頂空氣相色譜法測定一次性使用霧化器中的環(huán)氧乙烷殘留量

羅育浩 劉向輝 張哲 劉東 孫小莉 王興媛

摘 要：本研究闡述了使用頂空氣相色譜法測定一次性使用霧化器中的環(huán)氧乙烷殘留量的方法和步驟。選用CP-Wax 52CB色譜柱（30 m×0.53 mm×1.0 μm）分離，采用水為萃取劑，用氫火焰離子化檢測器（FID）檢測。柱溫在45 ℃保持5 min，然后以50 ℃/min升高至160 ℃，保持4 min。試驗(yàn)結(jié)果顯示，環(huán)氧乙烷質(zhì)量濃度在0.25～10.00 μg/mL范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為y=6.648 9 x+0.270 4，R=0.999 9，回收率為98.4%～104.0%，最低檢出限為0.05 μg/mL，線性范圍寬，檢出限低，回收率高，是一種簡單、快速、準(zhǔn)確測定一次性使用霧化器中環(huán)氧乙烷殘留量的檢測方法。

關(guān)鍵詞：頂空氣相色譜法;環(huán)氧乙烷;一次性使用霧化器;殘留量

中圖分類號：R927.1 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）12-0095-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.12.020

Determination of Residual Ethylene Oxide in Disposable Nebulizer by Headspace Gas Chromatography

LUO Yuhao? ? LIU Xianghui? ? ZHANG Zhe? ? LIU Dong? ? SUN Xiaoli? ? WANG Xingyuan

（Henan Province Medical Instrument Testing Institute， Zhengzhou 450000，China）

Abstract： This study describes the method and procedure of determination of residual ethylene oxide in disposable nebulizer by headspace gas chromatography.CP-Wax 52CB capillary column（30 m×0.53 mm×1.0 μm） was used for separation， water was used as the extractant， and hydrogen flame ionization detector （FID） was used for detection. The column temperature was first kept at 45 ℃ for 5 min， and then raised to 160 ℃ at 50 ℃/min， and maintained for 4 min. The concentration of ethylene oxide in the range of 0.25～10.00 μg/mL showed a good linear relationship with the peak area.The regression equation is y=6.648 9x+ 0.270 4， R = 0.999 9， the recovery rate is 98.4 %～104.0 %， the minimum detection limit is 0.05 μg/mL， the linear range is wide， the detection limit is low and the recovery rate is high. It is a simple， rapid and accurate detection method for the determination of the residual amount of ethylene oxide in disposable nebulizer.

Keywords： headspace gas chromatography; ethylene oxide; disposable nebulizer; residual

0 引言

霧化吸入療法是通過霧化裝置將藥物分散成細(xì)小的霧滴或微粒，懸浮于氣體中，吸入鼻咽、喉、呼吸道及肺泡等部位，使藥物沉積在病灶區(qū)以治療疾病，霧化吸入能直接將藥物作用于靶器官，具有療效快、效果好、副作用小的特點(diǎn)，被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用[1-2]。一次性使用霧化器是在臨床治療中大量使用的耗材類醫(yī)療器械，主要是醫(yī)療單位配合藥物對呼吸道疾病患者做吸進(jìn)霧化治療時(shí)一次性使用，適用于上呼吸道感染、支氣管炎及急性慢性咽炎、喉炎等疾病的輔助治療，其多采用霧化吸入器將藥液霧化成微小顆粒，藥物通過呼吸吸入的方式進(jìn)入呼吸道，并在肺部沉積，從而達(dá)到無痛、迅速有效治療的目的。一次性使用霧化器分為咬嘴式、面罩式、手持面罩式，多由導(dǎo)管、霧化杯、面罩、接頭等化學(xué)高分子材料組成，非常適宜采用環(huán)氧乙烷進(jìn)行低溫滅菌。

