顶空气相色谱法测定一次性使用雾化器中的环氧乙烷残留量

罗育浩 刘向辉 张哲 刘东 孙小莉 王兴媛

摘 要：本研究阐述了使用顶空气相色谱法测定一次性使用雾化器中的环氧乙烷残留量的方法和步骤。选用CP-Wax 52CB色谱柱（30 m×0.53 mm×1.0 μm）分离，采用水为萃取剂，用氢火焰离子化检测器（FID）检测。柱温在45 ℃保持5 min，然后以50 ℃/min升高至160 ℃，保持4 min。试验结果显示，环氧乙烷质量浓度在0.25～10.00 μg/mL范围内与峰面积呈良好的线性关系，回归方程为y=6.648 9 x+0.270 4，R=0.999 9，回收率为98.4%～104.0%，最低检出限为0.05 μg/mL，线性范围宽，检出限低，回收率高，是一种简单、快速、准确测定一次性使用雾化器中环氧乙烷残留量的检测方法。

关键词：顶空气相色谱法;环氧乙烷;一次性使用雾化器;残留量

中图分类号：R927.1     文献标志码：A     文章编号：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

霧化吸入疗法是通过雾化装置将药物分散成细小的雾滴或微粒，悬浮于气体中，吸入鼻咽、喉、呼吸道及肺泡等部位，使药物沉积在病灶区以治疗疾病，雾化吸入能直接将药物作用于靶器官，具有疗效快、效果好、副作用小的特点，被国内外广泛应用[1-2]。一次性使用雾化器是在临床治疗中大量使用的耗材类医疗器械，主要是医疗单位配合药物对呼吸道疾病患者做吸进雾化治疗时一次性使用，适用于上呼吸道感染、支气管炎及急性慢性咽炎、喉炎等疾病的辅助治疗，其多采用雾化吸入器将药液雾化成微小颗粒，药物通过呼吸吸入的方式进入呼吸道，并在肺部沉积，从而达到无痛、迅速有效治疗的目的。一次性使用雾化器分为咬嘴式、面罩式、手持面罩式，多由导管、雾化杯、面罩、接头等化学高分子材料组成，非常适宜采用环氧乙烷进行低温灭菌。

环氧乙烷是一种广谱、高效的化学冷灭菌剂[3]，穿透力强、杀菌效果好，不会破坏塑料、金属和橡胶，不会使物品变黄、变脆[4]，常用于忌热忌湿的一次性医疗耗材类产品的灭菌。但环氧乙烷是一种有毒气体，具有致突变性、胎儿毒性和致畸特性，并能对体内的多个器官系统产生损害[5]。有研究表明，吸入环氧乙烷可产生几种致瘤性变化，包括白血病、脑肿瘤和乳房肿瘤等[6]。因此，严格控制吸附在产品上的环氧乙烷残留量是保证一次性使用耗材产品质量和安全的有力保障。

目前，常见的检测医疗器械中环氧乙烷等相关挥发性组分残留量的分析方法有比色分析法和气相色谱法。相较于比色分析法，气相色谱法更加快捷，且线性范围更宽，准确度和灵敏度更高，特别是在一次性医用耗材类器械产品的检测中，常作为仲裁方法使用。

顶空气相色谱分析方法是采用升温方式将挥发性组分在密闭装置中析出，抽取顶部气体进行定性定量分析，具有灵敏度高、选择性好、分离效率高等特点。在医疗器械生物学评价 第7部分：环氧乙烷灭菌残留量（GB/T 16886.7—2015）中介绍到，所选择的分析方法具有足够的准确度、精密度、选择性、线性、耐用性和灵敏性，且需要适用于所要分析的器械[7]。本研究采用顶空气相色谱法对一次性使用雾化器的环氧乙烷残留量进行检测，快捷准确，取得了良好的成效。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

仪器：气相色谱仪（美国Agilent 7890B）;全自动顶空进样器（美国Agilent 7697A）;FID检测器;全自动空气源（北京中惠普SPB-3）;氢空一体机（北京中惠普HA-300）;氮气（纯度为99.999%）;纯水机（德国Milli-Q integral5）;分析天平（美国梅特勒-托利多XPE205）。

试剂：环氧乙烷标准品（中国食品药品检定研究院），分析纯;试验用水为超纯水。

1.2 色谱条件

色谱柱：安捷伦CP-Wax 52CB（30 m×0.53 mm×1.0 μm）;柱温：45 ℃保持5 min，然后以50 ℃/min升高至160 ℃，保持4 min;柱流量（氮气）：恒流3 mL/min;进样口温度：160 ℃;检测器温度：200 ℃;空气流量：400 mL/min;氢气流量：40 mL/min;顶空自动进样1 000 μL。

1.3 标准贮备液配制和测定

1.3.1 制备标准贮备液。取外部干燥的50 mL容量瓶，加入约30 mL水，用移液枪注入0.5 mL 质量浓度为10 mg/mL的环氧乙烷标准品，轻轻摇匀，加水至刻度配制成质量浓度为100 μg/mL的环氧乙烷溶液，作为标准贮备液，备用。

