機械清洗引起容量瓶磨損的原因及有效解決方案

文/ 呂越 王斌斌 陳永明

醫藥行業中的實驗室主要用容量瓶、移液管等量具配制標準溶液和測試溶液——溶液的濃度對于測試結果有著重要的影響。量具的誤差會直接影響到標準溶液的配制，因而確保量具的精度是配制良好標準溶液的基本要求。

為有效保證量具精度，除定期計量校驗外，日常實驗過程中正確的使用操作和清潔維護必不可少。玻璃器皿與刻度標識磨損等都是因為沒有采用正確的清洗方法所導致的，日積月累，不僅會造成玻璃器皿的永久磨損，也會嚴重影響量具的精度（如圖1 所示）。

圖1 刻度標識磨損的容量瓶

案例分析

下面將列舉兩個實例。

案例一

取10 ml 的刻度滴定管（BLAUBRAND 品牌）浸泡在70 ℃下1 M的NaOH 清洗液中80 h，刻度滴定管的體積發生了顯著的變化。見表1。

表1 刻度滴定管的體積變化

案例二

將全新的容量瓶用超聲堿性清洗液洗滌（頻率為1 次/天，每次20 min），約3 個月后，瓶子的磨損肉眼可見（如圖2 所示）。

圖2 經超聲堿性清洗液洗滌的容量瓶前后對比

案例二數據出自企業內部實驗室。實驗室相關超聲波清洗器和洗瓶機清洗液的信息，見表2。

表2 實驗室相關超聲波清洗器和洗瓶機清洗液的信息

適宜的清洗方式

目前，國內實驗室主要采取的幾種清洗方式如圖3 所示。

圖3 國內實驗室主要采取的幾種清洗方式

清洗過程會涉及不同品牌、不同規格、不同溶度的清洗劑，不同的清洗溫度和清洗劑的pH，對玻璃的損傷程度也會有所不同。

經國外實驗室研究表明：清洗劑溫度越高、pH 值越高，對玻璃的侵蝕越強。因此，建議實驗室人員在玻璃器皿清洗時，選用中性或者弱堿性的清洗劑，在低溫狀態下溫和洗滌。

不同材質的量具需要采用不同的清洗方法，具體建議見表3。

表3 不同材質量具的清洗方法

國內外實驗室、玻璃器皿生產商已通過大量實驗數據表明和證實，機械清洗在保證清洗效果的前提下，對玻璃容器的損耗是較為“柔和”的。為減少人為清洗的局限性和不可控性，美國食品藥品監督管理局（FDA）等監管機構建議中國實驗室采取機械清洗的方式有效保證清洗效果。

企業實驗室部門在用清洗機（品牌：Miele；型號：G7883CD），已運行近4 年，容量瓶清洗效果理想，能夠有效地解決實驗室人工清洗容量瓶不徹底而導致實驗室檢測出異常峰的問題，但在其使用過程中，發現經過清洗機清洗的容量瓶外瓶身和瓶底出現磨損現象（如圖4 所示）。

圖4 經過清洗機清洗的容量瓶外瓶身和瓶底出現磨損現象

企業實驗室設備管理部門與Miele 廠家工程師溝通確認，前期清洗容量瓶采用清洗程序D（主洗溫度為75 ℃）,清洗劑濃度為0.5%，結合評估原料藥藥企實驗室樣品的前處理情況，工程師考慮到程序D 中主洗溫度75 ℃偏高，建議更換清洗程序為G（主洗溫度為55 ℃），且清洗劑濃度降低為0.3%。容量瓶用于配制溶液時，建議減少（或控制）超聲時間和降低超聲頻率，同時避免直接接觸超聲發生膜和容量瓶超聲期間的直接接觸。

實驗室于2019 年12 月進行清洗機PQ 確認，對清洗程序G、洗劑濃度0.3% 進行了驗證，驗證結果符合實驗室預期要求。實驗室根據清洗機PQ 確認結果，清洗容量瓶時，將清洗程序更改為程序G，清洗劑濃度更改為0.3%。并于2020 年4 月在清洗機固定位置放置2 個50 ml 新容量瓶（編號：考察1、考察2）進行同步考察。

經同步考察，更改程序、降低清洗劑濃度后，清洗效果一直處于理想狀態，同時容量瓶磨損現象得到有效改善和控制，見表4。

表4 更改程序、降低清洗劑濃度后的清洗效果

從上述實驗數據中可以推斷出：

●不管是國內品牌（天波）的容量瓶，還是進口品牌（BRAND）的容量瓶，清洗機在進行清洗時，在保證清洗效果的前提下，適當降低清洗溫度和清洗劑濃度才能使磨損現象均有明顯改善；

●新的、未經超聲的容量瓶，經過清洗劑同步清洗約250 次，無磨損現象。超聲是導致容量瓶發生磨損現象的主要關鍵原因；

●經確認，容量瓶出現的“白斑”“劃痕”“云霧狀”和粗糙幾乎全部出現在瓶子的表面，從這樣的損傷來看，不會對瓶子的容量（體積）帶來影響。經計量確認，精度不會受到影響。

結論

為有效避免磨損，設備管理部后期調研和改進方向如下：一是調研國外柔和清洗劑品牌，嘗試企業內部配置同規格清洗劑；二是調研新材質玻璃量皿品牌和超聲波助溶輔助設備。