陳華燕,徐蘇華,黃敏菊
(廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗所,國家藥品監(jiān)督管理局體外循環(huán)器械重點實驗室,廣州市生物醫(yī)用血液凈化材料研究與開發(fā)重點實驗室,廣州 510663)
雙酚A作為一種工業(yè)原料被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械的生產(chǎn)中[1],如血液透析濾器、植入式心臟起搏器、牙科種植材料、呼吸麻醉設(shè)備等。醫(yī)療設(shè)備與人體接觸時,其中殘留的雙酚A可通過皮膚、消化道、呼吸道、血液、體液等進入體內(nèi),影響生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng),導致激素紊亂、代謝異常、神經(jīng)發(fā)育遲緩、心腦血管疾病等危害[2-4]。血液透析器是血液與透析液進行交換的管路與容器,是血液凈化治療中的重要組成部分。血液透析器外殼多使用聚碳酸酯樹脂,中空纖維膜則常用聚砜膜、聚醚砜膜、聚酰胺膜等材料[5]。聚碳酸酯樹脂常使用雙酚A作為單體來進行合成[6-7],雙酚A的鉀鹽和鈉鹽則是生產(chǎn)聚砜膜的原料[8-11],因此若是在合成過程中未完全聚合的雙酚A殘留在血液透析器的原料中,就有隨著透析過程進入體的危險。許多臨床數(shù)據(jù)表明[12-16],血液透析治療的患者體內(nèi)雙酚A水平遠高于非透析的腎臟病患者,這說明在血液透析治療過程中透析器材料中殘留的雙酚A的確會釋放到人體體內(nèi),因此有必要對血液透析器中雙酚A的溶出量進行檢測,并設(shè)立相應(yīng)法規(guī)標準限制其應(yīng)用和殘留量。
雙酚A的檢測主要集中于食品包裝材料或日用生活品上,醫(yī)療器械如血液透析器中的雙酚A的測定報道較少。彭文啟[17]使用水、純牛奶、10%乙醇與橄欖油作為遷移介質(zhì)測定兒童產(chǎn)品中的雙酚A遷移量;方曉明等[18]采用乙腈提取罐頭食品中的雙酚A;楊曉燕等[19]則選用3%的乙酸溶液作為浸泡液測定食品接觸材料中雙酚A的溶出量?,F(xiàn)有方法用于測定醫(yī)療器械中的雙酚A適應(yīng)性較差,不能夠針對器械的使用特點進行實驗。透析器是血液凈化的載體,若使用純牛奶、食用油或者去離子水進行浸提,就會與實際使用中血液溶出雙酚A的數(shù)值存在差異,不能很好地反應(yīng)出透析器在血液凈化使用中雙酚A的真實溶出情況,因此選擇合適的溶劑非常重要。郭利娟等[30]采用甲醇對血液透析器進行浸提,但甲醇的毒性和揮發(fā)性較大,不適合進行批量化檢測。目前有研究表明乙醇-水混合溶液可以模擬血液,用于輸液管路中增塑劑鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的溶出的浸提實驗[20-21]。采用乙醇-水的混合溶液模擬血液浸提透析器中的雙酚A,既符合透析器的使用場景,溶劑又符合低毒要求。
在現(xiàn)有檢測方法中,可以使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)法[22-23]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)法[24-27]、高效液相色譜(HPLC)法[28-30]、抗原抗體結(jié)合法[31]和酶聯(lián)免疫法[32]等方法進行雙酚A的測定,其中采用色譜法的占多數(shù)。因雙酚A沸點高,需經(jīng)過衍生化來增加其揮發(fā)性來提高氣相色譜方法的檢測能力[33],但衍生化過程操作復(fù)雜且周期長,使其在實際的商業(yè)應(yīng)用中發(fā)展受限;液相分離方法中雙酚A則無需衍生化,大大簡化流程,提高效率,便于操作方法的普及與商用。對比多項檢測方法,色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的檢出限與定量限往往低于單獨的液相色譜,但色譜-質(zhì)譜串聯(lián)的儀器價格普遍高于液相色譜難以普及。生物分析技術(shù)的抗原抗體結(jié)合法[31]和酶聯(lián)免疫法[32],具有高特異性,高敏感度和高通量的優(yōu)勢,檢測速度快,但是該分析技術(shù)會出現(xiàn)假陽性,只能進行半定量分析,對于微量雙酚A的測定有局限性。汪仕韜等[34]采用高效液相色譜法測定塑料包裝材料中雙酚A的含量,檢出限可達0.05 mg/kg;郭利娟等[35]使用高效液相色譜熒光法測定血液透析器中雙酚A含量時,最低檢出限可以達到0.010 8 μg/mL,這些結(jié)果表明高效液相與熒光檢測器的配合使用能夠達到較低的檢出限,有很高的靈敏度,適用于微量雙酚A的測定。
