氣相色譜法測定醫(yī)療防護用品中環(huán)氧乙烷殘留量

閆順華，羅明，朱毅忠，馬小華，馬國明

（1.新疆維吾爾自治區(qū)藥品檢驗研究院，烏魯木齊 830054； 2.新疆維吾爾自治區(qū)藥品監(jiān)督管理局，烏魯木齊 830054）

由于新冠肺炎疫情爆發(fā)，國內(nèi)對口罩、防護服等醫(yī)療防護用品的需求急劇增加。隨著國家、各級政府的正確引導和大力推進，很多企業(yè)積極轉產(chǎn)，不斷生產(chǎn)出越來越多的醫(yī)療防護用品以滿足疫情防控的需要，而環(huán)氧乙烷是醫(yī)療防護用品最常用的消毒劑之一。

環(huán)氧乙烷又稱氧化乙烯（簡稱EO），其化學式為C2H4O，相對分子質量為44.05，沸點為10.8℃，低于此溫度時為無色透明液體，常溫下是具芳香醚味的無色氣體，氣體密度為空氣的1.52 倍［1–2］。環(huán)氧乙烷的蒸氣壓比較大，這種特性使得環(huán)氧乙烷穿透力、殺菌力強，殺菌譜廣［3–4］。當溫度達到50℃時，環(huán)氧乙烷氣體的穿透力最強，可以穿透微孔達到物品的深部，包裝好的醫(yī)療防護用品用環(huán)氧乙烷消毒也能取得滿意的效果［5］。在具備良好滅菌效果的同時，環(huán)氧乙烷因其本身的特性（易燃、易爆、有毒、刺激性強，是高致癌物并且具有高致敏性），容易對眼、耳、口、鼻等器官造成腐蝕性損傷，輕則造成患者頭疼、中樞抑制、惡心、嘔吐、腹瀉、肺水腫和呼吸困難等癥狀，重則會導致腎臟器官損壞或溶血現(xiàn)象發(fā)生［6–7］。

世界各國規(guī)定了在環(huán)氧乙烷環(huán)境下工作暴露的濃度極限。我國規(guī)定環(huán)氧乙烷8 h 加權平均值的允許暴露極限為1.15 μL／L，大部分工業(yè)發(fā)達國家規(guī)定環(huán)氧乙烷的暴露極限為1 μg／g，德國甚至將環(huán)氧乙烷的暴露極限規(guī)定為0.1 μg／g，而法國則規(guī)定環(huán)氧乙烷15 min 加權平均值的短時間接觸容許濃度為5 μg／g［8–9］。我國規(guī)定一次性醫(yī)療防護用品環(huán)氧乙烷殘留量應不大于10 μg／g［10］。

目前常用的環(huán)氧乙烷殘留量的檢測標準有3個。GB／T 14233.1–2008 《醫(yī)用輸液、輸血、注射器具檢驗方法 第1 部分：化學分析方法》［11］規(guī)定，測定環(huán)氧乙烷的方法有氣相色譜法和比色分析法，兩種方法相比，氣相色譜法具有準確度高、分析速度快、操作簡便且檢測數(shù)據(jù)直觀、清晰等優(yōu)勢。但該標準中的氣相色譜法只規(guī)定了樣品前處理、方法和標準溶液配制過程，未規(guī)定氣相色譜儀工作條件參數(shù)。GB 19083–2010 《醫(yī)用防護口罩技術要求》［12］和GB 19082–2009 《醫(yī)用一次性防護服技術要求》［13］規(guī)定用氣相色譜法測定經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌的口罩和防護服中環(huán)氧乙烷殘留量，均對氣相色譜儀的使用條件如檢測器、進樣口溫度、柱溫作了規(guī)定，但缺少載氣流量和分流比的參數(shù)條件，且該方法也沒有說明是否應使用標準曲線法進行測定。

