方案简介

环氧乙烷(EO)是一种广谱低温灭菌剂，可在常温下杀灭各种微生物，包括芽孢、结核杆菌、细菌、病毒、真菌等。同时EO穿透性很强，可以穿透为空达到产品内部相应的深度，从而大大提高灭菌效果，目前大多数无菌医疗器械生产企业普遍采用环氧乙烷灭菌。然而在杀灭微生物的同时，残留在医疗器械中的环氧乙烷会对使用者的身体产生一定程度的伤害。经动物实验表明，环氧乙烷不仅具有急性毒性，还具有致过敏性、致突变和致癌作用。

一 试验条件

1.1 仪器设备

上海达析科学仪器有限公司

GC-7890气相色谱仪+HS7890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：200℃；

检测器温度：220℃

柱箱：60℃；

1.3.2 流量

载气：氮气

进样模式：分流进样

柱流量：

约2mL/min（柱前压60kPa）；

稳流阀-背压阀，恒压模式；

分流流量：10mL/min

分流比：5:1

1.3.3 色谱柱

KB-624，30m×0.32mm×1.8μm；

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：环氧乙烷浓度为1μg/mL、2μg/mL、4μg/mL、10μg/mL、15μg/mL和20μg/mL。

1.3.5 检测器

火焰离子化检测器（FID）

空气流量：150ml/min；

氢气流量：37ml/min；

尾吹气（N2）：20ml/min；

二 色谱图及出峰顺序

三 标准曲线与线性

本次实验配制浓度为1μg/mL、2μg/mL、4μg/mL、10μg/mL、15μg/mL和20μg/mL的环氧乙烷的水溶液，其响应值、标准曲线及线性如下：

四 分析方法讨论

4.1 顶空-气相色谱法的定义

顶空进样（Headspace）的原理是将待测样品（液体或固体）置入一密闭的容器（样品瓶）中，通过加热升温使挥发性的组分从样品中挥发出来，达到气液平衡（气固平衡），然后直接抽取顶部气体进行色谱分析，从而测定样品中挥发性组分的组成和含量。由于在取样分析时，样品瓶顶空中的挥发物处于与液体或固体中的相同化合物平衡的状态，顶空进样又称之为“静态顶空”。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。

环氧乙烷在低温下为无色透明液体，在常温下为无色带有醚刺激性气味的气体，与水可以任何比例混溶，能于醇、醚。由于环氧乙烷的易挥发性，本文即是利用顶空法测定医用输液、输血、注射器具等医疗器械中的环氧乙烷残留量；另外《中国药典》(2015版)中也有相关条目，利用顶空-气相色谱测定明胶空心胶囊中的环氧乙烷残留量。

4.2 环氧乙烷的测定标准

目前环氧乙烷测定的国家标准有：《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》（等效于ISO10993-7:2008）、《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》等；此外，如河北省地方标准《DB13/T1081.22-2009 食品用包装材料及制品 塑料 第22部分：环氧乙烷和环氧丙烷含量的测定》也提供了测定环氧乙烷和环氧丙烷含量的方法，该方法中环氧乙烷和环氧丙烷单体的测定低限均为0. 2mg/kg。

本文相关实验内容用以验证仪器和方法，实际样品的方法条件与测定请依据相关标准进行，并进行方法验证；本文仅供参考。

4.2.1《中国药典》(2015版)方法条件；

在《中国药典》(2015版)第四部“明胶空心胶囊”中规定了环氧乙烷残留的测定方法：

取本品（说明：本品指的是明胶空心胶囊）约2.0g，精密称定，置20mL顶空瓶中，精密加60°C的水10mL，密封，不断振摇使溶解，作为供试品溶液；取外部干燥的100mL量瓶，加水约60mL，加瓶塞，称重，用注射器注人环氧乙烷对照品约0.3mL，不加瓶塞，振摇，盖好瓶塞，称重，前后两次称重之差即为溶液中环氧乙烷的重量，用水稀释至刻度，摇匀，精密量取适量，用水定量稀释制成每1mL中约含2 μg的溶液，精密量取1mL,置20mL顶空瓶中，精密加水9mL，密封，作为对照品溶液；照残留溶剂测定法（通则0861第二法）试验，用5%甲基聚硅氧烷或聚乙二醇为固定液（或其他性质近似的固定液）的毛细管柱，柱温45°C。顶空瓶平衡温度为80°C，平衡时间为15分钟。取供试品溶液与对照品溶液分别顶空进样，记录色谱图。供试品溶液中环氧乙烷的峰面积不得大于对照品溶液主峰面积(0. 0001%)(此项适用于环氧乙烷灭菌的工艺）。

实验条件总结如下：

①顶空样品温度：80℃；

②顶空平衡时间：15min；

③色谱柱温度：45℃；

④色谱柱类型：5%甲基聚硅氧烷或聚乙二醇为固定液，即HP-5、DB-5、SE-54等色谱柱或者wax、FFAP或者PEG色谱柱。

⑤结果计算：对照品溶液的浓度为0.2μg/mL,供试品溶液中环氧乙烷的峰面积不得大于对照品溶液主峰面积，即供试品中环氧乙烷浓度不能超过0.2μg/mL；供试品质量为2g，溶解于顶空瓶中为10mL；那么在供试品中环氧乙烷浓度为0.2μg/mL时，环氧乙烷在明胶空心胶囊中的质量分数为：（10×0.2μg/mL）/2g=0.0001%。

4.2.2《GB/T 14233.1-2008》方法条件

《GB/T14233.1-2008 医用输液、输血、注射器具检验方法 第1部分：化学分析方法》中阐述了标准溶液的配制和顶空实验的相关条件：

 ①顶空样品温度：（60±1）℃；

②顶空平衡时间：40min；

③色谱柱温度/色谱柱类型：未说明，标准中认为“任何气相色谱分析方法，只要证明分析可靠，都可以使用。“分析可靠”是指当对一规定环氧乙烷（EO）残留量的器械进行测定时，所选择的分析方法具有足够的准确度、精密度、选择性、线性和灵敏度，且适合于所要分析的器械。对不同的产品，需进行必要的方法学评价以确定所选方法的可靠性”

环氧乙烷的测定标准较多，应当根据实际样品的种类选择合适的标准进行测定，以确保分析方法具有足够的准确度、精密度、选择性、线性和灵敏度等。