聚L-乳酸中丙交酯單體殘留量的測(cè)定及方法比較

秦曉娜，敖廣宇，莊志聞

(沈陽(yáng)金博地生態(tài)環(huán)?？萍加邢薰?遼寧 沈陽(yáng) 110000)

聚L-乳酸是一種新型的環(huán)保高分子材料，具有良好的生物相容性，優(yōu)越的生物可降解性及優(yōu)良的機(jī)械性能，因其本身無(wú)毒，而且使用廢棄后在自然環(huán)境下降解為對(duì)環(huán)境無(wú)害的二氧化碳和水，被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、包裝、紡織等各個(gè)行業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)外合成聚乳酸的方法大多采用兩步法，即由L-乳酸合成丙交酯，再由丙交酯開(kāi)環(huán)聚合成聚乳酸，丙交酯是乳酸合成聚L-乳酸的中間產(chǎn)物，其在聚合物中的殘留量影響著聚L-乳酸材料的性能和應(yīng)用，因而對(duì)丙交酯單體殘留量進(jìn)行測(cè)定和控制顯得尤為重要。

目前，丙交酯含量測(cè)定的方法主要有氫核磁法、紅外法、毛細(xì)管氣相色譜法(GC)、反相高效液相色譜法(RP-HPLC)、間接分光光度法(UV)。其中因氫核磁法和紅外法均無(wú)法準(zhǔn)確定量而很少有人使用，近年來(lái)由于色譜技術(shù)的快速發(fā)展和大范圍普及，毛細(xì)管氣相色譜法(GC)和反相高效液相色譜法(RP-HPLC)常用來(lái)測(cè)定丙交酯的含量。本實(shí)驗(yàn)采用RP-HPLC、GC和間接分光光度法(UV)對(duì)聚L-乳酸中丙交酯的殘留量進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)比對(duì)總結(jié)各個(gè)方法的優(yōu)劣和適用范圍。

1 儀器與試劑

安捷倫7890B氣相色譜儀(配備FID檢測(cè)器)；SE-54(30m×0.53mm×1.0um)色譜柱；安捷倫1260高效液相色譜儀；上海元析UV-8000紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；賽多利斯QUINTIX224-1CN電子天平。

聚L-乳酸(市售供試品，孝感深遠(yuǎn)化工有限公司)，丙交酯標(biāo)準(zhǔn)品(純度：99.5%，廣東翁江化學(xué)試劑有限公司)，二氯甲烷(GR，天津四友精細(xì)化學(xué)品有限公司)，乙腈(色譜純，德國(guó)默克)，鹽酸羥胺，F(xiàn)eCl3，乙醇，甲醇、NaOH，鹽酸等均為AR試劑。

2 方法與結(jié)果

2.1 溶液配制

對(duì)照品溶液：精密稱取約0.01g(精確至0.0001g)丙交酯標(biāo)準(zhǔn)品兩份，一份于25mL量瓶?jī)?nèi)，加入10mL乙腈溶液溶解后稀釋至刻度，作為RP-HPLC法對(duì)照品溶液M1，另一份用5mL二氯甲烷溶解并定容至50mL，搖勻后作為GC法對(duì)照品溶液M2。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：準(zhǔn)確稱取0.50g(精確至0.0001g)丙交酯標(biāo)準(zhǔn)品兩份，一份用20mL乙腈溶液溶解后定容至50mL，作為RP-HPLC法用標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液B1；另一份用二氯甲烷溶解并定容至10mL，搖勻后，精密量取1mL用二氯甲烷定容至10mL，作為GC法用標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液B2；另稱取約0.05g(稱準(zhǔn)至0.0001g)丙交酯于10mL量瓶?jī)?nèi)，用乙醇溶解并定容至刻度，作為UV法用標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液B3。

樣品溶液：稱取市售聚L-乳酸5.0210g(精確至0.0001g)兩份，其中一份于25mL量瓶?jī)?nèi)，用10mL乙腈溶解并稀釋至刻度，搖勻后得RP-HPLC法用樣品溶液A1。另一份置于50mL量瓶?jī)?nèi)，用二氯甲烷溶解并稀釋至刻度，搖勻后作為GC法樣品溶液A2。

2.2 色譜條件與色譜圖

反相高效液相色譜法(RP-HPLC)：色譜柱為Hypersil ODS2(5um，4.6mm×150mm)；流動(dòng)相為(1+9)乙腈溶液，流速0.7mL/min；進(jìn)樣體積10μL；檢測(cè)波長(zhǎng)212nm。

