關(guān)于口罩環(huán)氧乙烷殘留量檢測(cè)方法的綜述

文/克迪里亞·吾麥爾 夏日帕提·艾尼玩

1 概述

環(huán)氧乙烷是雜環(huán)類(lèi)化合物中的一種，屬于環(huán)醚物質(zhì)，是重要的石化產(chǎn)品，其氣體蒸汽壓非常高，在30℃條件下能夠達(dá)到141 kPa，這種高蒸汽壓使得環(huán)氧乙烷氣體對(duì)消毒物品具有很高的穿透性，能夠穿透滅菌物本身的微孔，直達(dá)深部位置，確保滅菌效果良好。目前市面上的滅菌口罩大多采用環(huán)氧乙烷滅菌，但采取環(huán)氧乙烷滅菌后，會(huì)殘留一部分環(huán)氧乙烷在口罩上，這部分殘留物質(zhì)一部分透過(guò)包裝袋揮發(fā)，而另一部分很自然地被吸附在口罩上。通過(guò)環(huán)氧乙烷進(jìn)行滅菌的產(chǎn)品，在滅菌處理當(dāng)天的殘留量高達(dá)2105μg/g ～4396μg/g，隨著放置天數(shù)的增加，其殘留量會(huì)下降，但殘留量仍會(huì)存在，對(duì)消費(fèi)者造成一定危害。從本身藥性上來(lái)說(shuō)，環(huán)氧乙烷具備一定的刺激性和抑制性，對(duì)于中樞神經(jīng)有刺激和抑制的效果，并且環(huán)氧乙烷本身能夠致細(xì)胞突變變性，可能導(dǎo)致畸形。環(huán)氧乙烷還是乙類(lèi)致癌風(fēng)險(xiǎn)物，長(zhǎng)期接觸環(huán)氧，乙烷有致癌風(fēng)險(xiǎn)，所以全球幾乎所有國(guó)家對(duì)于環(huán)氧乙烷的使用都有非常明確和嚴(yán)格的法律法規(guī)[1]。我國(guó)在2016年也制定了相應(yīng)的國(guó)標(biāo)，即口罩使用規(guī)范，其中對(duì)采用環(huán)氧乙烷進(jìn)行滅菌的環(huán)氧乙烷殘留量進(jìn)行了明確規(guī)定，要求低于10μg/g。在2020年還出臺(tái)了兒童口罩使用規(guī)范，其中規(guī)定殘留量需低于2 μg/g，由此可見(jiàn)檢測(cè)環(huán)氧乙烷殘留的重要性。

經(jīng)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)口罩環(huán)氧乙烷殘留的方法主要為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的氣相色譜法和比色分析法，同時(shí)也有一些新的檢測(cè)方法，例如吹掃捕集-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，本文對(duì)上述3種檢測(cè)方法進(jìn)行了歸納與分析。

2 環(huán)氧乙烷殘留量檢測(cè)方法

2.1 氣相色譜法

氣相色譜法是目前最常用的快速、準(zhǔn)確測(cè)定環(huán)氧乙烷殘留量的檢測(cè)方式。但是由于國(guó)標(biāo)GB/T 14233.1—2008《醫(yī)用輸液、輸血、注射器具檢驗(yàn)方法》中化學(xué)分析方法中未對(duì)氣相色譜的工作條件參數(shù)做詳細(xì)的規(guī)定，因此氣相色譜法測(cè)定環(huán)氧乙烷殘留量的最佳色譜條件值得探討。不同文獻(xiàn)報(bào)道[2-5]的氣相色譜法檢測(cè)口罩環(huán)氧乙烷殘留量的最佳色譜條件及對(duì)應(yīng)檢出限見(jiàn)表1。

表1 不同文獻(xiàn)報(bào)道的氣相色譜法測(cè)定環(huán)氧乙烷殘留量的最佳色譜條件及對(duì)應(yīng)的檢出限

表1中列舉的各文獻(xiàn)中，對(duì)口罩樣品的前處理均采用了以水為溶劑的極限浸提法，均使用了配有頂空自動(dòng)進(jìn)樣器的氣相色譜儀，所有檢測(cè)器都是氫火焰離子化的。由表1可以看出，氣相色譜法靈敏度高、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，可以滿(mǎn)足痕量環(huán)氧乙烷殘留量的檢測(cè)，為保證人體健康及提升口罩質(zhì)量提供了有力的技術(shù)保證。

2.2 比色分析法

利用比色分析的方式測(cè)定環(huán)氧乙烷的殘留是基于以下原理：酸性環(huán)境中的環(huán)氧乙烷水解生成乙二醇而所產(chǎn)生的乙二醇又通過(guò)氧化作用轉(zhuǎn)化為甲醛，氧化劑為高碘酸。所生成的甲醛又會(huì)與亞硫酸試液產(chǎn)生反應(yīng)，最終生成化合物為紫紅色，通過(guò)可見(jiàn)光光度計(jì)進(jìn)行吸光度測(cè)定，能夠求出所含有的環(huán)氧乙烷具體量[6]。

