气相色谱法测定动脉压迫止血器中环氧乙烷残留量的方法验证

1、 分 析 测 试 气相色谱法测定动脉压迫止血器中环氧乙烷 残留量的方法验证陆旋， 叶雅(浙江经贸职业技术学院应用工程系， 浙江杭州310018)摘 要： 主要对气相色谱法测定动脉压迫止血器中环氧乙烷残留量的方法进行验证，在 验证实验中发现，平衡时间内平衡温度的变化，平衡时间的长短，测定取样的部位，均会对最终 结果产生影响。 经验证后发现，该方法简单可靠，灵敏度高，准确性重复性好，可用于动脉压迫 止血器中环氧乙烷残留量的测定。关键词： 气相色谱法；环氧乙烷；动脉压迫止血器文章编号： 1006-4184（2014）11-0046-05环氧乙烷（ethylene oxide，简称 eo），分子式 为

2、 c2h4o，常温常压下为无色气体，低温下（低于 4 时）为无色液体，具有芳香醚味，沸点 10.8 1。 环氧乙烷是一种气态广谱灭菌剂，它可以杀灭各种微生物，包括细菌、繁殖体、芽孢、病毒等。 因其具 有效果可靠、有效期长、操作简单、 使 用安全 、 不 损害物品、穿透力强、灭菌效果好等特点，目前已 广泛应用于临床2。 动脉压迫止血器为一次性使 用的无菌产品，由螺旋手柄组件、压 板、 基座 、 自 粘无纺布绷带组成，螺旋手柄、压板、基座由透明 聚碳酸酯（pc）制成。 主要适用于经股动脉、桡动 脉参与手术后动脉穿刺点闭合止血时使用。 国标 规定一次性使用医疗用品产品必须用环氧乙烷、 电离辐射或其他

3、经 卫生部 审查合 格的 方法进 行 灭菌和消毒。 环氧乙烷是一种烷基化剂，有致癌 及细胞原浆毒作用， 其对人体的危害已经证实。 长期接触后对皮肤黏膜有刺激作用，大量吸入可 引起急性中毒。 因此国家对一次性医疗用品产品 经环氧乙烷灭菌或消毒出厂时有严格规定，环氧 乙烷残留量不大于 10 g/g3。1材料与方法目前，国标中规定了两种环氧乙烷残留量的 测定方法：即气相色谱法和比色分析法4，两种方 法在规定范围内都可以获得较好的线性。气相色 谱法是 利用溶 剂 将 残 留 于 医 疗 器 械 中环氧乙烷萃取于浸提液中，并将浸提液中的环 氧乙烷通过顶空 进样技 术引 入气相 色谱仪 中进 行定量分析的

4、方法。 该方法可直接测定环氧乙烷 的含量，选择性强，不受 被测样 品成 分和性 质的 干扰，适合各种材质医疗器械的环氧乙烷残留测 定。 但是，气相色谱仪和顶空进样装置价格昂贵， 因此该方法的应用受到了限制。比色法 测定环 氧乙烷 残 留 量 是 利 用 环 氧 乙 烷在酸性条件下水解成乙二醇，乙二醇经高碘酸 氧化生成甲醛， 甲醛与品红-亚硫酸试液反应生 成紫红色化合物，通过比色分析可求得环氧乙烷 含量。 该分析方法虽然操作复杂，分析条件（如温 度等）对结果影响较大，但是其所需仪器简单，为 广大医疗器械生产企业采用5。修回日期：2014-09-05作者简介：陆旋（1955-），男，江苏江阴人，教

5、授，博士，从事生物资源综合利用研究。 e-mail:luxuan158。为了使 测定结 果不受 外界干 扰， 当 前， 环 氧 乙烷残留测定时多采用顶空气相色谱法。 本文主 要对该检测进行方法验证，以期该方法能在一次 性使用动脉压迫止 血器中 环氧乙 烷残 留量的 检 测中得到推广应用。1.1 材料与试剂1.1.1 实验材料表 1试验品与对照品品名批号生产商储存条件含量有效期 动脉压剪碎，截为 5 mm 长碎块（或 10 mm2 片状物），随 机精确称取 1.0 g 放 入 20 ml 顶空 进样瓶 中， 精 密加入 5 ml 水，使样品充分浸泡在水中，加橡胶 盖密封， 将密封好的进样瓶放进顶

