頂空氣相色譜法檢測酒精消毒棉片的乙醇含量分析

黨貴玲 于雅鑫

(吉林省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所，130021 長春)

酒精消毒棉片一般是由潔凈棉花蘸75%左右的乙醇溶液制成，對各種細(xì)菌有一定的殺滅作用。醫(yī)院一般用作注射前皮膚擦拭、手術(shù)前工具擦拭消毒等使用，日常也可作為清創(chuàng)和防感染之用。75%的乙醇可以使微生物外殼的蛋白質(zhì)脫水，從而使其失去活性。乙醇濃度過高或過低，均會導(dǎo)致其作用減弱。因此，酒精消毒棉片作為二類醫(yī)療器械，檢驗(yàn)的重點(diǎn)是對產(chǎn)品中乙醇含量進(jìn)行測定，從而判斷其是否安全、有效和穩(wěn)定。測定乙醇含量常用的方法主要為比重法[1-2]、氣相色譜法[3-5]、分光光度法[6-7]等。本文以相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)為檢驗(yàn)基礎(chǔ)[8]，采用頂空氣相色譜法，以正丙醇為內(nèi)標(biāo)物、6%氰丙基苯-94%二甲基硅氧烷為固定相的毛細(xì)管色譜柱對消毒片中的乙醇含量進(jìn)行測定。本方法操作簡單，可作為定量檢測酒精消毒棉片中乙醇含量的常規(guī)方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

儀器：安捷倫7890B氣相色譜儀（配FID檢測器，Agilent 7697A 頂空進(jìn)樣器）及數(shù)據(jù)色譜工作站。

試劑：無水乙醇為色譜純（含量≥99%）；正丙醇為色譜純（含量≥99%）；酒精消毒棉片由某醫(yī)療科技公司提供（批號：20200301、20200302、20200303）。

1.2 儀器工作條件

色譜柱：彈性石英毛細(xì)管色譜柱（型號：DB-624，30m×0.53mm×3.00μm）；固定相為6% 氰丙基苯-94% 二甲基硅氧烷。檢測器為FID，柱溫：120℃；進(jìn)樣口溫度：220℃；檢測器溫度：250℃；平衡溫度：80℃；平衡時間：20min；氣流速度：氮?dú)?0ml/min，氫氣40ml/min，空氣300ml/min；進(jìn)樣體積：1ml/min；進(jìn)樣模式：分流進(jìn)樣，分流比為20 ∶1。

1.3 方法設(shè)置

起始溫度為40℃，維持2min，然后以每分鐘3℃的速率升溫至65℃，再以每分鐘25℃的速率升溫至200℃，維持10min。

樣品瓶平衡溫度：80 ℃；平衡加熱時間：20min；定量環(huán)溫度：90℃；環(huán)平衡時間：0.05min；傳輸線溫度：75℃。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1.4.1 對照品的制備

精密量取色譜乙醇5ml，平行2 份，加入100ml容量瓶中，然后加入內(nèi)標(biāo)物正丙醇5ml，加水稀釋至刻度，搖勻。取1ml 稀釋液加入100ml 容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，配置成對照品溶液。精密量取3ml 溶液，加入10ml 頂空瓶中，密封。每份對照品溶液進(jìn)樣3 次，測定峰面積，計(jì)算平均校正因子。

1.4.2 樣品的制備

取酒精消毒棉片，擠出棉片中的乙醇，取5ml，平行2 份，加入100ml 容量瓶中，加入內(nèi)標(biāo)物正丙醇5ml，加水稀釋至刻度，搖勻。取1ml 稀釋液加入100ml 容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，配置成對照品溶液。精密量取3ml 溶液，加入10ml頂空瓶中，密封。頂空進(jìn)樣，測定峰面積，按內(nèi)標(biāo)法以峰面積計(jì)算。取兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均位為測定結(jié)果。

1.4.3 穩(wěn)定性樣品的制備

取酒精消毒棉片，54℃烘箱內(nèi)放置14d，按前面所述的樣品制備方法進(jìn)行穩(wěn)定性樣品制備，進(jìn)行加速穩(wěn)定性考察，計(jì)算酒精消毒棉片中乙醇含量的降解率。

1.4.4 計(jì)算方法

分別測量對照品乙醇和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)正丙醇的色譜峰面積，按下式計(jì)算校正因子f：

式中：AS為內(nèi)標(biāo)物的峰面積；AR為對照品的峰面積；CS為內(nèi)標(biāo)物的濃度；CR為對照品的濃度。

取含有內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的供試品溶液，進(jìn)樣，記錄色譜圖，測量供試品中乙醇和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)正丙醇的色譜峰面積，按下式計(jì)算含量CX：

式中：AX為供試品的峰面積；A's 為內(nèi)標(biāo)物的峰面積；CX為供試品的濃度；C's 為內(nèi)標(biāo)物的濃度；f 為校正因子。

2 結(jié)果分析

圖1 顯示的是乙醇標(biāo)準(zhǔn)品的氣相色譜圖，從圖1 中可以看出乙醇的保留時間為4.26min。

圖2 顯示的加入內(nèi)標(biāo)物后對照品溶液的氣相色譜圖。

圖1 乙醇標(biāo)準(zhǔn)品的氣相色譜

圖2 加入內(nèi)標(biāo)物后對照品溶液的氣相色譜

結(jié)合圖1 和圖2 的結(jié)果，乙醇的保留時間為4.29min，峰面積為667.268；正丙醇的保留時間為7.17 min，峰面積為1221.671。乙醇和正丙醇的分離度為33.177。見表1。經(jīng)計(jì)算，其校正因子為2。

