顶空气相色谱法测定药用复合膜中乙酸丙酯和环戊酮含量*

张 帆，曹 汐，范能全

（重庆市食品药品检验检测研究院，重庆401121）

药用复合膜作为药品的一部分，其质量好坏直接影响药品的疗效。复合膜中残留溶剂主要来源于在复合、印刷、涂布等生产过程中使用的各类溶剂［1］，而在药用复合膜生产过程中不能完全除去各类溶剂，在药品保存过程中可能会迁移至药品，最终影响药品的质量与安全。我国《包装材料溶剂残留量测定法》（YBB00312004-2015）明确指出，残留溶剂的检测种类不仅限于本标准中举例的12种溶剂，溶剂残留总量不得超过5.0 mg/m2。可根据产品配方工艺的特性，采用适宜的色谱条件对除12种以外的残留溶剂进行测定。乙酸丙酯和环戊酮广泛用于工业生产。乙酸丙酯主要用于涂料、油墨、硝基喷漆、香精香料等行业［2］，低浓度时会刺激眼和上呼吸道黏膜；吸入浓度过高时，对眼睛有较强烈的灼热感，导致全身无力，并伴有恶心、胸闷症状，严重时还会产生麻醉现象。环戊酮主要作为中间体，小鼠急性毒性半数致死量（LD50）为1 950 mg/kg［3］，可刺激眼睛及皮肤，通过呼吸道、食道等进入身体，对人体健康造成危害。本研究中采用顶空气相色谱法同时检测11批药用复合膜中乙酸丙酯和环戊酮的残留量，操作简单、快速。现报道如下。

1 仪器与试药

1.1 仪器

岛津GC-2010PLUS型色谱仪（日本岛津公司）；XPE205型电子天平（Mettler公司，精度为万分之一）；HSS 86.50PLUS型顶空进样器（意大利Dani公司）。

1.2 试药

乙酸丙酯对照品（批号为20170602，纯度大于99.5%），环戊酮对照品（批号为20161207，纯度大于99.5%），均购于天津市光复精细化工研究所；正己烷（色谱级，Honeywell公司，批号为T2MM1H）；药用复合膜（厂家A，批号分别为A1，A2，A3；厂家B，批号分别为B1，B2；厂家C，批号为C1；厂家D，批号分别为D1，D2，D3；厂家E，批号为E1；厂家F，批号为F1）。

2 方法与结果

2.1 溶液制备与样品处理

对照品贮备液：取乙酸丙酯0.091 0 g、环戊酮0.101 2 g，精密称定，置装有少量正己烷的100 mL容量瓶中，迅速稀释，并定容至100 mL，摇匀，取1.00 mL置装有少量正己烷的50 mL容量瓶中，稀释并定容至50 mL，即得。

待测样品：裁取表面积为0.02 m2的供试品，剪成10 mm×30 mm大小，置20 mL顶空瓶中，密封，即得。同法制备空白基质样品。

2.2 气相色谱条件

色谱柱：安捷伦DB-WAXETR柱（30 m×0.32 mm，1.00μm）；柱温：程序升温，初始温度55℃保持5 min，以5℃/min的速率升至150℃维持3min，再以60℃/min的速率升至220℃保持3 min；进样口温度：200℃；分流比：20∶1；载气：氮气；柱流量：2 mL/min；检测器：火焰离子化检测器(FID)，温度为220℃；顶空平衡时间：60 min；平衡温度：100℃。

2.3 方法学考察

专属性试验：分别精密量取空白溶剂（正己烷）、对照品溶液及供试品溶液各0.10 mL，置20 mL顶空瓶（预先加入0.02 m2复合膜空白基质）中，进样测定，记录色谱图。结果空白溶剂对乙酸丙酯和环戊酮的测定均无干扰。色谱图见图1。

线性关系考察及检测限(LOD)和定量限(LOQ)确定：取对照品贮备液适量，配制成每1 mL分别含对照品0.5，1，2，4，8，10μg的对照品线性溶液，各取0.10 mL，置20 mL顶空瓶（预先加入0.02 m2复合膜空白基质）中，压盖密封，进样测定。以进样质量浓度为横坐标（X，μg/mL）、峰面积（Y）为纵坐标绘制标准曲线，并计算回归方程。结果表明，乙酸丙酯和环戊酮的线性范围为0.5～10μg/mL。以信噪比(S/N)的线性范围为3时为LOD，S/N=10时为LOQ。结果见表1。

表1 乙酸丙酯和环戊酮的线性关系考察结果及检测限和定量限（n=6）Tab.1 Linear relationship，limit of detection and limit of quantitation of propyl acetate and cyclopentanone（n=6）