6、空进样器中， 在 60 1 温度下平衡 40 min。1.3.3 标准曲线制作1.3.3.1 标准储备液配制取外部干燥的 50 ml 容量瓶， 加入约 30 ml 水，加瓶塞，精密称重。 用注射器注入约 0.6 ml 环 氧乙烷，不加瓶塞，轻轻摇匀，盖好瓶塞，称重，前迫止血 器环氧乙1403240161350001-自产常温2016 年中国食品后两次称重之 差， 即为 溶液中 所含 环氧乙 烷重量。 加水至刻度制成约含环氧乙烷 10 mg/ml 的 溶液，作为标准储备液。烷标准品201205药品检定研究院-20 100%1.3.3.2绘制标准曲线用储备液配制 1 10 g/ml 六个系列浓度的

7、1.1.2实验试剂纯化水。1.2仪器与设备表 2仪器与设备仪器名称规格型号编号生产厂家gc2014cnz-pg-011岛津顶空进样器3001anz-pg-011 北京中兴分析仪器 天平bsa1245nz-jl-003赛多利斯1.3实验方法1.3.1 色谱条件空 气 300 ml/min， 氢 气 30 ml/min， 氮 气 15 ml/min，进样口 110 ，色谱柱 60 ，检测器 温度 150 ，顶空温度（样品 60 ，伐箱 60 ，管 路 60 ）平衡 40 min。1.3.2 样品制备1.3.2.1 样品浸提方法样品按要求采用极限浸提方式，要求再次浸 提测得的环氧乙 烷的量 小于首

8、次浸提 测得 值的 10%，或浸提到测得的累积残留量无明显增加。浸提液宜在取样后制备，否则应将样品封于由聚四氟乙烯密封的金属容器中保存6。1.3.2.2样品制备环氧乙烷消毒后，立即从同一批号的 3 个大 包装中随机抽取一定量小包装样品，采样量至少 应满足规定所需测定次数的量（留一定量在必要 时进行复测用）。 至少取两个最小包装产品，将其标准溶液。 精确量取 5 ml，置 20 ml 顶空进样瓶 中，加橡胶盖密封，将密 封好的 进样瓶 放进顶 空 进样器中，恒温（60 1 ）中平衡 40 min。用进样 器从低 浓度到 高 浓 度 的 顺 序 依 次 注入气相色谱仪，从平衡后的标准样迅速取上部气

9、 体，注入进样室，记录环氧乙烷的峰高（或面积）。 记录色谱图，绘出标准曲线。 以环氧乙烷标准液 的浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标绘制 曲线， 得 y=ax+b 的 一 级 方 程 （x： 环 氧 乙 烷 浓 度 ， g/ml；y： 峰高或面积）， 相关系数 r2 应不小于 0.98。1.3.4 样品测定用进样 器从平 衡后的 试 样 顶 空 进 样 瓶 中 迅 速取上部气体，注入进样 室， 记录 环氧乙 烷的 峰 高（或面积）。根据标准曲线计算出样品相应的浓度。 如果 所测样品结果不在标准曲线范围内，应改变标准 溶液的浓度重新作标准曲线。1.3.5 结果计算将峰面积代入标准曲线方程，得对

10、应样品瓶 中的环氧乙烷浓度，再折算成每克样品中环氧乙 烷的含量即得。2 结果与分析经大量文献阅读参考7-10，本次测定将通过以 下 5 项测试进行分析，确定本次验证方法的可行 性：线性与范围、精密度、专属性 、 检测 线和定 量限、 准确 度。 通过 样品测 定、 分析 计算 ， 确定1403240161 批次的动脉压迫止血器是否符合规定。2.1线性与范围范围：规定限度的 110%，即 1 11 g/ml。线性：取环氧乙烷对照品适量，逐次稀释制成 111 g/ml 之间 6 个浓度的溶液，从低浓度到高 浓度的顺序依次注入气相色谱仪 （每个浓度的溶 液至少进样三次，取平均值），记录色谱图，以环氧