取對(duì)照品溶液M1和樣品溶液A1在上述RP-HPLC規(guī)定的色譜條件下進(jìn)行測(cè)定，得丙交酯RP-HPLC色譜圖，如圖1所示。

A.為對(duì)照品溶液 B.為樣品溶液

圖1 聚L-乳酸中丙交酯RP-HPLC圖

毛細(xì)管氣相色譜法(GC)：色譜柱為SE-54型毛細(xì)管柱(30m×0.53mm×1.0um)；柱溫：155℃；分流比：10：1；進(jìn)樣口溫度240℃；FID檢測(cè)器溫度：280℃；進(jìn)樣量：1uL；載氣：氮?dú)?N2，壓力：150kPa)。

取對(duì)照品溶液M2和樣品溶液A2按上述GC要求的氣相色譜條件進(jìn)行測(cè)定，得丙交酯GC色譜圖，如圖2所示。

a.為對(duì)照品溶液；b.為樣品溶液

圖2 聚L-乳酸中丙交酯GC圖

2.3 方法的線性范圍

RP-HPLC線性曲線：精確量取一定體積的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液B1，配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，分別取10μL按RP-HPLC規(guī)定的色譜條件進(jìn)行測(cè)定，以峰面積A(uv/min)對(duì)濃度C(μg/mL)作圖，經(jīng)線性擬合得丙交酯標(biāo)準(zhǔn)曲線。

GC線性曲線：量取一定體積的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液B2，將其配制成質(zhì)量濃度分別為0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL、25.0μg/mL、50.0μg/mL、100.0μg/mL、200.0μg/mL、400.0μg/mL的丙交酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，精確量取1μL各溶液按上述GC色譜條件進(jìn)行測(cè)定，以色譜峰面積A/(uv/min)為縱坐標(biāo)，以質(zhì)量濃度C/(μg/mL)為橫坐標(biāo)作圖。

UV線性曲線：取9支25mL具塞刻度試管，編號(hào)后按表1依次加入各試劑，然后于20℃(±2℃)條件下進(jìn)行胺解反應(yīng)，15min后，再依次加入3.0mL的3mol/L鹽酸溶液，4.0mL的0.3%的FeCl3乙醇溶液，靜置放置10min，然后用0.3%的FeCl3乙醇溶液定容至刻度，以0管為空白，在520nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)丙交酯含量X(μg/mL)為橫坐標(biāo)，以吸光度Y為縱坐標(biāo)，繪制丙交酯標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖3。

表1 丙交酯含量UV法標(biāo)準(zhǔn)曲線溶劑配加表

圖3 丙交酯UV標(biāo)準(zhǔn)曲線

以上三種方法的線性方程和線性范圍見(jiàn)表2。

表2 線性實(shí)驗(yàn)

2.4 最低檢測(cè)限

取三種方法各自標(biāo)準(zhǔn)曲線最低濃度的溶液，逐級(jí)稀釋后進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)S/N≧3時(shí)，測(cè)得的檢測(cè)限分別為：RP-HPLC法0.1μg/mL、GC法0.6μg/mL、UV法7.9μg/mL。

EPC總承包的職能就像是房地產(chǎn)企業(yè)的工程管理，在牽頭和配合與協(xié)調(diào)的過(guò)程中進(jìn)行操作，就該層面分析，和地產(chǎn)項(xiàng)目的管理相比可以說(shuō)是如履薄冰，房地產(chǎn)商能夠在地產(chǎn)升值過(guò)程中提高銷售高利潤(rùn)，在管理中出現(xiàn)的一些額外費(fèi)并不屬于過(guò)程控制的核心問(wèn)題，地產(chǎn)項(xiàng)目的管理團(tuán)隊(duì)非常成熟，可以劃分職能，這是真正的業(yè)主，管理權(quán)威是絕對(duì)的。

2.5 精密度實(shí)驗(yàn)

反相高效液相色譜法(RP-HPLC)

取同一批市售聚L-乳酸樣品6份，按樣品溶液A1配制方法配制成溶液，精確吸取10μL進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3，結(jié)果表明，6次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.69%。

表3 丙交酯RP-HPLC法精密度測(cè)試結(jié)果

毛細(xì)管氣相色譜法(GC)

取同一批市售供試品聚L-乳酸，按樣品溶液A2的配制步驟配置成溶液，在GC規(guī)定的色譜條件下測(cè)定6次，峰面積分別為：2131092、2109619、2134276、2127148、2157527、2122463平均值為：2130354，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD%為0.74%。

