膨胀气体应用于玻璃体手术有助于提高手术成功率,全氟丙烷气体 (C3F8) 是膨胀气体的主要代表之一。研究结果表明,23% 以下的 C3F8 为不膨胀气体,能在玻璃体腔维持一个相对恒定的压力,对眼压的影响较小。因此 C3F8 是一种较为理想的用于玻璃体 – 视网膜脱离手术的眼内填充气体材料,临床主要用于视网膜脱离手术及玻璃体手术,可使脱离的视网膜复位、愈合,同时也有报道前房注入全氟丙烷气体可以治疗急性角膜水肿。
全氟丙烷气体中的杂质可能造成视网膜、视神经的损害。目前眼用全氟丙烷气体依据的行业标准是 YY 0862–2011《眼科光学眼内填充物》,该行业标准为眼内填充物(包含重水、硅油、气体)通用标准,提出对眼内填充物产品的通用安全及性能要求,规定了眼内填充物包括眼内气体、硅油及全氟化碳液体等产品的主要风险点和控制点。标准规定应识别所有的化学或生物污染物,并应通过风险分析确认其对眼部的潜在危害;原材料携带或生产过程中产生的污染物,应标注在成品中的浓度。经文献检索,尚未发现对眼用全氟丙烷气体中杂质进行测定的报道,因此建立一个科学、精确、有效、可行的杂质检测方法是当务之急。
笔者实践中发现此类气体含有甲醇、甲醛等相关杂质,为了防范杂质对人眼的伤害,健全眼用全氟丙烷产品的生产风险监管措施,笔者探索了眼用全氟丙烷中甲醇、甲醛相关杂质的检测方法,填补了全氟丙烷类气体在甲醇、甲醛相关物质检测方法与标准上的空白。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
气相色谱-质谱联用仪:[**]gilent 7890[**]/5975C型,气相色谱仪附带氢火焰离子化检测器 (FID) 和[**]LS Chemstation 色谱工作站,美国安捷伦科技有限公司;
超纯水系统:Milli-Q 型,美国密理博公司;
电子天平:ME104 型,感量为 0.1 mg,梅特勒 –托利多国际贸易(上海)有限公司;
微量进样器:1000 Series 型,1 000 μL,瑞士哈美顿博纳图斯股份公司;
铝箔采样袋:1 L,大连德霖气体包装有限公司;甲 醇 标 准 气 体:511 μL/L,气 体 瓶 号 为BF10154,武汉纽瑞德特种气体有限公司;
甲 醛 标 准 气 体:106.8 μL/L,气 体 瓶 号 为10912015,亚南伟业气体有限公司;
眼用全氟丙烷气体样品:(1)15 mL ;(2)125 g,市售。
1.2 仪器工作条件
1.2.1 气相色谱仪
色谱柱:DB–1 型毛细管柱(30 m×530 μm,3μm,美国安捷伦科技有限公司);柱温:40℃;FID检测器;检测器温度:250℃;进样体积:0.5 mL ;进样 口 温 度:150 ℃;载 气:N2,流 量 为 1 mL/min ;分流比:20∶1 ;氢气流量:30 mL/min ;空气流量:
400 mL/min ;尾吹流量:20 mL/min。
1.2.2 气相色谱 – 质谱联用仪
色 谱 柱:GS–GasPro 型 石 英 毛 细 管 柱(30 m×320 μm,美 国 安 捷 伦 科 技 有 限 公 司);柱 温:40℃保持 10 min,然后以 20℃/min 的速度升温至200℃,保持 30 min ;进样口温度:150℃;载气流量:2 mL/min ;分流比:20∶1 ;进样体积:0.5 mL。
EI 源温度:230℃;四级杆温度:150℃;载气:氦 气,纯 度 不 小 于 99.99%,流 量 为 1.5 mL/min ;MS 采集模式:全扫描定性及选择离子(SIM)定量;定量离子:m/z 29(甲醛)。
1.2.3 进样方式
将甲醇/甲醛标准气体用橡胶软管与铝箔气袋连接,关闭气体阀门,真空泵抽真空 5 min,打开气体阀门,将气体充入气袋中。将样品气体使用相同的方法进行处理,并同时将氦气充入空白气袋作为稀释气体。
1.3 标准工作气体的制备
1.3.1 甲醇标准工作气体
使用 1 000 μL 微量进样器分别吸取 0.5,0.45,0.4,0.3,0.1,0 mL 氦气,再吸取 0,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5 mL 甲醇标准气体,使最终气体体积为 0.5 mL。
1.3.2 甲醛标准工作气体