在樣品液制備方面,選擇了密度為0.937 3~0.937 8 g/mL乙醇-水混合液作為血液模擬溶劑,模擬血液浸提透析器中的雙酚A。所用溶劑低毒,且浸提液可以直接用于測定,無需進行濃縮純化和衍生化。在儀器測試階段,參考上述對比情況,選擇了高效液相色譜聯(lián)用熒光檢測器的方法,可以簡化操作過程和降低檢出限。本方法針對透析器的特點,模擬臨床使用條件,采用乙醇-水混合液進行浸提,結(jié)合高效液相色譜熒光法測定。該方法可用于血液透析器中雙酚A含量的安全性風險評估,為有關(guān)監(jiān)管部門提供技術(shù)參考。
液相色譜儀:LC-20AT型,配熒光檢測器,島津企業(yè)管理(中國)有限公司。
滾壓泵:JHBP-200B型,廣州市暨華醫(yī)療器械有限公司。
數(shù)顯電子恒溫水浴鍋:BL810C型,雅馬拓科技貿(mào)易(上海)有限公司
分析天平:SECURA224-1CN型,感量為0.001 g,賽多利斯(上海)貿(mào)易有限公司。
液體密度計:測量范圍為0.9~0.95 g/cm3,精度為0.000 5 g/cm3,衡水創(chuàng)紀儀器儀表有限公司。
雙酚A(BPA)對照品:色譜純,質(zhì)量分數(shù)大于99.8%,批號為L1615026,上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
乙腈:色譜純,批號為197164,德國默克公司。
乙醇:分析純,批號為20200623,廣東光華科技有限公司。
實驗室用水為二級水。
1.2.1 標準溶液的配制
分析天平精密稱量0.100 g 雙酚A,用密度為0.9375 g/mL的乙醇-水混合液溶解,用容量瓶定容至100 mL,搖勻。用乙醇-水混合溶液稀逐級釋,分別配制成質(zhì)量濃度為0.005、0.01、0.05、0.10、0.25、0.75 μg/mL的雙酚A系列對照品工作溶液。
1.2.2 樣品液的制備
參考臨床中血液透析器的使用過程,取一套盡可能短的管路與透析器連接,取液體密度計測定密度ρ為0.937 3~0.937 8 g/mL的乙醇水混合液浸提溶劑500 mL,用恒流泵使溶劑以200 mL/min的流量循環(huán)沖洗血室6 h,同時用乙醇-水溶液充滿透析液室,循環(huán)結(jié)束后,把血室和透析液室內(nèi)的溶液全部吹出,收集全部液體冷至室溫作為檢驗液。取同體積乙醇-水混合液,不裝血液透析器同法制備空白對照液。
圖1 血液透析器雙酚A浸提示意圖
1.3.1 色譜條件
色譜柱:Inertsil?ODS-SP型,250 mm×4.6 mm,5 μm,島津企業(yè)管理(中國)有限公司;激發(fā)波長:227 nm;發(fā)射波長:313 nm;柱溫:35 ℃;進樣體積:20 μL;流動相:A相為乙腈, B相為水,梯度洗脫條件列于表1。
表1 梯度洗脫條件
1.3.2 測定方法
以0.45 μm膜過濾檢驗液和對照品溶液,分別取20 μL注入液相色譜儀測定,利用色譜峰面積計算檢驗液中雙酚A含量。
雙酚A易溶于甲醇、乙醇、醋酸、丙酮、苯等有機溶劑,難溶于水。甲醇、苯毒性較大,容易揮發(fā),而丙酮屬于管制藥品,較難獲得。目前有研究表明乙醇-水混合溶液可以替代血液模擬溶劑來浸提與血液接觸的醫(yī)療器械中的雙酚A[20],《YYT 0927-2014 聚氯乙烯醫(yī)療器械中鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)溶出量測定指南》[21]中對于接觸血液或者血液成分的醫(yī)療器械如輸血器、透析器、氧合器和血液循環(huán)裝置等,一般可考慮采用密度為0.937 3~0.937 8 g/mL的乙醇-水混合液的替代血液作為浸提溶劑。
因此試驗使用乙醇-水混合液作為血液透析器的模擬浸提試劑,使其以臨床使用相同的方式和條件進行浸提,然后取部分浸提液作為試驗液。
目前研究顯示[18,36-37],雙酚A的激發(fā)波長在227 nm左右,發(fā)射波長在313 nm左右有較強的吸收峰,為了與標準方法一致,并增加可操作性,試驗參考《GBT 23296.16-2009 食品接觸材料高分子材料 食品模擬物中2,2-二(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)的測定 高效液相色譜法》[28]中雙酚A的發(fā)射波長和激發(fā)波長,選定激發(fā)波長為227 nm,發(fā)射波長為313 nm。