環(huán)氧乙烷是一種廣譜、高效的化學(xué)冷滅菌劑[3]，穿透力強(qiáng)、殺菌效果好，不會破壞塑料、金屬和橡膠，不會使物品變黃、變脆[4]，常用于忌熱忌濕的一次性醫(yī)療耗材類產(chǎn)品的滅菌。但環(huán)氧乙烷是一種有毒氣體，具有致突變性、胎兒毒性和致畸特性，并能對體內(nèi)的多個(gè)器官系統(tǒng)產(chǎn)生損害[5]。有研究表明，吸入環(huán)氧乙烷可產(chǎn)生幾種致瘤性變化，包括白血病、腦腫瘤和乳房腫瘤等[6]。因此，嚴(yán)格控制吸附在產(chǎn)品上的環(huán)氧乙烷殘留量是保證一次性使用耗材產(chǎn)品質(zhì)量和安全的有力保障。

目前，常見的檢測醫(yī)療器械中環(huán)氧乙烷等相關(guān)揮發(fā)性組分殘留量的分析方法有比色分析法和氣相色譜法。相較于比色分析法，氣相色譜法更加快捷，且線性范圍更寬，準(zhǔn)確度和靈敏度更高，特別是在一次性醫(yī)用耗材類器械產(chǎn)品的檢測中，常作為仲裁方法使用。

頂空氣相色譜分析方法是采用升溫方式將揮發(fā)性組分在密閉裝置中析出，抽取頂部氣體進(jìn)行定性定量分析，具有靈敏度高、選擇性好、分離效率高等特點(diǎn)。在醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià) 第7部分：環(huán)氧乙烷滅菌殘留量（GB/T 16886.7—2015）中介紹到，所選擇的分析方法具有足夠的準(zhǔn)確度、精密度、選擇性、線性、耐用性和靈敏性，且需要適用于所要分析的器械[7]。本研究采用頂空氣相色譜法對一次性使用霧化器的環(huán)氧乙烷殘留量進(jìn)行檢測，快捷準(zhǔn)確，取得了良好的成效。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：氣相色譜儀（美國Agilent 7890B）;全自動頂空進(jìn)樣器（美國Agilent 7697A）;FID檢測器;全自動空氣源（北京中惠普SPB-3）;氫空一體機(jī)（北京中惠普HA-300）;氮?dú)猓兌葹?9.999%）;純水機(jī)（德國Milli-Q integral5）;分析天平（美國梅特勒-托利多XPE205）。

試劑：環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)品（中國食品藥品檢定研究院），分析純;試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 色譜條件

色譜柱：安捷倫CP-Wax 52CB（30 m×0.53 mm×1.0 μm）;柱溫：45 ℃保持5 min，然后以50 ℃/min升高至160 ℃，保持4 min;柱流量（氮?dú)猓汉懔? mL/min;進(jìn)樣口溫度：160 ℃;檢測器溫度：200 ℃;空氣流量：400 mL/min;氫氣流量：40 mL/min;頂空自動進(jìn)樣1 000 μL。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制和測定

1.3.1 制備標(biāo)準(zhǔn)貯備液。取外部干燥的50 mL容量瓶，加入約30 mL水，用移液槍注入0.5 mL 質(zhì)量濃度為10 mg/mL的環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)品，輕輕搖勻，加水至刻度配制成質(zhì)量濃度為100 μg/mL的環(huán)氧乙烷溶液，作為標(biāo)準(zhǔn)貯備液，備用。

1.3.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。用標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制質(zhì)量濃度為0.25 μg/mL、1.00 μg/mL、2.50 μg/mL、5.00 μg/mL、7.50 μg/mL、10.00 μg/mL 6個(gè)系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液于相應(yīng)的容量瓶中。分別精確量取5 mL，置于20 mL萃取容器中，密封，放入自動進(jìn)樣器，恒溫（60 ℃±1 ℃）下放置40 min，迅速取上部氣體，注入進(jìn)樣室進(jìn)行檢測，記錄環(huán)氧乙烷的峰面積。繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線，橫坐標(biāo)代表環(huán)氧乙烷的質(zhì)量濃度，縱坐標(biāo)代表峰面積[8]。