2.1 平衡溫度的選擇

平衡溫度是氣相色譜的主要進(jìn)樣條件，平衡溫度過高會直接影響樣品測量的準(zhǔn)確度和精密度[9]，平衡溫度過低則會延長測量時間。本實(shí)驗(yàn)中，我們考察了50℃、60℃、70℃、80℃、90℃這5 個平衡時間，其他的進(jìn)樣條件不變。從表2 結(jié)果可知，隨著平衡溫度的升高，乙醇的響應(yīng)值呈逐漸增大趨勢，峰面積逐漸增大，當(dāng)平衡溫度在90℃時，乙醇的響應(yīng)值再無增加趨勢。乙醇與內(nèi)標(biāo)物含量的比例呈逐漸降低的趨勢，可能存在乙醇高溫下氧化的可能。綜合考慮，我們選擇平衡溫度為80℃。

2.2 平衡時間的影響

為了考察最佳平衡時間，我們將平衡溫度設(shè)為80℃，其他條件不變，分別選擇5 個平衡時間：10min，15min，20min，25min 和30min。從表3 結(jié)果可知，隨著平衡時間的延長，乙醇的峰面積呈逐漸增大趨勢，20min 時乙醇的峰面積達(dá)到最大，繼續(xù)增加平衡時間，乙醇的峰面積略有降低。這存在乙醇高溫下氧化的可能，而內(nèi)標(biāo)物正丙醇的峰面積則一直呈逐漸增大趨勢。因此我們選擇平衡時間20min 作為進(jìn)樣條件。

2.3 柱溫的影響

柱溫是影響氣相色譜柱效的主要因素，其能直接左右被測物的分析效率。提高柱溫可使保留時間相應(yīng)縮短，也能節(jié)約分析時間，提高工作效率；但缺點(diǎn)是色譜柱使用時間相應(yīng)縮短，穩(wěn)定性也會相應(yīng)降低[10]。色譜柱柱溫降低也能增大色譜柱的選擇范圍?？紤]到乙醇和內(nèi)標(biāo)物正丙醇分離度問題，我們對氣相色譜柱的柱溫進(jìn)行了考察。保持其他條件不變，由高到低考察4 個柱溫：150℃，135℃，120℃，105℃，分別進(jìn)行測定比較。

由表4 的結(jié)果可知，隨著柱溫從150℃降低到120℃，乙醇色譜峰的保留時間也隨之延長，分離度增大，到120℃時，乙醇和內(nèi)標(biāo)物正丙醇色譜峰的分離度最好，繼續(xù)降低柱溫，對分離度影響不大。雖然對于乙醇內(nèi)標(biāo)法檢測分離度達(dá)到2.0 即滿足《中國藥典》2015 版的要求，但溫度越低越有利于色譜柱的保養(yǎng)，高溫條件下會使色譜柱的氧化損傷特別嚴(yán)重[11]。因此，我們選擇120℃作為檢測時的柱溫。

2.4 樣品的檢測

將3 個批號的酒精消毒棉片按照上述方法配制成供試品溶液,選擇最佳進(jìn)樣條件，吸取供試品溶液進(jìn)入氣相色譜儀。用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算出酒精消毒棉片中的乙醇百分含量。取兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。根據(jù)《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)》乙醇消毒劑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB26373-2010）規(guī)定[12]，乙醇含量應(yīng)在70%～80%范圍內(nèi)，經(jīng)54℃存放14d后，乙醇含量的降解率應(yīng)≤10%。

表1 加入內(nèi)標(biāo)物后對照品溶液的氣相色譜進(jìn)樣結(jié)果

表2 不同平衡溫度下的峰面積比

表3 不同平衡溫度下的峰面積比

表4 不同柱溫下保留時間及分離度

由表5 結(jié)果可知，3 批產(chǎn)品乙醇含量均檢測合格，加速穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果顯示，乙醇的降解率均＜10%，檢測結(jié)果合格。

圖3 和圖4 為三批樣品乙醇含量的氣相色譜圖及加速穩(wěn)定性乙醇含量的氣相色譜圖。

表5 樣品檢測結(jié)果(%)

圖3 三批樣品的氣相色譜

圖4 加速穩(wěn)定性的氣相色譜

3 結(jié)論

本文建立了頂空氣相色譜法測定酒精消毒棉片中乙醇含量的分析方法。采用安捷倫7890B 氣相色譜儀，自動頂空進(jìn)樣，對氣相色譜的進(jìn)樣條件，如平衡時間、平衡溫度和柱溫進(jìn)行了討論和選擇。我們選擇了最佳進(jìn)樣條件，采用內(nèi)標(biāo)法對酒精消毒棉片進(jìn)行了檢測，結(jié)果證明，采用DB-624 作固定相的毛細(xì)管柱完全適合測定乙醇的含量。