顶空气相色谱法检测酒精消毒棉片的乙醇含量分析

党贵玲 于雅鑫

(吉林省医疗器械检验所，130021 长春)

酒精消毒棉片一般是由洁净棉花蘸75%左右的乙醇溶液制成，对各种细菌有一定的杀灭作用。医院一般用作注射前皮肤擦拭、手术前工具擦拭消毒等使用，日常也可作为清创和防感染之用。75%的乙醇可以使微生物外壳的蛋白质脱水，从而使其失去活性。乙醇浓度过高或过低，均会导致其作用减弱。因此，酒精消毒棉片作为二类医疗器械，检验的重点是对产品中乙醇含量进行测定，从而判断其是否安全、有效和稳定。测定乙醇含量常用的方法主要为比重法[1-2]、气相色谱法[3-5]、分光光度法[6-7]等。本文以相关国家标准为检验基础[8]，采用顶空气相色谱法，以正丙醇为内标物、6%氰丙基苯-94%二甲基硅氧烷为固定相的毛细管色谱柱对消毒片中的乙醇含量进行测定。本方法操作简单，可作为定量检测酒精消毒棉片中乙醇含量的常规方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

仪器：安捷伦7890B气相色谱仪（配FID检测器，Agilent 7697A 顶空进样器）及数据色谱工作站。

试剂：无水乙醇为色谱纯（含量≥99%）；正丙醇为色谱纯（含量≥99%）；酒精消毒棉片由某医疗科技公司提供（批号：20200301、20200302、20200303）。

1.2 仪器工作条件

色谱柱：弹性石英毛细管色谱柱（型号：DB-624，30m×0.53mm×3.00μm）；固定相为6% 氰丙基苯-94% 二甲基硅氧烷。检测器为FID，柱温：120℃；进样口温度：220℃；检测器温度：250℃；平衡温度：80℃；平衡时间：20min；气流速度：氮气10ml/min，氢气40ml/min，空气300ml/min；进样体积：1ml/min；进样模式：分流进样，分流比为20 ∶1。

1.3 方法设置

起始温度为40℃，维持2min，然后以每分钟3℃的速率升温至65℃，再以每分钟25℃的速率升温至200℃，维持10min。

样品瓶平衡温度：80 ℃；平衡加热时间：20min；定量环温度：90℃；环平衡时间：0.05min；传输线温度：75℃。

1.4 实验步骤

1.4.1 对照品的制备

精密量取色谱乙醇5ml，平行2 份，加入100ml容量瓶中，然后加入内标物正丙醇5ml，加水稀释至刻度，摇匀。取1ml 稀释液加入100ml 容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，配置成对照品溶液。精密量取3ml 溶液，加入10ml 顶空瓶中，密封。每份对照品溶液进样3 次，测定峰面积，计算平均校正因子。

1.4.2 样品的制备

取酒精消毒棉片，挤出棉片中的乙醇，取5ml，平行2 份，加入100ml 容量瓶中，加入内标物正丙醇5ml，加水稀释至刻度，摇匀。取1ml 稀释液加入100ml 容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，配置成对照品溶液。精密量取3ml 溶液，加入10ml顶空瓶中，密封。顶空进样，测定峰面积，按内标法以峰面积计算。取两次平行测定结果的算术平均位为测定结果。

1.4.3 稳定性样品的制备

取酒精消毒棉片，54℃烘箱内放置14d，按前面所述的样品制备方法进行稳定性样品制备，进行加速稳定性考察，计算酒精消毒棉片中乙醇含量的降解率。

1.4.4 计算方法

分别测量对照品乙醇和内标物质正丙醇的色谱峰面积，按下式计算校正因子f：

式中：AS为内标物的峰面积；AR为对照品的峰面积；CS为内标物的浓度；CR为对照品的浓度。

取含有内标物质的供试品溶液，进样，记录色谱图，测量供试品中乙醇和内标物质正丙醇的色谱峰面积，按下式计算含量CX：

式中：AX为供试品的峰面积；A's 为内标物的峰面积；CX为供试品的浓度；C's 为内标物的浓度；f 为校正因子。

2 结果分析

图1 显示的是乙醇标准品的气相色谱图，从图1 中可以看出乙醇的保留时间为4.26min。

图2 显示的加入内标物后对照品溶液的气相色谱图。

图1 乙醇标准品的气相色谱

图2 加入内标物后对照品溶液的气相色谱

结合图1 和图2 的结果，乙醇的保留时间为4.29min，峰面积为667.268；正丙醇的保留时间为7.17 min，峰面积为1221.671。乙醇和正丙醇的分离度为33.177。见表1。经计算，其校正因子为2。