間接分光光度法(UV)

準(zhǔn)確稱取同一批次市售聚L-乳酸約2.0g(稱準(zhǔn)至0.0001g)6份，分別用10mL乙醇溶液溶解，按2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法依次加入各試劑，顯色后分別測(cè)定其吸光度，根據(jù)丙交酯UV標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出丙交酯含量，結(jié)果見(jiàn)表4，由計(jì)算結(jié)果可以得出其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.56%。

表4 丙交酯UV法精密度測(cè)定結(jié)果

2.6 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

反相高效液相色譜法(RP-HPLC)

表5 丙交酯RP-HPLC法準(zhǔn)確度測(cè)試結(jié)果

毛細(xì)管氣相色譜法(GC)

選取同一批市售聚L-乳酸供試品，準(zhǔn)確稱取9份，每份約0.10g(精確至0.0001g)，分別將其置于10mL量瓶?jī)?nèi)，用約5mL二氯甲烷溶解后稀釋至刻度，搖勻后在選定的色譜條件下測(cè)定其含量，再精密加入丙交酯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液B20.10mL、0.30mL、0.60mL(每個(gè)濃度加入三份)，分別精密進(jìn)樣2μL進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定丙交酯平均加標(biāo)回收率分別為98.9%、99.8%、100.7%。

間接分光光度法(UV)

稱取同一批市售聚L-乳酸供試品約2.00g(精確至

0.0001g)9份，分別置于50mL量瓶?jī)?nèi)，將其分成3組，每組分別加入丙交酯儲(chǔ)備溶液B3各0.8mL、1.0mL、1.2mL，用乙醇溶解后按標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法測(cè)定丙交酯加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，其回收率分別為90.8%、88.6%、101.1%，平均回收率為93.5%。

2.7 不同測(cè)定方法的結(jié)果差異

取同一批次市售聚L-乳酸分別按以上3種方法測(cè)定丙交酯殘留量，重復(fù)測(cè)定6次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 不同測(cè)定方法的結(jié)果比對(duì)

通過(guò)比較三種測(cè)定方法可以得出，RP-HPLC和GC法測(cè)定的結(jié)果較為相近，RP-HPLC法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.55%，GC法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.64%，UV法由于受溶液中其它雜質(zhì)成分在相同波長(zhǎng)處的吸收的影響，測(cè)定結(jié)果相比其它兩法偏高，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.31%。

3 結(jié)論

RP-HPLC、GC、UV法三種方法均可以定量地測(cè)出聚乳酸中丙交酯的殘留量，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，RP-HPLC、GC法測(cè)定結(jié)果差異性不大，UV法較其它兩種方法測(cè)定結(jié)果偏高。相比UV法而言，RP-HPLC、GC法具有較高的靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度。 三種方法中UV法所使用的儀器簡(jiǎn)單，分析成本較低，但整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，且吸光度受溶液中所含雜質(zhì)、顯色時(shí)間、溫度因素影響較大，需嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件。而RP-HPLC和GC法實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、分析速度快、測(cè)定結(jié)果可靠，可以作為丙交酯含量分析的首選方法。

[1] 張 薇.新型生物降解材料聚乳酸綜述[J].貴州化工，2008，3(3)：18-20.

[2] LIU Y，HU JZHU ANG X，et al. Preparation and characterization of biodegradable and electroactive polymer blend materials based on mPEG/tetraaniline and PLLA[J].Macromol Biosci，2011，11(6)：806-813.

[3] CAN E，UDENIR G，KANNECI AI，et al. Investigation of PLLA/PCL blends and paclitaxel release profiles[J].AAPS Pharm Sci Tech，2011，12(4)：1442-1453.

[4] 徐 溢，柳勝春.合成骨材中間體-丙交酯的定量測(cè)試[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1994，17(6)：1032107.

[5] 黃發(fā)榮.聚合物材料再循環(huán)利用的研究與進(jìn)展[J]. 高分子材料科學(xué)與工程，1997，13(2)： 132-138.

[6] 付春華，羅彥鳳，李永剛，等.氣相色譜分析法在丙交酯合成中的應(yīng)用[J].高分子材料科學(xué)與工程，2007，23(4)：170-173.

[7] 王世剛，熊媛媛.毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定檸檬酸三乙酯含量[J].安徽醫(yī)藥，2012，16(1)：40-42.

[8] 魏鳳玉，唐鳳金.間接光度法測(cè)定丙交酯含量[J].應(yīng)用化工，2009，28(1)：142-144.