使用 1 000 μL 微量进样器分别吸取 0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0 mL 氦 气,再 吸 取 0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 mL 甲醛标准气体,使最终气体体积为 0.5 mL。
1.4 实验方法
1.4.1 甲醇
采用色谱峰面积外标法,对 1.3.1 甲醇标准工作气体依据 1.2.1 气相色谱仪工作条件和 1.2.3 进样方式进行分析,建立甲醇的标准工作曲线,计算线性回归方程,利用标准曲线法计算样品中甲醇的含量。
1.4.2 甲醛
采用选择离子色谱峰面积外标法,选择甲醛的定量离子为 m/z 29,在气相色谱 – 质谱联用仪的SIM 扫描模式下,对 1.3.2 甲醛标准工作气体依据1.2.2 气相色谱 – 质谱联用仪工作条件和 1.2.3 进样方式进行分析,建立甲醛的标准工作曲线,计算线性回归方程,利用标准曲线法计算样品中甲醛的含量。
2 结果与讨论
2.1 全氟甲烷气体中甲醇、甲醛的定性分析
在 1.2.2 气相色谱 – 质谱联用仪工作条件下,分别测定甲醇、甲醛标准气体,甲醇、甲醛的质谱图分别如图 1、图 2 所示。
甲醇、甲醛的色谱保留时间分别为 15.29,9.18 min。相同条件下测定眼用全氟丙烷气体样品,色谱图中出现与甲醇、甲醛相同保留时间的色谱峰,且不受其它峰干扰,样品扣除背景的质谱图中,甲醇、甲醛的特征离子均出现,由此证实眼用全氟丙烷气体中含有甲醇、甲醛。
2.2 仪器工作条件的选择与优化
根据全氟丙烷气体及其中杂质甲醇、甲醛的理化特性,首先选用非极性色谱柱,在 40℃柱温条件下对全氟丙烷气体进行分离,然后使用 FID 检测器分析。通过加标验证,在该条件下只见甲醇峰,甲醛的响应值很低。因此该条件下先定量检测甲醇含量,通过对气相色谱仪条件优化,确定了1.2.1 中甲醇定量分析条件。
色谱法检测甲醛一般先将甲醛衍生化再进行测定,方法比较复杂,操作相对繁琐。笔者进行色谱柱筛选后,确认选择 GS–GasPro 型石英毛细管柱(30 m×320 μm)可以较好地分离甲醛(该色谱柱条件下甲醇峰拖尾严重),再用 MS 检测器进行定量分析。由于甲醛含量低,为了提高甲醛检测限,采取 SIM 定量方式。对色谱柱温(40~80℃)、进样分流比(100∶1~50∶1)进行了试验对比和条件优化,确定了 1.2.2 甲醛定量分析条件。
2.3 甲醇、甲醛色谱图
按照 1.4 实验方法,对眼用全氟丙烷气体加标甲醇、甲醛后进行分析,加标甲醇的色谱图及加标甲醛的 SIM 色谱图分别图 3、图 4。
2.4 线性方程及检出限
利 用 本 方 法 测 定 眼 用 全 氟 丙 烷 气 体,其 中甲 醇 含 量(x,μL/L)在 51.1~511 μL/L 范 围内 与 色 谱 峰 面 积(y)线 性 相 关,线 性 方 程 为 y=0.241 923x+1.089 99,相 关 系 数(r2)为 0.998 5,以 3倍信噪比计算,甲醇的检出限为 4 μL/L。
眼用全氟丙烷气体中的甲醛含量(x,μL/L)在 21.36~106.8 μL/L 范围内与色谱峰面积(y)线性 相 关,线 性 方 程 为 y=176.636x+321.6,相 关 系 数(r2)为 0.999 1。以 3 倍信噪比计算,甲醛的检出限为 5 μL/L。
2.5 精密度试验
分别制备 50 μL/L 甲醇和甲醛标准气体,利用本法分别测定 6 次,测定结果见表 1。由表 1 可知,甲醇、甲醛测定结果的相对标准偏差分别为 2.73%,
3.19%,表明本法测量精密度良好。
2.6 加标回收试验
向同一处理好的样品中分别加入 3 种不同浓度的甲醇标准气体,测定并计算甲醇的加标回收率。同法测定并计算甲醛的加标回收率。测定结果见表 2。由表 2 可知,甲醇、甲醛的加标回收率分别为91%~94%,89%~94%,表明本法测量准确度较高。
3 结语
建立了气相色谱与气相色谱 – 质谱定性定量检测眼用全氟丙烷气体中甲醇、甲醛的分析方法,该法灵敏度高,重复性好,简便可行,可用于眼用全氟丙烷气体的质量控制,对相关标准的修订与完善亦有一定的参考价值。
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