2.1 平衡温度的选择

平衡温度是气相色谱的主要进样条件，平衡温度过高会直接影响样品测量的准确度和精密度[9]，平衡温度过低则会延长测量时间。本实验中，我们考察了50℃、60℃、70℃、80℃、90℃这5 个平衡时间，其他的进样条件不变。从表2 结果可知，随着平衡温度的升高，乙醇的响应值呈逐渐增大趋势，峰面积逐渐增大，当平衡温度在90℃时，乙醇的响应值再无增加趋势。乙醇与内标物含量的比例呈逐渐降低的趋势，可能存在乙醇高温下氧化的可能。综合考虑，我们选择平衡温度为80℃。

2.2 平衡时间的影响

为了考察最佳平衡时间，我们将平衡温度设为80℃，其他条件不变，分别选择5 个平衡时间：10min，15min，20min，25min 和30min。从表3 结果可知，随着平衡时间的延长，乙醇的峰面积呈逐渐增大趋势，20min 时乙醇的峰面积达到最大，继续增加平衡时间，乙醇的峰面积略有降低。这存在乙醇高温下氧化的可能，而内标物正丙醇的峰面积则一直呈逐渐增大趋势。因此我们选择平衡时间20min 作为进样条件。

2.3 柱温的影响

柱温是影响气相色谱柱效的主要因素，其能直接左右被测物的分析效率。提高柱温可使保留时间相应缩短，也能节约分析时间，提高工作效率；但缺点是色谱柱使用时间相应缩短，稳定性也会相应降低[10]。色谱柱柱温降低也能增大色谱柱的选择范围。考虑到乙醇和内标物正丙醇分离度问题，我们对气相色谱柱的柱温进行了考察。保持其他条件不变，由高到低考察4 个柱温：150℃，135℃，120℃，105℃，分别进行测定比较。

由表4 的结果可知，随着柱温从150℃降低到120℃，乙醇色谱峰的保留时间也随之延长，分离度增大，到120℃时，乙醇和内标物正丙醇色谱峰的分离度最好，继续降低柱温，对分离度影响不大。虽然对于乙醇内标法检测分离度达到2.0 即满足《中国药典》2015 版的要求，但温度越低越有利于色谱柱的保养，高温条件下会使色谱柱的氧化损伤特别严重[11]。因此，我们选择120℃作为检测时的柱温。

2.4 样品的检测

将3 个批号的酒精消毒棉片按照上述方法配制成供试品溶液,选择最佳进样条件，吸取供试品溶液进入气相色谱仪。用内标法计算出酒精消毒棉片中的乙醇百分含量。取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果。根据《中华人民共和国国家标准》乙醇消毒剂卫生标准（GB26373-2010）规定[12]，乙醇含量应在70%～80%范围内，经54℃存放14d后，乙醇含量的降解率应≤10%。

表1 加入内标物后对照品溶液的气相色谱进样结果

表2 不同平衡温度下的峰面积比

表3 不同平衡温度下的峰面积比

表4 不同柱温下保留时间及分离度

由表5 结果可知，3 批产品乙醇含量均检测合格，加速稳定性试验结果显示，乙醇的降解率均＜10%，检测结果合格。

图3 和图4 为三批样品乙醇含量的气相色谱图及加速稳定性乙醇含量的气相色谱图。

表5 样品检测结果(%)

图3 三批样品的气相色谱

图4 加速稳定性的气相色谱

3 结论

本文建立了顶空气相色谱法测定酒精消毒棉片中乙醇含量的分析方法。采用安捷伦7890B 气相色谱仪，自动顶空进样，对气相色谱的进样条件，如平衡时间、平衡温度和柱温进行了讨论和选择。我们选择了最佳进样条件，采用内标法对酒精消毒棉片进行了检测，结果证明，采用DB-624 作固定相的毛细管柱完全适合测定乙醇的含量。