中，除部分產品有明確的行業(yè)標準要求外（如人工晶體），2-氯乙醇還是非強制性檢測項目；而在CE認證中，一般要求提供2-氯乙醇的測試報告。事實上已有越來越多的資料表明2-氯乙醇的毒性不亞于環(huán)氧乙烷，故進行2-氯乙醇的檢測十分必要。

GB/T 16886.7-2001[1]給出了經環(huán)氧乙烷滅菌的醫(yī)療器械單位產品上環(huán)氧乙烷滅菌殘留物（包括環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇）的允許限量，已有不少文獻報道了單獨檢測環(huán)氧乙烷或2-氯乙醇的方法[2][3][4][5][6]，但同時測定這兩種殘留物的方法尚無文獻報道。本文將探討環(huán)氧乙烷滅菌殘留物即環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇同時測定的氣相色譜方法，并以一次性使用動脈止血壓迫器為例，測試了其環(huán)氧乙烷滅菌殘留物的含量，并進行了相關方法學的考察。

2 材料和方法

附圖 Headspace-gas chromatography of standard solution

Agilent 7890A氣相色譜儀，配氫火焰離子化檢測器（安捷倫科技有限公司）；7697頂空進樣器（安捷倫科技有限公司）；電子天平（梅特勒-托利多公司）；渦旋振蕩器（IKA公司）；環(huán)氧乙烷標準品，純度100%，購自中國食品藥品檢定研究院，2-氯乙醇，色譜級，純度≥99%，默克公司生產；實驗用水為去離子水。

2.1 實驗條件 DB-624色譜柱（30m×250μm×1.4μm），柱溫：100℃保持6min，進樣口溫度：200℃，檢測器溫度：250℃；氮氣：25mL/min，氫氣：30mL/min，空氣：400mL/min；分流比：20∶1；柱流速：1mL/min。頂空平衡溫度：80℃，平衡時間：30min。

2.2 標準儲備液的制備 取外部干燥的100mL容量瓶，加入約60mL蒸餾水，加瓶塞，稱重，精確到0.2mg。用預冷的0.2mL注射器移入約0.2mL環(huán)氧乙烷，不加瓶塞，輕輕搖勻，蓋好瓶蓋，稱重，前后兩次稱重之差即為溶液中所含環(huán)氧乙烷的質量，加水至刻度配制成濃度為1809μg/mL作為儲備液。同法，配制濃度為1208μg/mL的2-氯乙醇儲備液。使用時根據(jù)需要再用去離子水稀釋成標準工作液。

2.3 樣品的制備 稱取一次性使用動脈止血壓迫器1.0g，剪碎，置于頂空瓶中，加入1mL去離子水，密封。

3 結果

3.1 色譜柱的選擇及系統(tǒng)適應性試驗 為了能在同一色譜條件下用同一色譜柱一次將環(huán)氧乙烷和2氯乙醇進行分離，先后考察了極性的Wax色譜柱（25m×250μm×0.2μm）和中等極性的DB-624色譜柱（30m×250μm×1.4μm）的分離效果，實驗發(fā)現(xiàn)環(huán)氧乙烷與溶劑中的某雜質在Wax毛細管柱上不能完全分開，而中等極性的DB-624色譜柱能實現(xiàn)很好的分離，各峰之間的分離度均大于1.5。

取環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇的儲備液配制成標準工作混合溶液一份，按2.1項下的色譜條件進樣測定，記錄色譜圖，結果表明兩組分分離度良好，環(huán)氧乙烷保留時間為2.3min，理論塔板數(shù)大于18000，2-氯乙醇保留時間為4.4min，理論塔板數(shù)大于40000，色譜圖見附圖。

附表1 Linear relationship of two sterilization residuals

附表2 Results of recovery test

3.2 線性范圍 取環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇的儲備液配制成標準工作混合溶液，其中環(huán)氧乙烷的標準工作液濃度依次為1.35675μg/mL、2.7135μg/mL、5.427μg/mL、10.854μg/mL、21.708μg/mL，2-氯乙醇標準工作液濃度依次為3.775μg/mL、7.55μg/mL、15.1μg/mL、30.2μg/mL、60.4μg/mL。

取標準工作混合溶液按2.1項下色譜條件進樣，各組分線性回歸方程和相關系數(shù)見附表1。

3.3 精密度實驗 取同一濃度標準溶液6份，于6個頂空瓶中各加入標準溶液1mL，密封，搖勻，按2.1項下的色譜條件進樣，測定環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇的色譜峰面積，RSD分別為4.7%和2.7%（n=6）。

3.4 加樣回收率實驗 精密稱取已知環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇殘留量的樣品1.0g，置于頂空瓶中，共6份，分別精密加入混合標準溶液（環(huán)氧乙烷濃度5.427μg/mL，2-氯乙醇濃度15.1μg/mL）1mL，密封，搖勻，按2.1項下色譜條件測定，按外標法計算，環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇的平均回收率分別為96.2%和93.7%（n=6）。

3.5 樣品測定 取樣品，按2.3項下制備樣品，按2.1項下的色譜條件測定，按外標法計算樣品中環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇的殘留量，結果顯示樣品中環(huán)氧乙烷為未檢出，2-氯乙醇含量為21.54μg/g。

4 討論

4.1 方法的建立 本文建立了一次性醫(yī)療器械滅菌殘留物的頂空氣相色譜檢測方法，該方法兼有樣品處理和分析的功能，由于只取頂空瓶中氣體部分進樣，避免了樣品溶液中復雜基質對色譜柱的干擾；所建方法在同一色譜柱，同一色譜條件下對兩種滅菌殘留溶劑有很好的分離，達到了快速檢測的目的，可以作為一次性醫(yī)療器械滅菌殘留物的質量控制方法。

4.2 方法的選擇 2-氯乙醇是一種含鹵素的電負性較強的化合物，電子捕獲檢測器對其有更高的靈敏度。本文為同時檢測環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇，選擇了對二者均有響應的FID檢測器。

對于2-氯乙醇，F(xiàn)ID的靈敏度低于ECD[3]，所以對靈敏度要求更高的測試可以選擇電子捕獲檢測器。過程檢驗或快速檢測選用FID檢測器，可實現(xiàn)環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇的殘留量同時的快速檢測，有效地提高了檢驗效率。

4.3 樣品的檢測 一次性使用動脈止血壓迫器的測試結果說明樣品中環(huán)氧乙烷含量很低，而2-氯乙醇含量為0.22mg/套。國際標準ISO 10993-7:2008[7]中對于短期接觸醫(yī)療器械的環(huán)氧乙烷和2-氯乙醇限量值分別定為4mg/套和9mg/套，樣品的測試結果符合該標準要求。但測試結果同時說明在樣品已基本檢測不出環(huán)氧乙烷殘留的情況下，2-氯乙醇仍有一定的殘留量，原因可能是環(huán)氧乙烷沸點低（13.2℃，99.5kPa），常溫常壓下即為氣態(tài)，極易揮發(fā)，2-氯乙醇沸點高（95℃～98℃，97.8kPa），較環(huán)氧乙烷難揮發(fā)，故樣品中吸附的2-氯乙醇比環(huán)氧乙烷難解析。本文的研究結果說明，經環(huán)氧乙烷滅菌的產品其環(huán)氧乙烷可能解析完全，但產品仍有殘留一定量的2-氯乙醇的可能，故對于經環(huán)氧乙烷滅菌的產品除進行環(huán)氧乙烷測試外還要格外關注2-氯乙醇殘留的可能，以保證環(huán)氧乙烷滅菌產物的有害殘留物質水平得以控制，產品的安全得以保證。