鄧明亮等借助于超聲萃取技術(shù)建立了測(cè)定常用口罩中所含有環(huán)氧乙烷具體殘留量的方法，這種方法采用了比色分析的方式，利用乙酰丙酮的氧化效果最終進(jìn)行比色分析，達(dá)到測(cè)定環(huán)氧乙烷殘留的目的。該方法的檢出限為2.0μg/g[7]。同一年，鄧明亮等通過(guò)微波輔助萃取的方式，以0.5mol/L為萃取介質(zhì)，通過(guò)微波萃取的方式對(duì)環(huán)氧乙烷進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，最終生成乙二醇，乙二醇再經(jīng)高碘酸氧化，通過(guò)顯色分析的方式對(duì)氧化產(chǎn)物進(jìn)行分析利用，分光光度計(jì)對(duì)其吸光度值進(jìn)行測(cè)定，波長(zhǎng)條件為412nm，最終完成測(cè)定環(huán)氧乙烷殘留的目的。該方法檢出限為0.6μg/g[8]。潘靈蕓等采用響應(yīng)面法同樣測(cè)定了口罩中含有環(huán)氧乙烷的殘留量，所采取的方法為乙酰丙酮光度法，主要原理是利用對(duì)超聲提取時(shí)間和顯色反應(yīng)時(shí)間以及鹽酸的使用濃度等各項(xiàng)因素采用單因素驗(yàn)證法進(jìn)行驗(yàn)證，所建立的檢測(cè)方法檢出限為0.026μg/g[9]。通過(guò)對(duì)比可以看出，比色分析法與氣相色譜相比雖然檢出限比和靈敏度不及前者，而比色法的主要優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)際操作要求較低，不需要操作人員具有非常高的技術(shù)水平，能夠應(yīng)用在日常檢測(cè)過(guò)程中，操作比較簡(jiǎn)便。

2.3 吹掃捕集-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法

眾所周知，通過(guò)氣相色譜方式進(jìn)行檢測(cè)效果非常好，但是質(zhì)譜有自身獨(dú)特的鑒別能力和非常高的靈敏度，對(duì)于在檢測(cè)未知化合物時(shí)，可通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)譜圖中的準(zhǔn)分子離子峰、碎片離子峰等作比對(duì)，然后計(jì)算出它們的匹配度，可對(duì)未知化合物進(jìn)行定性分析，所以氣相色譜與質(zhì)譜方式聯(lián)用是目前檢測(cè)較為復(fù)雜結(jié)構(gòu)化合物的常用方式，不但如此，如果檢測(cè)樣品的基質(zhì)比較復(fù)雜，則檢測(cè)過(guò)程中單獨(dú)采用氣相色譜方式會(huì)受到非常大的干擾，對(duì)于檢出限會(huì)造成較大影響，而二者聯(lián)用的方式能夠有效地化解這個(gè)矛盾。

從理論角度出發(fā)，吹掃捕集法是動(dòng)態(tài)頂空的技術(shù)方案，能夠通過(guò)流動(dòng)和揮發(fā)的作用將其中的有效成分吹散出來(lái)，再通過(guò)捕集裝置將其有效吸附，熱解吸后，放入儀器中進(jìn)行氣相色譜分析，這樣的過(guò)程能夠有效地富集并濃縮目標(biāo)物質(zhì)，因此吹掃捕集-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法可以起到降低檢出限、降低基質(zhì)干擾、提升檢測(cè)靈敏度等作用。

岳大磊等通過(guò)上述方法，對(duì)兒童常用口罩中環(huán)氧乙烷的具體殘留進(jìn)行測(cè)定[10]。測(cè)試流程為：首先通過(guò)4%乙酸對(duì)樣品進(jìn)行浸泡處理，浸泡液中的目標(biāo)物采用吹掃方式進(jìn)行富集，再通過(guò)熱脫附后在氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)控模式下進(jìn)行分析檢測(cè)，采用內(nèi)標(biāo)法定量。該方法對(duì)口罩環(huán)氧乙烷殘留量的方法定量限為0.01μg/g。

雷春妮等通過(guò)吹掃捕集-氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)醫(yī)用口罩中痕量環(huán)氧乙烷進(jìn)行測(cè)定[11]。測(cè)試流程為：目標(biāo)物采用吹掃方式進(jìn)行富集，熱脫附后導(dǎo)入氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀，并選用選擇離子模式進(jìn)行檢測(cè)，采用內(nèi)標(biāo)法定量。該方法的檢出限為0.03μg/g，定量限為0.10μg/g。

上述兩篇文獻(xiàn)報(bào)道的利用吹掃捕集-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)口罩環(huán)氧乙烷殘留量的方法均具有準(zhǔn)確度高、省時(shí)、操作簡(jiǎn)單、成本低、效率高、適用于大批量樣品檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié)論

本文簡(jiǎn)要?dú)w納了環(huán)氧乙烷殘留量的3種檢測(cè)方法：氣相色譜法、比色分析法和吹掃捕集-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，其中氣相色譜法因其具有快速、高效、檢出限低、靈敏度高、適合大批量樣品檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在對(duì)口罩環(huán)氧乙烷殘留量進(jìn)行測(cè)定時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用氣相色譜法。

如果檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)尚不具備氣相色譜儀或檢驗(yàn)人員技術(shù)尚不達(dá)標(biāo)時(shí)，可選用比色分析法，雖然該方法靈敏度、檢出限均不及氣相色譜法，但是也可滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)口罩環(huán)氧乙烷殘留量的檢測(cè)要求，還具有對(duì)儀器設(shè)備和人員技術(shù)要求不高、操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

若檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)想要達(dá)到檢出限更低、靈敏度更高的要求，可選擇除國(guó)標(biāo)推薦的方法以外的其他檢測(cè)方法，例如吹掃捕集-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。值得關(guān)注的是，檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在使用除國(guó)標(biāo)推薦的檢測(cè)方法以外的其他檢測(cè)方法測(cè)定口罩環(huán)氧乙烷殘留量時(shí)如果出現(xiàn)爭(zhēng)議，應(yīng)再使用國(guó)標(biāo)推薦的檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)定。