1.3.3 樣品檢驗(yàn)液制備。取一次性使用霧化器上與人體接觸緊密且相對殘留含量最高的部件進(jìn)行試驗(yàn)，截5 mm長碎塊（或10 mm2片狀物），精確稱取1.00 g放入20 mL萃取容器中，精確加入5 mL水，密封[9]，放入自動進(jìn)樣器，恒溫（60 ℃±1 ℃）下放置40 min，迅速取上部氣體，注入進(jìn)樣室進(jìn)行分析檢測。由工作曲線得出樣品溶液的質(zhì)量濃度，再根據(jù)公式x=5c/m計(jì)算得出環(huán)氧乙烷的含量，式中：x為樣品中環(huán)氧乙烷的含量（μg/g），c為標(biāo)準(zhǔn)曲線上取得的樣品溶液的質(zhì)量濃度（μg/mL），m為所取試樣的質(zhì)量（g）。

2 結(jié)果與討論

2.1 線性范圍與檢出限

依次自動化進(jìn)樣0.25 μg/mL、1.00 μg/mL、2.50 μg/mL、5.00 μg/mL、7.50 μg/mL、10.00 μg/mL 6個(gè)系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液，對其信號強(qiáng)度進(jìn)行測定，工作站根據(jù)外標(biāo)法得出對應(yīng)的峰面積值，如表1所示。

對工作站得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得出環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示，環(huán)氧乙烷濃度為0.25～10 μg/mL時(shí)，呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，回歸方程為y=6.648 9x+0.270 4，R=0.999 9，以3倍信噪比（S/N=3）計(jì)算得到該儀器狀態(tài)下環(huán)氧乙烷的檢出限為0.05 μg/mL。

2.2 精密度試驗(yàn)

取3個(gè)不同質(zhì)量濃度的環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述方法進(jìn)樣測定6次，結(jié)果如表2所示。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)可以看出，3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的RSD值分別為1.21%、1.64%、0.91%，表明在該儀器狀態(tài)下，采用本方法進(jìn)行測定，精密度、重復(fù)性良好。

2.3 加標(biāo)回收試驗(yàn)

在已測定的一次性使用霧化器樣品中，分別加入3種不同質(zhì)量濃度的環(huán)氧乙烷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，測量結(jié)果如表3所示

由表3數(shù)據(jù)可以看出，環(huán)氧乙烷的回收率為98.4 %～104.0 %，表明本方法的準(zhǔn)確度較高。

2.4 樣品含量測定

分別取6個(gè)不同批次的一次性使用霧化器產(chǎn)品，按照上述方法進(jìn)行檢測（n=6），色譜圖如圖2和圖3所示，結(jié)果如表4所示。

由圖2和圖3可以看出，該試驗(yàn)條件下基線噪聲平直穩(wěn)定，樣品1顯示未檢出環(huán)氧乙烷殘留，樣品2顯示在3 min左右有明顯的響應(yīng)信號，且出峰對稱性好，說明環(huán)氧乙烷達(dá)到了很好的分離效果。

由表4數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過對6批不同批次的一次性使用霧化器的環(huán)氧乙烷殘留進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)有2批次產(chǎn)品環(huán)氧乙烷未檢出;4批次產(chǎn)品有部分環(huán)氧乙烷殘留。試驗(yàn)表明，環(huán)氧乙烷殘留量與消毒時(shí)間及放置解析時(shí)間呈正相關(guān)，但結(jié)果有一定的差異。

3 結(jié)語

試驗(yàn)結(jié)果表明，一次性使用霧化器的高分子塑料材質(zhì)對環(huán)氧乙烷有較強(qiáng)的吸附性，建議生產(chǎn)廠家將產(chǎn)品經(jīng)強(qiáng)制解析且檢測合格后出廠放行。在一定的試驗(yàn)條件下，采用頂空氣相色譜法，對一次性使用霧化器中的環(huán)氧乙烷殘留量進(jìn)行測定，具有足夠的準(zhǔn)確度、精密度、線性和靈敏度，結(jié)果可靠，適用性較好，有良好的應(yīng)用價(jià)值。

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