气相色谱法测定聚乳酸类医疗器械产品中甲苯残留量

王利霞 林红赛 刘曦 崔永平 岳卫华 北京市医疗器械检验所 （北京 101111）

气相色谱法测定聚乳酸类医疗器械产品中甲苯残留量

王利霞 林红赛 刘曦 崔永平 岳卫华 北京市医疗器械检验所 （北京 101111）

目的：建立气相色谱方法测定聚乳酸中甲苯残留量的方法。方法：使用Agilent 7890气相色谱仪进行检测，色谱柱为HP-5（30m×0.320mm×0.25μm）非极性毛细管柱，升温程序：40˚C保持4min，以30˚C/min的速率升至240˚C，保持4min。进样口温度：150˚C，检测器：氢火焰离子化检测器（FID），检测器温度：280˚C。采用外标法进行定量分析。结果：甲苯的线性范围为0.4695µg/mL～46.95.µg/mL（r=0.9999），检出限为0.04695µg/mL，平均加样回收率为99.93%，相对标准偏差为1.3%（n=9）。结论：该方法简便、快速、准确，可用于聚乳酸类医疗器械产品中甲苯的残留量测定。

聚乳酸 甲苯 气相色谱法

1.引言

聚乳酸（Polylactide简称PLA）及其共聚物是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料[1]。目前聚乳酸在国内临床上应用非常广泛[2～3]，在医疗器械领域，主要用于骨手术材料、可吸收手术缝合线、可吸收防粘连材料[4～6]，眼科材料等的生产。随着市场对聚乳酸类医疗器械产品需求的不断扩展，单纯的均聚物已不能满足应用的要求。越来越多的用户需要聚乳酸产品在体内有不同的降解速度，同时对这类产品的冲击速度，亲水性有更高的要求，这使得人们开始研究合适的合成工艺来调节聚乳酸及其共聚物的分子量。目前聚乳酸的合成一般采用二步法，即先由乳酸合成乳酸的环状二聚体丙交酯，然后将丙交酯开环聚合，得到聚乳酸[7]。甲苯是化学合成过程中用到的溶剂，甲苯对人体皮肤、呼吸道有刺激作用，影响人体中枢神经系统。因此建立一种聚乳酸中甲苯残留量测定的准确方法，对聚乳酸类医疗器械产品的质量控制十分必要。本实验旨在建立评价聚乳酸中甲苯残留量的测定方法。

2.材料和方法

Agilent 7890相色谱仪，配备氢火焰离子化（检测器）检测器；Agilent 7697A顶空自动进样器；电子天平（梅特勒－托利多公司）；甲苯（色谱级，批号：D1073，Honeywell）；碳酸丙烯酯（色谱纯，纯度≥99.7%，批号：00696KK，Sigma）；聚乳酸缝合钉样品（由医疗器械生产厂家提供）；聚乳酸可吸收修补膜样品（由医疗器械生产厂家提供）。

2.1 仪器分析条件

气相色谱条件：

色谱柱：HP-5（30m×0.320mm×0.25μm）非极性毛细管柱；进样方式：顶空进样模式（分流比：20:1），高纯氮气（99.999%），柱流速：1mL/min。进样口温度：150˚C，检测器温度：280˚C，柱升温程序：40˚C保持4min，以30˚C/min的速率升至240˚C，保持4min。氢气流量：30 mL/min，空气流量：400 mL/min，尾吹气流量：25 mL/min。

顶空进样器条件

平衡温度：120˚C，平衡时间：30min，定量环温度：130˚C，传输线温度：140˚C。

2.2 标准溶液的制备

精密称取甲苯93.9mg，用碳酸丙烯酯定容至100mL，即得939μg/mL甲苯标准溶液储备液，取储备液适量用碳酸丙烯酯逐级稀释，得到浓度为0.4695µg/mL、0.939µg/mL、4.695µg/mL、9.39µg/mL、18.78µg/mL和46.95µg/mL一系列标准溶液。

2.3 供试品溶液的制备

取聚乳酸类产品0.05g于顶空瓶中，加入2mL碳酸丙烯酯，静置溶解并密封。

3.结果

3.1 线性范围和检出限

取2.2项下配制的甲苯标准溶液，按照2.1中色谱条件进行测定，得到各浓度的峰面积值。以峰面积值（Y）为纵坐标，甲苯浓度（X ）为横坐标，绘制甲苯标准曲线并得到线性回归方程为y = 6.64862 x + 1.28283；R=0.9999。该结果表明在0.4695µg/mL～46.95µg/mL范围内线性关系良好。当稀释对照品溶液浓度至0.04695µg/mL时，其信噪比（S/N）等于4.4，故检出限约为0.04695µg/mL（S/N=4.4）。

3.2 精密度试验

取浓度为9.39µg/mL标准溶液，按“2.1”项下的色谱条件连续进样5次，记录色谱图，得到其峰面积，计算变异系数为0.75%。符合中国药典2010年版规定的有机溶剂残留外标法精密度要求（RSD不大于10%）[8]。表明方法精密度良好。