分別取空白供試液、質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL的雙酚A標準品溶液、供試品溶液,在1.2色譜條件下進行測定,空白溶液、標準品溶液、供試品溶液色譜圖見圖2、圖3、圖4。由圖3結(jié)果顯示,雙酚A的保留時間約為5.647 min,理論塔板數(shù)為8 750,分離度為5.452。待測物質(zhì)與其它峰無干擾,樣品供試液的出峰位置表明該色譜條件可以用來測定雙酚A的含量,方法專屬性良好。
圖3 0.1 μg/mL雙酚A標準品色譜圖
圖4 雙酚A供試品色譜圖
取1.2.1中制備的雙酚A系列對照品工作溶液,按照1.2的色譜條件進行分析,以各組分色譜峰面積為縱坐標(Y)、對照品質(zhì)量濃度為橫坐標(X,μg/mL)作圖。計算得到雙酚A的線性回歸方程為Y=1.498 0×107X+62 886.4,相關(guān)系數(shù)為0.999 9。說明本方法測定雙酚A的質(zhì)量濃度在0.005~0.75 μg/mL范圍內(nèi)與色譜峰面積線性關(guān)系良好。
取雙酚A對照品溶液,用乙醇水混合液按需求等比稀釋,對得到的低濃度對照品溶液進行測定。檢測質(zhì)量濃度為0.005 μg/mL,試驗得到(S/N)為11.42倍的信噪比,符合大于10倍信噪比的定量要求。以3倍的信噪比(S/N)作為檢出限,檢出限為0.001 3 μg/mL。
根據(jù)中國藥典(2020年版),取質(zhì)量濃度為0.005、0.05、0.25 μg/mL的雙酚A標準品,各連續(xù)測定3次,計算色譜峰面積的相對標準偏差(RSD),結(jié)果列于表2。由表2可知,方法重復(fù)性RSD為1.10%~2.66%。
表2 重復(fù)性試驗結(jié)果
在不同日期由不同分析人員平行制備同重復(fù)性濃度相同的各3份標準品連續(xù)測定計算峰面積的相對標準偏差(RSD),結(jié)果列于表3。由表3中可以看出,重現(xiàn)性RSD為2.98%~3.31%。
表3 重現(xiàn)性試驗結(jié)果
根據(jù)中國藥典(2020年版)9101藥品分析方法驗證指導原則,當樣品質(zhì)量濃度在1 μg/mL級別時,重復(fù)性應(yīng)不大于8%,重現(xiàn)性RSD應(yīng)不大于16%。根據(jù)表2、表3可知,該方法符合中國藥典的相關(guān)規(guī)定。
取樣品浸提液各9份,以樣品浸提液作為基底,分別加入適量的雙酚A對照品溶液,制備成低、中、高三個理論濃度分別為0.05、0.1、0.25 μg/mL的樣品各三份,用0.45 μm膜過濾檢驗液,分別測定3次,計算平均回收率,結(jié)果列于表4。
表4 加標回收率試驗結(jié)果
根據(jù)中國藥典(2020年版)9101藥品分析方法驗證指導原則,當樣品濃度為1 μg/mL級別時,回收率應(yīng)符合75%~120%,RSD值不大于5%。從表4可以看出,平均回收率為92.67%~97.33%,RSD為1.04%~2.37%,結(jié)果符合中國藥典的相關(guān)要求。
分別取4種樣品的浸提液,每組樣品浸提液平行測定3次,將得到的質(zhì)量濃度結(jié)果帶入下式(1),結(jié)果列于表5。
表5 血液透析器中雙酚A溶出量結(jié)果
式中:m——每套樣品溶液雙酚A溶出量,μg/套;
c——樣品供試液中雙酚A實測值,μg/mL 。
EFSA(歐洲食品安全局)設(shè)定雙酚A的每日耐受攝入量為50 μg/(體重·天),即0.05 mg/(kg·d),并在2015年將其臨時調(diào)整到4 μg/(kg·d),即0.004 mg/(kg·d)[38-39]。
采用《GB/T 16886.17—2005 可瀝濾物允許限量的建立》中[40]的公式推導,得到人體可耐受量為0.056 mg。根據(jù)表5可知,4種樣品的每套雙 酚A含 量 分 別 為33.5、45.5、21.5、43.5 μg/套,均低于人體可耐受量0.056 mg。
建立了一種高效液相色譜熒光法,測定血液透析器雙酚A的溶出量,乙醇-水混合液作為血液模擬溶劑浸提血液透析器,樣品液可以直接用于色譜測定,不需要進行活化淋洗富集衍生化等過程,大大簡化了操作流程。雙酚A的保留時間約為5.647 min,出峰快,檢測效率高。此方法有較低的檢出限0.001 3 μg/mL,證明此方法有較高靈敏度,適用于醫(yī)療器械中微量雙酚A的測定。