王利霞 林紅賽 劉曦 崔永平 岳衛(wèi)華 北京市醫(yī)療器械檢驗所 （北京 101111）

氣相色譜法測定聚乳酸類醫(yī)療器械產(chǎn)品中甲苯殘留量

王利霞 林紅賽 劉曦 崔永平 岳衛(wèi)華 北京市醫(yī)療器械檢驗所 （北京 101111）

目的：建立氣相色譜方法測定聚乳酸中甲苯殘留量的方法。方法：使用Agilent 7890氣相色譜儀進行檢測，色譜柱為HP-5（30m×0.320mm×0.25μm）非極性毛細管柱，升溫程序：40?C保持4min，以30?C/min的速率升至240?C，保持4min。進樣口溫度：150?C，檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID），檢測器溫度：280?C。采用外標法進行定量分析。結(jié)果：甲苯的線性范圍為0.4695μg/mL～46.95.μg/mL（r=0.9999），檢出限為0.04695μg/mL，平均加樣回收率為99.93%，相對標準偏差為1.3%（n=9）。結(jié)論：該方法簡便、快速、準確，可用于聚乳酸類醫(yī)療器械產(chǎn)品中甲苯的殘留量測定。

聚乳酸 甲苯 氣相色譜法

1.引言

聚乳酸（Polylactide簡稱PLA）及其共聚物是一種具有優(yōu)良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料[1]。目前聚乳酸在國內(nèi)臨床上應(yīng)用非常廣泛[2～3]，在醫(yī)療器械領(lǐng)域，主要用于骨手術(shù)材料、可吸收手術(shù)縫合線、可吸收防粘連材料[4～6]，眼科材料等的生產(chǎn)。隨著市場對聚乳酸類醫(yī)療器械產(chǎn)品需求的不斷擴展，單純的均聚物已不能滿足應(yīng)用的要求。越來越多的用戶需要聚乳酸產(chǎn)品在體內(nèi)有不同的降解速度，同時對這類產(chǎn)品的沖擊速度，親水性有更高的要求，這使得人們開始研究合適的合成工藝來調(diào)節(jié)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環(huán)狀二聚體丙交酯，然后將丙交酯開環(huán)聚合，得到聚乳酸[7]。甲苯是化學(xué)合成過程中用到的溶劑，甲苯對人體皮膚、呼吸道有刺激作用，影響人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)。因此建立一種聚乳酸中甲苯殘留量測定的準確方法，對聚乳酸類醫(yī)療器械產(chǎn)品的質(zhì)量控制十分必要。本實驗旨在建立評價聚乳酸中甲苯殘留量的測定方法。

2.材料和方法

Agilent 7890相色譜儀，配備氫火焰離子化（檢測器）檢測器；Agilent 7697A頂空自動進樣器；電子天平（梅特勒－托利多公司）；甲苯（色譜級，批號：D1073，Honeywell）；碳酸丙烯酯（色譜純，純度≥99.7%，批號：00696KK，Sigma）；聚乳酸縫合釘樣品（由醫(yī)療器械生產(chǎn)廠家提供）；聚乳酸可吸收修補膜樣品（由醫(yī)療器械生產(chǎn)廠家提供）。

2.1 儀器分析條件

氣相色譜條件：

色譜柱：HP-5（30m×0.320mm×0.25μm）非極性毛細管柱；進樣方式：頂空進樣模式（分流比：20:1），高純氮氣（99.999%），柱流速：1mL/min。進樣口溫度：150?C，檢測器溫度：280?C，柱升溫程序：40?C保持4min，以30?C/min的速率升至240?C，保持4min。氫氣流量：30 mL/min，空氣流量：400 mL/min，尾吹氣流量：25 mL/min。

頂空進樣器條件

平衡溫度：120?C，平衡時間：30min，定量環(huán)溫度：130?C，傳輸線溫度：140?C。

2.2 標準溶液的制備

精密稱取甲苯93.9mg，用碳酸丙烯酯定容至100mL，即得939μg/mL甲苯標準溶液儲備液，取儲備液適量用碳酸丙烯酯逐級稀釋，得到濃度為0.4695μg/mL、0.939μg/mL、4.695μg/mL、9.39μg/mL、18.78μg/mL和46.95μg/mL一系列標準溶液。

2.3 供試品溶液的制備

取聚乳酸類產(chǎn)品0.05g于頂空瓶中，加入2mL碳酸丙烯酯，靜置溶解并密封。

3.結(jié)果

3.1 線性范圍和檢出限

取2.2項下配制的甲苯標準溶液，按照2.1中色譜條件進行測定，得到各濃度的峰面積值。以峰面積值（Y）為縱坐標，甲苯濃度（X ）為橫坐標，繪制甲苯標準曲線并得到線性回歸方程為y = 6.64862 x + 1.28283；R=0.9999。該結(jié)果表明在0.4695μg/mL～46.95μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。當(dāng)稀釋對照品溶液濃度至0.04695μg/mL時，其信噪比（S/N）等于4.4，故檢出限約為0.04695μg/mL（S/N=4.4）。