筆者綜合分析上述3 個標準中環(huán)氧乙烷殘留量檢測方法的優(yōu)劣，結合工作實際探索了氣相色譜法測定環(huán)氧乙烷殘留量的最佳條件，對建立的方法進行了方法學驗證。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：島津GC–2010 Plus 型，帶頂空進樣器，F(xiàn)ID 檢測器，日本島津公司。

電子天平：Mettler Toledo PL203 型，瑞士梅特勒–托利多公司。超純水儀：U2 型，四川優(yōu)普超純科技有限公司。環(huán)氧乙烷標準樣品：2 mg／mL，編號為SH-22696YW,北京曼哈格生物科技有限公司。

醫(yī)療防護用品樣品：口罩、防護服，取自若干轉產(chǎn)企業(yè)。

實驗用水為超純水。

1.2 溶液配制

1.2.1 環(huán)氧乙烷標準儲備液

取1 mL 環(huán)氧乙烷標準樣品，用水定容至100 mL，得到20 μg／mL 的環(huán)氧乙烷標準儲備液，于2～8 ℃下保存。

1.2.2 環(huán)氧乙烷標準工作液

分別取0.5、1、2、4、6、8 mL 環(huán)氧乙烷標準儲備液，置于6 只20 mL 容量瓶中，用水定容至標線，得到質量濃度分別為0.5、1、2、4、6、8 μg／mL 的環(huán)氧乙烷系列標準工作液。

1.3 樣品前處理

一般在醫(yī)療防護用品中環(huán)氧乙烷最不易解析部位（即取環(huán)氧乙烷相對殘留量最高的部位）取樣。對于防護服，取樣位置選擇產(chǎn)品包裝里層緊密厚實處。為保證取樣的均勻性，分別取同批次樣品的相同部位3 處以上，混合均勻后測定。由于口罩的材質相對均勻，實際佩戴時口罩中間部位與人體口鼻處接觸較為密切，因此取樣時一般選擇口罩中間部位。稱取樣品1.000 g，截為5 mm 長碎塊（或10 mm 片狀物），置于20 mL 頂空進樣瓶中，精密加入5 mL 超純水，密封，在(60±1)℃溫度下平衡40 min，上機分析。

1.4 加標樣品制備

分3 組各取6 份環(huán)氧乙烷醫(yī)用防護空白樣品1.000 g，分別加入0.5、2、6 μg／mL 環(huán)氧乙烷標準工作液5 mL，其余步驟同1.3 樣品前處理，分別得到加標質量為2.5、10、30 μg 的加標樣品。

1.5 色譜條件

色 譜 柱：DB–624 型 毛 細 管 柱(30 m×0.25 mm，1.40 μm，美國安捷倫科技有限公司)；載氣：N2（純度為99.999%），流量為30 mL／min；分流比：10∶1；氫氣流量：40 mL／min；空氣流量：400 mL／min；柱流量：1.0 mL／min；檢測器：FID；檢測器溫度：230 ℃；進樣口溫度：210 ℃；柱溫：80 ℃（恒溫程序）；平衡溫度：60 ℃；平衡時間：40 min；進樣體積：500 μL。

2 結果與討論

2.1 色譜柱選擇

DB–624 型柱是一款中等極性色譜柱，通常用于氣相色譜法快速分析揮發(fā)性化合物，專為分析揮發(fā)性優(yōu)先控制污染物和殘留溶劑而設計，與使用其它色譜柱相比，采用DB–624 型色譜柱分析環(huán)氧乙烷時分離效果更好，靈敏度更高，色譜峰形良好。

2.2 載氣流量選擇

載氣流量是決定氣相色譜分離度的重要因素之一。載氣流量會影響色譜柱理論塔板高度。若載氣流量過低，則樣品擴散比較嚴重，色譜柱效較低；若載氣流量過高，樣品的傳質阻力較大，色譜柱效也較低。為了取得最高柱效，需要選擇最佳線性載氣流量。實際操作中，為加快分離速度，選用的載氣流量通常比載氣最佳流量稍高，常用的載氣流量范圍為10～100 mL／min，根據(jù)色譜柱柱效和多次試驗結果，本實驗選擇載氣流量為30 mL／min。