1.3.2 绘制标准曲线。用标准贮备液配制质量浓度为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个系列的标准溶液于相应的容量瓶中。分别精确量取5 mL，置于20 mL萃取容器中，密封，放入自动进样器，恒温（60 ℃±1 ℃）下放置40 min，迅速取上部气体，注入进样室进行检测，记录环氧乙烷的峰面积。绘出标准曲线，横坐标代表环氧乙烷的质量浓度，纵坐标代表峰面积[8]。

1.3.3 样品检验液制备。取一次性使用雾化器上与人体接触紧密且相对残留含量最高的部件进行试验，截5 mm长碎块（或10 mm²片状物），精确称取1.00 g放入20 mL萃取容器中，精确加入5 mL水，密封[9]，放入自动进样器，恒温（60 ℃±1 ℃）下放置40 min，迅速取上部气体，注入进样室进行分析检测。由工作曲线得出样品溶液的质量浓度，再根据公式x=5c/m计算得出环氧乙烷的含量，式中：x为样品中环氧乙烷的含量（μg/g），c为标准曲线上取得的样品溶液的质量浓度（μg/mL），m为所取试样的质量（g）。

2 结果与讨论

2.1 线性范围与检出限

依次自动化进样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个系列的标准溶液，对其信号强度进行测定，工作站根据外标法得出对应的峰面积值，如表1所示。

对工作站得出的数据进行拟合，得出环氧乙烷标准曲线，如图1所示，环氧乙烷浓度为0.25～10 μg/mL时，呈现出良好的线性关系，回归方程为y=6.648 9x+0.270 4，R=0.999 9，以3倍信噪比（S/N=3）计算得到该仪器状态下环氧乙烷的检出限为0.05 μg/mL。

2.2 精密度试验

取3个不同质量浓度的环氧乙烷标准溶液，按上述方法进样测定6次，结果如表2所示。

根据表2数据可以看出，3个标准溶液的RSD值分别为1.21%、1.64%、0.91%，表明在该仪器状态下，采用本方法进行测定，精密度、重复性良好。

2.3 加标回收试验

在已测定的一次性使用霧化器样品中，分别加入3种不同质量浓度的环氧乙烷标准溶液进行测定，测量结果如表3所示

由表3数据可以看出，环氧乙烷的回收率为98.4 %～104.0 %，表明本方法的准确度较高。

2.4 样品含量测定

分别取6个不同批次的一次性使用雾化器产品，按照上述方法进行检测（n=6），色谱图如图2和图3所示，结果如表4所示。

由图2和图3可以看出，该试验条件下基线噪声平直稳定，样品1显示未检出环氧乙烷残留，样品2显示在3 min左右有明显的响应信号，且出峰对称性好，说明环氧乙烷达到了很好的分离效果。

由表4数据可以看出，经过对6批不同批次的一次性使用雾化器的环氧乙烷残留进行检测，发现有2批次产品环氧乙烷未检出;4批次产品有部分环氧乙烷残留。试验表明，环氧乙烷残留量与消毒时间及放置解析时间呈正相关，但结果有一定的差异。

3 结语

试验结果表明，一次性使用雾化器的高分子塑料材质对环氧乙烷有较强的吸附性，建议生产厂家将产品经强制解析且检测合格后出厂放行。在一定的试验条件下，采用顶空气相色谱法，对一次性使用雾化器中的环氧乙烷残留量进行测定，具有足够的准确度、精密度、线性和灵敏度，结果可靠，适用性较好，有良好的应用价值。

参考文献：

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[2]王辰，陈荣昌，康健，等.雾化吸入疗法在呼吸疾病中的应用专家共识[J].中华医学杂志，2016（34）：2696-2708.

[3]张霞，周雯，王有森.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）：217-218.

[4]朱建民，刘兆滨，董振鹏，等.环氧乙烷灭菌现状与发展[J].中国消毒学杂志，2021，38（5）：373-376.

[5]冯丽琪，王淑琴.环氧乙烷灭菌的危害及医院消毒工作中的安全防护[J].护理学杂志（外科版），2006，21（24）：67-72.

[6]张成，王刚林.顶空气相色谱法测定一次性使用无菌导尿管中环氧乙烷的残留量[J].中国药业，2013，28（2）：121-122.

[7] 全国医疗器械生物学评价标准化技术委员会.医疗器械生物学评价 第7部分：环氧乙烷灭菌残留量：GB/T 16886.7—2015[S].北京：中国标准出版社，2015.

[8] 刘向辉，汤晓阳，刘东，等.顶空气相色谱法测定医疗器械中环氧乙烷的残留量[J].许昌学院学报，2009，28（2）：121-122.

[9] 全国医用输液器具标准化技术委员会.医用输液、输血、注射器具检验方法 第1部分：化学分析方法：GB/T 14233.1—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.