3.3 重复性

配制同一浓度的对照品溶液5份，按“2.1”项下的色谱条件进样，记录色谱峰面积，RSD为0.64%（n=5）。

3.4 加样回收率实验

取已知浓度的样品溶液9份，分别加入4.695µg/mL、9.39µg/mL、46.95µg/mL三种浓度的标准溶液，每个浓度平行测试3份，记录色谱峰面积，低、中、高浓度的平均回收率分别均在97.23%～100.83%之间，总平均回收率为99.33%，相对标准偏差为1.3%（n=9）。表明回收率良好，结果见表2。

3.5 稳定性试验

取“2.2”项下的同一标准溶液，室温放置0h、2h、4h、8h和12h，分别按“2.1”项下的色谱条件连续进样分析，记录峰面积，计算甲苯峰面积的RSD为0.9%。该结果表明甲苯的碳酸丙烯酯溶液制备后室温放置至少12h内稳定。

3.6 样品测定结果

用外标法测定了两种聚乳酸类医疗器械产品（缝合钉和可吸收修补膜）的甲苯残留量分别为“低于检出限”和“小于18.78μg/g”。

4.讨论

4.1 浸提溶剂的选择

表1. 甲苯标准溶液浓度对应峰面积值

表2. 回收率实验结果(n=9)

浸提溶剂的极性影响甲苯残留量测试的灵敏度和分离度，进而影响其定性和定量的结果。浸提溶剂应对聚乳酸产品有较好的溶解性，并能保证甲苯的检测灵敏度。浸提溶剂可选氯仿和碳酸丙烯酯。氯仿毒性较大，其沸点为61.3˚C，样品平衡的温度不能太高，而甲苯沸点为110.6˚C，因此氯仿为浸提溶剂会影响甲苯的检测灵敏度。碳酸丙烯酯是一种优良的溶剂，沸点为240˚C，对聚乳酸有良好的溶解性。这种浸提溶剂利于标准溶液的定容、保存以及顶空平衡温度选择。与氯仿相比，碳酸丙烯酯中甲苯含量测定灵敏度明显提高，在甲苯含量相同的情况下，甲苯的峰面积比在氯仿中大几倍。

4.2 进样方式和顶空平衡时间、平衡温度优化

本文采用顶空模式进样，将样品溶解于适当溶剂中，置顶空瓶中，在一定压力下和温度下，培养一定时间，使残留溶剂在两相中达到气液平衡，抽取一定体积的气体注射到气相色谱系统中测定。这种方法可大大减少溶解样品的溶剂和样品本身对色谱系统带来的干扰和污染，缩短分析时间，提高色谱柱寿命，而且能提高检测结果的重现性[9]。

本文对顶空瓶的平衡时间、平衡温度等因素进行了对比，结果表明，在100˚C，110˚C，120˚C的平衡温度下，均未出现杂质峰。为了提高检测灵敏度，本实验选择120˚C作为顶空瓶平衡温度；考察30min和40min作为平衡时间，同一标准品溶液测得的峰面积基本一致，故选择30min作为顶空平衡时间。

5.结论

在中国药典[8]和ICH指南[10]中规定，甲苯为II类溶剂，安全限度为890ppm。从目前检测的几个聚乳酸类产品的测定结果来看，甲苯残留量均能满足安全限度要求。

本论文证明，气相色谱法（GC）在0.4695µg/mL～46.95µg/mL的较宽甲苯浓度范围保持良好的线性关系。不同聚乳酸类的医疗器械产品，其甲苯残留量相差较大，GC标准曲线的较宽线性范围则能很好的适应产品特点，有利于确保检测的可靠性。

同时精密度和回收率试验也表明此方法准确度高，精密度好，可以满足日常检测聚乳酸类产品中甲苯残留量的要求，且操作简单，分析速度快，易于推广。

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[9] 王卫. 药品中有机溶剂残留量及其测定, 天津药学 2001,13(3):26～30.

[10] ICH Q3C(R3) 人用药物注册技术要求国际协调会, 杂质:残余溶剂的指导原则.

Determination of Residual Toluene in Poly (Lactic Acid) (PLA) by GC

WANG Li-xia LIN Hong-sai LIU Xi CUI Yong-ping YUE Wei-hua Beijing Institute of Medical Device Testing (Beijing 101111)

Objective: To establish a method for determination of residual toluene in poly (lactic acid) (PLA) by GC with FID detection. Method: GC analysis of residual toluene in poly (lactic acid) (PLA) by a Agilent 7890 GC system equipped with FID detection. Column: HP-5 (30m×0.320mm×0.25μm) nonpolar capillary column. Temperature program: 40˚C for 4min, and 30˚C/ min rate to 240 ˚C, hold 4 min. inlet temperature:150˚C, FID detection temperature: 280˚C, and the fnal residual toluene was quantifed by external standard method. Result: The linear range of toluene was 0.4695µg/mL～46.95µg/mL (r=0.9999). The limit detection was 0.04695µg/mL and the average recovery ratio was 99.33% with a RSD of 1.3% (n=9). Conclusion: The method is simple, rapid and accurate for the content determination of toluene in poly (lactic acid) (PLA).

poly (lactic acid) (PLA), toluene, GC

1006-6586(2017)06-0004-03

R318.08

A