2.3 分流比選擇

為防止溶劑峰拖尾、樣品殘留和交叉污染而干擾樣品的正常出峰，本實驗采用分流進樣模式。分流能夠減少樣品氣體的過柱量，保護色譜柱。同時設置適當?shù)姆至鞅?，可影響保留時間，增大色譜峰的分離度。經(jīng)多次實驗驗證，最終確定最佳分流比為10∶1。

2.4 線性方程、檢出限與定量限

用氣相色譜儀對環(huán)氧乙烷系列標準工作液進行測定，每個濃度點重復測定2 次，計算色譜峰面積平均值，以溶液質量濃度（x）為自變量、色譜峰面積（y）為因變量，對測定數(shù)據(jù)進行線性擬合，得到環(huán)氧乙烷標準曲線的線性方程為y=3 145.6x+289.89，相關系數(shù)為0.999 8，表明本法線性良好。由于環(huán)氧乙烷不穩(wěn)定且易揮發(fā)，每次檢測前，均需對標準曲線進行單點校正，當測定濃度與理論濃度相對偏差小于5%時［12］，可使用原標準曲線。如果超過規(guī)定的相對偏差，則要重新制作標準曲線。

采用在空白樣品中添加目標化合物的方法，以信噪比為3 確定環(huán)氧乙烷在取樣量為1.000 g 時的檢出限為0.10 μg／g，信噪比為10 確定方法定量限為0.35 μg／g。

2.5 精密度試驗

取同一份樣品，按1.3 進行處理并制備樣品溶液6 份，進樣測定，記錄色譜峰面積，按標準曲線法計算樣品中環(huán)氧乙烷含量，測定結果列于表1。由表1 可知，本法測量結果的相對標準偏差為1.73%，表明本法精密度較高。

表1 精密度試驗結果

2.6 加標回收試驗

對1.4 制備的加標樣品分別進行測定，加標樣品色譜圖如圖1 所示，測定結果列于表2。由表2可知，樣品低、中、高3 水平加標平均回收率分別為99.3%、94.34%和98.9%，表明本方準確度較高。根據(jù)相關文獻［14–15］，進行樣品測定時，回收率應滿足以下要求：當被測組分含量大于100 mg／kg 時，回收率應為95%～105%；當被測組分含量為1～100 mg／kg 時，回收率應為90%～110%；當被測組分含量為0.1～1 mg／kg 時，回收率應為80%～110%；當被測組分含量小于0.1 mg／kg，回收率應為60%～120%。本法完全滿足相關要求。

圖1 加標樣品氣相色譜圖

表2 樣品加標回收試驗結果

2.7 樣品測定

為保證檢測結果的平行性符合標準，要求每批次樣品均采用平行雙樣測定。取樣原則一般選擇同一批次的兩個獨立包裝的相同部位，平行偏差不得大于10%［13］。取不同廠家的防護服、口罩樣品共15個批次，一式2 份，按1.3 方法制備樣品溶液，進樣測定，計算樣品中環(huán)氧乙烷殘留量，結果列于表3。

表3 樣品中環(huán)氧乙烷殘留量測定結果

由表3 中數(shù)據(jù)可知，本法的檢測結果與參考方法相差不大，測定值相對偏差均在10%以內(nèi)，但本法較參考方法具有更高的靈敏度，分析時間也明顯縮短，能夠大幅提高工作效率。

3 結語

所建立的氣相色譜法用于檢測口罩、防護服等醫(yī)療防護用品中環(huán)氧乙烷的殘留量，方法簡單易行，重現(xiàn)性好，精密度、準確度較高，適用于醫(yī)療防護用品中環(huán)氧乙烷殘留量的測定。