双柱气相色谱法测定明胶空心胶囊中环氧乙烷的残留量

庞小刚，郭捷，王昊

（山西省分析科学研究院，太原 030006）



双柱气相色谱法测定明胶空心胶囊中环氧乙烷的残留量

庞小刚，郭捷，王昊

（山西省分析科学研究院，太原 030006）

摘要采用弱极性、中极性的毛细管柱互补分离技术对明胶空心胶囊中的环氧乙烷进行定性、定量分析。样品用水提取，顶空进样，经DB-624或PLOT/Q色谱柱分离，氢火焰离子化检测器检测，外标法定量。结果表明，在0.1～1.6 mg/L内线性关系良好（r≥0.998），检出限为0.15 mg/kg，加标回收率为98.2%～105.1%，测定结果的相对标准偏差为3.6%～6.2%（n=6）。该方法操作简便、灵敏度高，能满足明胶空心胶囊中环氧乙烷的检测要求。

关键词双柱气相色谱法；明胶空心胶囊；环氧乙烷

明胶空心胶囊主要成分为优质药用明胶，明胶来源于动物皮、筋、骨骼中胶原蛋白，是动物结缔组织或表皮组织中的胶原部分水解得到的蛋白质［1］。明胶空心胶囊自身有利于细菌繁殖，很多国内胶囊厂家采用环氧乙烷灭菌［2］，但环氧乙烷对人体危害很大，主要具有神经毒性、遗传毒性和生殖毒性［3-5］。中国药典限定采用环氧乙烷灭菌工艺的残留量不得大于0.000 1%［6］。由于明胶来源多样，有时因成分复杂常有假阳性检出。

目前对于假阳性检出研究已有报道，姜登军等［7］采用DB-WAX和HP-5色谱柱分析环氧乙烷，但检测结果不一致；赵振午等［8］发现样品无环氧乙烷时仍能检出，却无该样品本底值为零的加标定性验证，实验需完善。笔者采用文献中没有报道的两种不同极性、不同分离原理的气-固和气-液色谱柱进行实验，两者检验结果一致，排除了测定中共出峰的干扰［9］，解决了假阳性检出问题。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：7890A型，配FID检测器，美国安捷伦科技公司；

自动顶空进样器：Agilent 7694E，美国安捷伦科技公司；

水浴恒温振荡器：江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；

环氧乙烷标准品：5 g/L，溶剂为水，美国Accustandard公司；

实验用水为超纯水；

明胶空心胶囊样品：市售。

1.2 气相色谱条件

色谱柱Ⅰ：DB-624毛细管柱（30 m×0.53 mm，3.0 μm，固定相为6%氰丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷，中等极性）；柱温：45℃保持5 min，以25℃/min，升至200℃，保持3 min；柱流量：5 mL/min。

色谱柱Ⅱ：HP-PLOT/Q毛细管柱（30 m×0.32 mm，20 μm，固定相为聚苯乙烯—二乙烯基苯型的高分子多孔小球，弱极性）；柱温：100℃保持5 min，以6℃/min，升至200℃，保持3 min；柱流量：6 mL/min。

载气：氮气；进样口温度：110℃；分流比：1∶1；检测器温度：260℃；氢气流量：40 mL/min；空气流量：400 mL/min。

1.3 顶空分析条件

顶空瓶平衡温度：80℃；顶空加热时间：15 min；定量环温度：90℃；传输线温度：100℃；定量环体积：1 mL。

1.4 实验方法

1.4.1 标准溶液配制

将环氧乙烷标准样品用水逐级稀释至50 mg/L，从中吸取4 mL于25 mL容量瓶中，以水定容，配制成质量浓度为2 mg/L的环氧乙烷标准储备溶液。使用时用水稀释成质量浓度分别为0，0.1，0.2，0.4，0.8，1.6 mg/L的标准工作溶液。准确移取10 mL标准溶液于20 mL顶空瓶中立即加盖密封，摇匀，待测。