3.2 精密度試驗

取濃度為9.39μg/mL標準溶液，按“2.1”項下的色譜條件連續(xù)進樣5次，記錄色譜圖，得到其峰面積，計算變異系數(shù)為0.75%。符合中國藥典2010年版規(guī)定的有機溶劑殘留外標法精密度要求（RSD不大于10%）[8]。表明方法精密度良好。

3.3 重復(fù)性

配制同一濃度的對照品溶液5份，按“2.1”項下的色譜條件進樣，記錄色譜峰面積，RSD為0.64%（n=5）。

3.4 加樣回收率實驗

取已知濃度的樣品溶液9份，分別加入4.695μg/mL、9.39μg/mL、46.95μg/mL三種濃度的標準溶液，每個濃度平行測試3份，記錄色譜峰面積，低、中、高濃度的平均回收率分別均在97.23%～100.83%之間，總平均回收率為99.33%，相對標準偏差為1.3%（n=9）。表明回收率良好，結(jié)果見表2。

3.5 穩(wěn)定性試驗

取“2.2”項下的同一標準溶液，室溫放置0h、2h、4h、8h和12h，分別按“2.1”項下的色譜條件連續(xù)進樣分析，記錄峰面積，計算甲苯峰面積的RSD為0.9%。該結(jié)果表明甲苯的碳酸丙烯酯溶液制備后室溫放置至少12h內(nèi)穩(wěn)定。

3.6 樣品測定結(jié)果

用外標法測定了兩種聚乳酸類醫(yī)療器械產(chǎn)品（縫合釘和可吸收修補膜）的甲苯殘留量分別為“低于檢出限”和“小于18.78μg/g”。

4.討論

4.1 浸提溶劑的選擇

表1. 甲苯標準溶液濃度對應(yīng)峰面積值

表2. 回收率實驗結(jié)果(n=9)

浸提溶劑的極性影響甲苯殘留量測試的靈敏度和分離度，進而影響其定性和定量的結(jié)果。浸提溶劑應(yīng)對聚乳酸產(chǎn)品有較好的溶解性，并能保證甲苯的檢測靈敏度。浸提溶劑可選氯仿和碳酸丙烯酯。氯仿毒性較大，其沸點為61.3?C，樣品平衡的溫度不能太高，而甲苯沸點為110.6?C，因此氯仿為浸提溶劑會影響甲苯的檢測靈敏度。碳酸丙烯酯是一種優(yōu)良的溶劑，沸點為240?C，對聚乳酸有良好的溶解性。這種浸提溶劑利于標準溶液的定容、保存以及頂空平衡溫度選擇。與氯仿相比，碳酸丙烯酯中甲苯含量測定靈敏度明顯提高，在甲苯含量相同的情況下，甲苯的峰面積比在氯仿中大幾倍。

4.2 進樣方式和頂空平衡時間、平衡溫度優(yōu)化

本文采用頂空模式進樣，將樣品溶解于適當(dāng)溶劑中，置頂空瓶中，在一定壓力下和溫度下，培養(yǎng)一定時間，使殘留溶劑在兩相中達到氣液平衡，抽取一定體積的氣體注射到氣相色譜系統(tǒng)中測定。這種方法可大大減少溶解樣品的溶劑和樣品本身對色譜系統(tǒng)帶來的干擾和污染，縮短分析時間，提高色譜柱壽命，而且能提高檢測結(jié)果的重現(xiàn)性[9]。

本文對頂空瓶的平衡時間、平衡溫度等因素進行了對比，結(jié)果表明，在100?C，110?C，120?C的平衡溫度下，均未出現(xiàn)雜質(zhì)峰。為了提高檢測靈敏度，本實驗選擇120?C作為頂空瓶平衡溫度；考察30min和40min作為平衡時間，同一標準品溶液測得的峰面積基本一致，故選擇30min作為頂空平衡時間。

5.結(jié)論

在中國藥典[8]和ICH指南[10]中規(guī)定，甲苯為II類溶劑，安全限度為890ppm。從目前檢測的幾個聚乳酸類產(chǎn)品的測定結(jié)果來看，甲苯殘留量均能滿足安全限度要求。

本論文證明，氣相色譜法（GC）在0.4695μg/mL～46.95μg/mL的較寬甲苯濃度范圍保持良好的線性關(guān)系。不同聚乳酸類的醫(yī)療器械產(chǎn)品，其甲苯殘留量相差較大，GC標準曲線的較寬線性范圍則能很好的適應(yīng)產(chǎn)品特點，有利于確保檢測的可靠性。

同時精密度和回收率試驗也表明此方法準確度高，精密度好，可以滿足日常檢測聚乳酸類產(chǎn)品中甲苯殘留量的要求，且操作簡單，分析速度快，易于推廣。

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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