11、 乙烷标准液的浓度为横坐标， 以对应的峰面积为 纵坐标绘制曲线，得 y=ax+b 的一级方程（x 为环氧乙烷浓度，y 为峰面积），相关系数 r20.98。经称量算得溶液中共加入标准环氧乙烷溶液0.552 g，为此，配制标准环氧乙烷溶液浓度范围如表 3。表 3标准环氧乙烷溶液浓度范围 序 号环 氧 乙 烷 浓 度 /(g/ml)峰 面 积 11.11215.222.22552.734.44860.846.67324.858.89070.2 61111052.8 1200010000峰面积80006000400020000024681012环氧乙烷浓度/（g/ml）系列 1线性（系列 1）图 1环

12、氧乙烷标准曲线根据表 3， 以测得环氧乙烷峰面积值为纵坐 标，标准环氧乙烷溶液的浓 度为横 坐标， 绘 制标 准曲线（见图 1），拟合得到回归方程。 标准曲线回 归方程式 y=992.38x+372.71，r2=0.9959，表明环氧 乙烷在 1.111 g/ml 范围内，色谱峰面积与浓度 呈良好线性关系，符合规定。2.2精密度取浓度为 11 g/ml 的环氧乙烷溶液，连续进 样 6 次，计算相对标准偏 差， 由相 对标 准偏差 分 析精密度，当相对标准偏差小于等于 5%时，表明 精密度好。根 据 表 4，6 次 进 样 所 得 环 氧 乙 烷 溶 液 的 峰 面积， 计算相对标准偏差值为 2

13、.0%， 结果小于 5%，由此证明精密度良好，符合标准规定。表 411 g/ml 的环氧乙烷溶液峰面积测定 111333.3测定 211090.8测定 311519.7测定 410983.9测定 511162.1 样 品 编 号峰 面 积相 对 标 准 偏 差 /% 2.0 测 定 610927.9 2.3专属性取未经环氧乙烷灭菌的动脉压迫止血器，剪 成长碎条，称约 1 g 置 20 ml 顶空 瓶中， 加 入 10 g/ml 的环氧乙烷溶液 5 ml， 并用 10 g/ml 的 环氧乙烷溶液作为对照液， 按规定的方法测定， 未经灭菌的动脉压迫止血器如有杂质峰，应与环 氧乙烷峰基线分离，分离度

14、 r1.5。图 2未经环氧乙烷灭菌的样品图谱图 310 g/ml 的环氧乙烷溶液图谱由图 2 可得，未经环氧乙烷灭菌的样品谱图 无杂峰出现，与图 3 中 10 g/ml 的环氧乙烷溶液 对照品对比结果明显，符合检定标准。2.4 检测限和定量限取 10 g/ml 的环氧乙烷溶液， 按 10 倍比例 逐级稀释配成一系列浓度的环氧乙烷样品溶液， 分别注入气相， 当信噪比为3：1 时对应的环氧乙 烷溶液浓度即为检测限，当信噪比为 10：1 时对应 的环氧乙烷溶液浓度即为定量限。结果表 明： 按上 述色谱 条件测 定， 取 信 噪 比 为 3：1 的图谱，其对应的环氧乙烷浓度为 0.1 g/ ml， 该

15、浓度即为检测限。 取信噪比为 10：1 的图谱，其对应的环氧乙烷浓度为 0.01 g/ml，该浓度 即为定量限。 符合规定。2.5 准确度精密称定环氧乙烷适量， 配制浓度为约 4.4、 6.6、8.8 g/ml 的环氧乙烷溶液各 3 份，分别按规 定的方法测定，计算回收 率（测 得值除 加入量 ）， 通过回收率高低判断准确度。回收率（%）=测得量/加入量100%。回收率平均值应在 90%110%之间（n9，至 少 3 个浓度， 每个浓度 3 份样品） 相对标准偏差 应5%（n9， 至少 3 个浓度， 每个浓度 3 份样 品）。表 5 不同进样浓度的环氧乙烷所得回收率进样浓度/(g/ml)峰面积