1.4.2 样品处理

将样品剪碎，混匀，精密称取2.0 g，置于20 mL顶空瓶中，准确移取10 mL水，立即加盖密封，置于水浴恒温振荡器中（温度为60℃），以300 r/min震摇30 min，使其完全溶解，制成样品溶液，待测。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱的选择

实验考察了中国药典推荐的固定相HP-5（30 m×0.25 mm，0.25 μm；30 m×0.32 mm，0.25 μm；60 m×0.32 mm，1.0 μm）和DB-WAX（30 m×0.32 mm，0.25 μm；30 m×0.53 mm，1.0 μm） 5根长度、内径、液膜厚度不同的色谱柱。对升温程序、载气流速等参数进行优化试验，结果发现：环氧乙烷的FID响应值低，样品杂质峰多，影响结果判定［7］。参考文献［10-12］，结合环氧乙烷的化学性质和样品特点，选用混合固定相的HP-PLOT/Q弱极性的气-固色谱柱（分离C1-C3烃类，水/空气、CO2等）和DB-624中等极性的气-液色谱柱（分离低沸点有机物质），它们都有一定的耐水性，优化色谱条件满足在定量限小于限量值时分离度大于1.5的要求。

2.2 色谱条件优化

明胶原料种类繁多，成分复杂，故采用程序升温的方式。

（1）载气优化。以比环氧乙烷沸点（10.7℃）高35℃，比顶空瓶温度低35℃的柱温（45℃）为起始温度（保持），对无菌生产工艺本底值为零的样品（加标1 mg/kg）进样分析，载气流量1 mL/min，以0.5 mL/min为间隔逐渐加大，在满足目标峰与样品干扰峰分离度大于1.5的情况下，考察信噪比变化，以信噪比不变时的流量作为载气流量。

（2）柱温优化。以45℃为起始温度（保持），在满足分离度大于1.5情况下，进行柱温提高优化试验，每间隔5℃提高柱温，逐渐加大到信噪比增大至不变时停止，作为起始柱温，保持时间为目标峰之后至少基线回到平稳2 min。然后以保持基线漂移不明显的升温速率升至200℃，然后运行吹扫杂质3 min，没有杂质峰时程序升温结束。

2.3 工作曲线方程与检出限

分别进样系列环氧乙烷标准工作溶液进行气相色谱分析，以环氧乙烷质量浓度X （mg/L）与其相对应的色谱峰面积Y绘制工作曲线。在0.1～1.6 mg/ L内有良好的线性关系。色谱柱Ⅰ：Y=0.652X-0.028，相关系数r=0.999；色谱柱Ⅱ：Y=0.500X+0.096，相关系数r=0.998。以信噪比为3时确定检出限，在上述两种色谱条件下检出限均为0.15 mg/kg。环氧乙烷在色谱柱Ⅰ的色谱图见图1，出峰时间为2.3 min。环氧乙烷在色谱柱Ⅱ的色谱图见图2，出峰时间为3.0 min。

2.4 回收率与精密度试验

精密称取3个环氧乙烷含量已知的明胶空心胶囊样品2.0 g，置于20 mL顶空瓶中。分别精密加入环氧乙烷标准储备液0.8，1.0，1.2 mL，然后分别加入超纯水9.2，9.0，8.8 mL立即加盖密封。以下同1.4.2样品处理。上述3个样品分别在谱柱Ⅰ和色谱柱Ⅱ平行进样6次，测定结果见表1、表2。由表1、表2可知，3个样品测定结果的相对标准偏差为3.6%～6.2%，加标回收率为98.2%～105.1%，表明本法测量精密度、准确度均较高，满足测定要求。

图1 环氧乙烷在色谱柱Ⅰ的色谱图

图2 环氧乙烷在色谱柱Ⅱ的色谱图

表1 DB-624柱加标回收及精密度试验结果

表2 HP-PLOT/Q柱加标回收及精密度试验结果

2.5 样品检测

用本方法对市场上购买到的10种明胶空心胶囊样本进行检测，有4种检出了环氧乙烷，含量分别为0.3，0.5，0.6，0.9 mg/kg，剩余的6种未检出环氧乙烷。由此分析，采用环氧乙烷灭菌工艺的胶囊数量占市场份额不大；明胶空心胶囊中检出环氧乙烷时应采用双柱定性、定量，杜绝假阳性。

