顶空-气相色谱法测定医疗器械中2-氯乙醇残留量

环氧乙烷（EO）具有广谱高效杀菌作用，属于高效的化学低温灭菌剂之一，在医疗器械灭菌中得到广泛应用。环氧乙烷（EO）属于有毒物质，许多物品对其具有吸附性，残留的环氧乙烷存在水解进而与产品中氯反应生成2-氯乙醇（ECH）的现象。资料表明，2-氯乙醇（ECH）是一种刺激体表、具有急性毒性的物质，其具有轻微的致突变性，具有产生胎儿毒性和致畸性改变的潜能，并会对体内的几种器官系统造成损伤，包括肺、肾、中枢神经系统和心血管系统。

目前相关标准中，《GB/T 16886.7-2015医疗器械生物学评价 第7部分 环氧乙烷灭菌残留量》（等同ISO 10993-7:2008）中规定了２-氯乙醇的残留限量和检测方法；《YY/T 1690-2020 一次性使用聚氯乙烯输注器具中2-氯乙醇残留量测定方法》中规定了2-氯乙醇残留量的测定方法，适用于使用环氧乙烷灭菌的一次性使用聚氯乙烯输注器具。

本文依据《YY/T 1690-2020 一次性使用聚氯乙烯输注器具中2-氯乙醇残留量测定方法》，使用顶空-气相色谱法测定聚氯乙烯输注器具中的2-氯乙醇残留量，涉及标准品的测定，不涉及实际样品的浸提和2-氯乙醇残留量测定。

一、 实验条件

1.1 仪器设备

山东谱析科学仪器有限公司

GC17气相色谱仪+px16顶空进样器

1.2 顶空进样器条件

1.3 色谱条件

1.3.1 温度

进样口：250℃；

检测器温度：250℃

柱箱：50℃；

温度程序（程序升温）：50℃（3min），10℃/min，100℃（10min）；

1.3.2 流量

载气：氮气

进样模式：分流进样

柱流量：

约1.7mL/min（柱前压120kPa）；

稳流阀-背压阀，恒压模式；

分流流量：约17mL/min

分流比：约10:1

1.3.3 色谱柱

KB-624，30m×0.25mm×1.4μm；

1.3.4 样品

顶空进样，顶空条件参考1.1；

顶空瓶内加入样品体积5mL；

顶空进样定量环体积：1mL

样品：按照以下方法，配置浓度为5μg/mL、10μg/mL和100μg/mL的2-氯乙醇的水溶液。

说明：样品有限，本次实验仅配置三个浓度样品。

1.3.5 检测器

火焰离子化检测器（FID）

空气流量：200ml/min；

氢气流量：30ml/min；

尾吹气（N2）：20ml/min

二、色谱图及出峰顺序

2.1定量图谱

2.2 标准曲线与线性

本次实验配制浓度为5μg/mL、10μg/mL和100μg/mL的2-氯乙醇的水溶液，其响应值、标准曲线及线性如下（样品点数较少，仅供参考）：

三、 分析方法讨论

3.1 顶空-气相色谱法的定义

顶空分析（Static HeadSpace Analysis ，HS/静态顶空）的原理是将待测样品（液体或固体）置入一可密闭的容器（样品瓶）中；一定温度条件下，待测样品中的挥发性组分进入到样品瓶内的气相空间中，同时，气相空间中的部分挥发性组分又重新回到待测样品中；一定时间后，系统达到动态平衡，样品瓶内气相空间中的挥发性组分浓度保持固定不变，且与待测样品中的挥发性组分原始浓度成一定比例；此时，抽取样品瓶内气相空间中的部分气体进行色谱分析，可以测定样品中挥发性组分的组成和含量。由于待测样品（液体或固体）一般位于样品瓶底部，气相空间位于样品瓶顶部，因此，该种分析模式称之为顶空分析。顶空进样器是依据顶空分析原理，用以完成样品平衡、取样和与气相色谱仪联用进样的装置。

该方法可以不经过其它前处理技术直接测定水样、固态基质中的挥发性物质，免除了萃取等前处理过程对操作者带来的有机物污染，同时消除了基体干扰，提高了测定灵敏度，在环境监测、制药工程、交通执法中有着广泛的应用。

3.2 测定中的问题

使用顶空-气相色谱法测定医疗器械中的2-氯乙醇残留量过程中，由于标准规定样品平衡温度为90℃，会产生大量的水汽；顶空进样器的进样体积为1mL（气体），进样后可能会引起检测器灭火。

常见的解决方法是通过增大分流、减小定量环体积等方式减小进样量；另外，导致检测器灭火的原因也可能是由于水蒸气在色谱柱中形成了微小水汽颗粒，该问题可以通过更换色谱柱来减弱。