精密度试验：取质量浓度为4μg/mL的对照品溶液0.10mL，置20mL顶空瓶（预先加入0.02m2复合膜空白基质）中，连续进样6次。结果乙酸丙酯和环戊酮峰面积的RSD分别为2.98%，2.54%（n=6），表明仪器精密度良好。

稳定性试验：取质量浓度为4μg/mL的对照品溶液0.10 mL，置20 mL顶空瓶（预先加入0.02 m2复合膜空白基质）中，分别于0，3，5，7 h时进样测定。结果乙酸丙 酯 峰 面 积 值 的 变 化 率 分 别 为1.32%，2.87%，2.47%，环戊酮峰面积值的变化率分别为1.84%，5.22%，3.40%，表明供试品溶在7 h内稳定性良好。

加样回收试验：取同一批（批号为A3）样品12份，其中6份作为样品本底，其余6份分别精密加入质量浓度为4μg/mL的对照品溶液0.10 mL，进样测定。结果见表2和表3。

表2 样品重复性试验结果（μg/m2，n=6）Tab.2 Results of repeatability tests（μg/m2，n=6）

图1气相色谱图1.propyl acetate 2.cyclopentanoneA.Blank solvent B.Reference solution C.Test solutionFig.1 Gas chromatograms

表3 乙酸丙酯和环戊酮加样回收试验结果（n=6）Tab.3 Results of the recovery tests of propyl acetate and cyclopentanone（n=6）

2.4 样品溶剂残留量测定

将11批样品各适量，进样测定，结果乙酸丙酯的残留量在0.01～0.21 mg/m2范围内，环戊酮的残留量在0.01～0.12 mg/m2范围内。乙酸丙酯最大浓度为0.211 6 mg/m2，环戊酮最大浓度为0.123 6 mg/m2，远低于急性毒性浓度，不会给药品带来安全风险。详见表4。

表4 样品溶剂残留量测定结果Tab.4 Determination results of residual solvents in the samples

3 讨论

3.1 空白基质确定

在顶空气相色谱条件选择过程中，未加入空白基质时，乙酸丙酯的线性相关系数R为0.999，精密度的RSD为4.73%，回收率仅69.88%；环戊酮的线性相关系数R为0.998，精密度的RSD为6.18%，回收率仅50.16%。通过一系列实验发现，在进行样品加样回收时，顶空瓶内样品本底复合膜都会发生一定变形，且每次加入溶剂时液体接触复合膜的面积因制样误差也不完全相同，宋晶丹等［4］用顶空气相色谱法测定药品包装材料中12种有机溶剂的残留量时，发现复合膜对溶剂有一定吸附作用，导致在进行加样回收时，样品占据了一定气体进样体积，同时复合膜对加入的对照品溶液有一定吸附作用，导致有机溶剂挥发不完全，可能降低回收率。因此，在方法学考察中加入面积为0.02 m2，(剪成10 mm×30 mm)的复合膜作为空白基质，可减少试验本身带来的误差，使样品中残留溶剂量的测定更准确。

3.2 平衡时间和温度优化

郑景峰等［1］测定药品包装用复合膜中残留溶剂量时，平衡温度和时间分别为80℃和30 min；喻亮宇等［5］测定药品包装材料中溶剂残留量时，平衡温度和时间分别为100℃和60 min；刘颖玲［6］在测定药品包装用复合膜、袋中溶剂残留量时，平衡温度和时间分别为100℃和30 min。结合乙酸丙酯和环戊酮沸点考虑，在平衡温度分别为80℃和100℃时，进行方法学验证试验。当温度为80℃时，方法的检出限和定量限均不符合要求，故不能准确地对样品中残留溶剂进行定量。乙酸丙酯的沸点为101.6℃，环戊酮的沸点为130.6℃，由于平衡温度过低，顶空瓶中的残留溶剂不能完全挥发，导致检测值较低。当选择平衡温度为100℃时，方法学验证试验中线性相关系数均大于0.99，精密度、回收率均能符合试验要求。为了使顶空瓶内的有机溶剂挥发完全，达到稳定的气液平衡状态，平衡时间采用60 min。因此，本研究中采用平衡温度为100℃、平衡时间为60 min对药品包装用复合膜的残留溶剂进行定量分析。

3.3 方法评价

本研究中建立的测定药用复合膜中乙酸丙酯和环戊酮的方法操作简单，检测结果准确，可为检测除《包装材料溶剂残留量测定法》（YBB00312004-2015）中规定的12种以外的溶剂提供参考，为今后药用复合膜中溶剂残留量的检测研究提供数据。