16、算得浓度/（g/ml）回收率/%平均回收率/%相对标准偏差/%4530.94.1995.234.445514.2195.694610.94.2797.0668336.5198.636.66813.76.4998.3497.651.468556.5398.978976.68.6798.528.88896.88.5997.618996.58.6998.75结果表 明： 按上 述色谱 条件测 定， 计 算 得 到 平均回收率为：97.65%。 相对标准偏差 1.4%。 其中 不 同 浓 度 的 相 对 标 准 偏 差 分 别 为 ：1.0%，0.3%， 0.6%。 符合规定。2.6样品环氧乙烷残留量

17、c 标准曲线上计算得到的 样品试液相应 的浓度，g/g；m 称样量，g。表 6样品环氧乙烷含量环氧乙烷测量结果按式（1）计算。样品峰面积编号测得环氧乙烷浓度/(g/g）样品质量/g样品中环氧乙烷含量/（g/g）c 环氧乙烷=5c/m式（1）式中：c 环氧乙烷产品中环氧乙烷相对含量，g/g；5 量取的浸提液体积，ml；测定 1 1010.20.64241.01253.17测定 2958.40.59021.01012.92测定 3 1011.50.64371.00313.21结果表 明： 按上 述的色 谱条件 测定 ， 样 品 中 环氧乙烷残留量平均为 3.1 g/g， 且三次测定结 果均符合 g

18、b15980 一次性使用医疗用品卫生 标 准，环氧乙烷残留量不大于 10 g/g 的要求。 符合 规定。3讨论根据以上验证结果，气相色谱测定动脉压迫 止血器中环氧乙烷残留量，该方法可行。 并且，在 验证检测过程中发现，在一定的平衡时间内随着 平衡温度的高低，平衡时间 的长短 ， 测定 取样的 部位，均会对最终的结果产生影响。平衡温 度： 环氧 乙烷常 温 常 压 下 为 无 色 气 体，有较强的化学活性。 本文采用毛细管柱和顶 空法进样，得到较好的灵敏度。 试验中发现在一 定的平衡时间内随着平衡温度的升高，峰面积逐 渐增大，但顶空气化温度不 宜过高 ， 否则易 生成 乙二醇11。 综合考虑，选

19、择平衡温度为 60 。平衡时间：顶空平衡时间不宜过长，超过 60 min 可能引起顶空瓶的气密性变差，导致定量准确性 的降低12。 在平衡温度为 60 的条件下，适当的 延长时间也可使峰面积增大，40 min 左右趋于平 稳，故选定平衡时间为 40 min。取样部位的选择： 本产品适用于动脉止血， 产品上的海绵将直接接触创口。 而自粘无纺布绷 带对环氧乙烷 有吸附 性， 不利 于环 氧乙烷 的挥 发，残留量较大。 故本实验均裁取靠近创口的海绵部分和自粘无纺布绷带部分进行试验。参考文献:1 黄靖雄环氧乙烷灭菌j中华医院感染学杂志，2004，14 (12)：1439-14402 张霞，周雯，王有森

20、环氧乙烷在灭菌物品中残留量测定 及 毒 性 研 究 进 展 j 中 国 消 毒 学 杂 志 ，2005，22(2)：217- 2183 gb15980-2008，一次性使用医疗用品卫生标准s4 gb/t 14233.1-2008，医用输液、输血、注射器具检验方法 第 1 部分：化学分析方法s5 刘萌 两种医疗器械中环氧乙烷残留量测定方法的比较j海峡药学，2010，22(8)：83-846 gb/t 16886.7-2011，医疗器械生物学评价 第 7 部分：环 氧乙烷灭菌残留量s7 王丹丹，金宏，俞辉顶空毛细管柱气相色谱法测定口服 药用塑料瓶中环氧乙烷残留量j中国现代应用药学杂 志，2009，26(13)：1173-11758 杨君，王燕萍，王敏荣顶空气相色谱法检测一次性医疗 用品中环氧乙烷残留量j中国卫 生 检 验 杂 志 ，2010，20 (6)：1345-13469 王莉莉，刘仲，刘惠媛医疗用品中环氧乙烷残留量的气 相色谱法测定j中国预防医学杂志，2005，6(1)：74-7510 张磊 气相色谱法测定一次性使用输液器中环氧乙烷残 留量j安徽医药，2009，13(10)：118