3 结语

采用双柱定性、定量的气相色谱法检测明胶空心胶囊中环氧乙烷，提高了色谱系统对环氧乙烷的选择性，适合原料来源多样、成分复杂的明胶空心胶囊样品分析。该方法快速、灵敏，为明胶空心胶囊的质量保证提供了简便有效的检测手段，适用于明胶空心胶囊生产企业和质检机构大量样品的检测。

参 考 文 献

［1］ 定慧琴.植物胶囊与明胶胶囊的区别［J］.明胶科学与技术，2008，28（4）： 206-207.

［2］ 刘柳.浅析药用明胶空心胶囊的关键质量问题及解决方法［J］.机电信息，2012，8（23）： 16-20.

［3］ Thomas R Z，Ruben J L，Bosch J J，et al. Effect of ethylene oxide sterilization on enamel and dentin demineralization in vitro［J］. J Dent，2007 35（7）： 547-551.

［4］ 刘莉芳，徐钧平.浅谈环氧乙烷的危害及安全防护［J］.医学信息，2014，6（27）： 393-394.

［5］ 陈卫杰，孙道远，严蓉，等.接触环氧乙烷致周围神经病3例临床分析［J］.中国职业医学，2011，4（38）： 318-319.

［6］ 国家药典委员会.中华人民共和国药典（二部）［M］.北京：中国医药科技出版社，2010： 1 204-1 205.

［7］ 姜登军，张华，黄娇.明胶空心胶囊假阳性讨论［J］.亚太传统医药，2013，9（12）： 53-54.

［8］ 赵振午，孟颖，孙瑞贞，等.顶空气相色谱法测定空心胶囊中环氧乙烷残留量［J］.浙江师范大学学报：自然科学版，2013，36（2）：193-197.

［9］ 国家药典委员会.中华人民共和国药典（二部）［M］.北京：中国医药科技出版社，2010： 61-62.

［10］ 张宏伟.顶空气相色谱法测定一次性使用无菌注射器中环氧乙烷残留量的测量不确定度评定［J］.化学分析计量，2008，17（5）： 6-9.

［11］ 邓爱华，庞晋山，彭晓俊，等.气相色谱双柱双检测器测定塑料中10种有机锡［J］.分析测试学报，2015，34（1）： 35-42.

［12］ 兰丽萍，黄虹，曹平，等.顶空气相色谱法在测定医疗用品环氧乙烷残留量中的应用［J］.中华现代护理杂志，2012，18（21）：2 507-2 508.

联系人：庞小刚；E-mail： PXG30@16.com

中图分类号：O657.7

文献标识码：A

文章编号：1008-6145（2016）01-0038-03

doi：10.3969/j.issn.1008-6145.2016.01.010

收稿日期：2015-11-08

Determination of Ethylene Oxide in Gelatin Hollow Capsules by Dual Capillary Column Gas Chromatography

Pang Xiaogang， Guo Jie， Wang Hao
（Shanxi Academy of Analytical Science， Taiyuan 030006， China）

AbstractA method was developed for the determination of ethylene oxide in gelatin hollow capsules by using complementary separation on a dual capillary column system with low and intermediate polarities. The ethylene oxide in gelatin hollow capsules was extracted by water. The headspace vapor of the final extract was injected into DB-624 or PLOT/Q gas chromatography column，and detected by hydrogen flame ionization detector （FID）. The target compound was quantified by external standard. A good linearity was obtaned between 0.1 mg/L and 1.6 mg/L with the correlation coefficient r not less than 0.998，and the dection limit was 0.15 mg/kg. The recoveries were 98.2%-105.1% with the relative standard deviation of 3.6%-6.2%（n=6）. The method is simple，has high sensitivity，which can meet the detection requirements of ethylene oxide in gelatin hollow capsules.

Keywordsdual capillary column system； gelatin hollow capsule； ethylene oxide