付 宇,王曉婧,廖 雪,趙 嵐
(黑龍江省疾病預防控制中心,哈爾濱 150030)
乙醇消毒液適用于一般物體表面及手、皮膚的消毒,其有效成分含量一般在60%~75%。濃度較低則不能發(fā)揮殺菌目的,濃度過高則會令細菌表面存在的蛋白質快速凝固而阻礙酒精向物體內滲透,從而影響殺菌效果。其殺菌機理是使蛋白變性,干擾代謝,殺菌特點是對細菌有效,但對芽孢、真菌、病毒等無作用。
乙醇含量測定方法多種多樣,主要有物理方法、化學方法及酶法。其中,物理方法包括氣相色譜法、酒精計法[1]、密度瓶法等;化學方法包括重鉻酸鉀比色法、碘量滴定法、Lieben碘仿反應[2]等。氣相色譜法是國際上檢測乙醇含量最常用的方法[3-4],并已應用于各領域對乙醇含量進行控制[5-6]。但由于乙醇揮發(fā)性較大,檢測過程中常因為測定環(huán)境溫度變化、操作速度快慢而影響目標物的出峰時間、峰形變化和定量數值。為消除操作條件(進樣量變化,色譜條件變化)等引起的誤差,擬采用將樣品適當稀釋,同時加入內標物的前處理方法,利用高彈性石英毛細管柱RTX-WAX,對目標物進行分離,應用氫火焰離子化檢測器,對乙醇含量進行檢測。
氣相色譜儀,美國安捷倫公司生產7890A。檢測器是氫火焰離子化檢測器。德國賽多利斯CP324S電子天平(1)。梅特勒移液器、渦旋混合器、純水儀、超聲波清洗器、容量瓶(100 mL)、安捷倫自動進樣針(5 μL)、無水乙醇溶液(色譜純)。塞默費世爾,含量不小于99.9%。正丁醇標準溶液,色譜純標準物質,含量不小于99.5%。
色譜柱選用島津 RTX-WAX柱,規(guī)格為30 mm×0.32 mm×0.25 μm。溫度:進樣口250℃,柱溫85℃,檢測器280℃。氣體流量:氫氣40 mL/min ,空氣400 mL/min(1∶1),柱流量25 mL/min。進樣方式:采用分流進樣,分流比10∶1,進樣量1 μL。
內標溶液(正丁醇標準溶液)制備:準確稱取0.719 0 g色譜級正丁醇至預先加有少量純水的100 mL容量瓶中,用純水稀釋并定容至刻度。此溶液濃度為7.050 g/L。
標準儲備溶液制備:取70 mL乙醇標準溶液定容至100 mL刻度。準確稱取1.421 8 g該溶液,置于預先加有少量純水的100 mL容量瓶中,并用純水稀釋并定容100 mL。此溶液濃度為14.190 g/L,備用。
標準溶液制備:取10 mL標準儲備液加到容量瓶中,再移取20 mL正丁醇內標溶液,70 mL水,樣品總體積為100 mL,定容備用。
樣品液制備:取1 mL樣品,置于預先加有少量純水的100 mL容量瓶中,同時加入1 mL 1%正丁醇標準溶液,并用純水稀釋并定容至刻度,取1 mL稀釋液置于氣相進樣瓶中進行檢測。
色譜柱溫度變化不僅影響柱前端壓力、載氣流速等,還會對物質分離、分析結果產生影響。目標檢測物乙醇是低沸點物質,查閱資料擬定分別測定70℃、85℃、100℃的柱溫條件情況下乙醇與正丁醇的分離效果。70℃時,二者出峰間隔在5 min以上,時間較長。100℃時,二者出峰時間間隔不足0.5 min,不能保證有效分離,故選擇85℃作為色譜柱溫度。
應用以上檢測條件測定,檢測色譜峰大于2倍噪音時的最小進樣量統(tǒng)計計算,得出乙醇的檢出限是0.01%。
色譜圖見圖1。從圖1中可以看出,乙醇和正丁醇出峰時間分別為3.507 min和6.201 min,色譜峰形較好,無拖尾,并有較好的分離效果。
圖1 氣相色譜圖(3.507 min乙醇 6.201 min正丁醇)Fig.1 Gaschromatogram (3.507min ethyl alcohol and 6.201 min n-butyl alcohol)
工作曲線繪制:取制備好的標準溶液0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL、2 mL、3 mL、4 mL,分別加到預先加有少量純水的10 mL容量瓶中,并加入2 mL正丁醇標準溶液,加純水定容至刻度,得到標準工作曲線系列,溶液濃度分別為0.142 g/L、0.710 g/L、1.419 g/L、2.838 g/L、1.257 g/L、5.676 g/L,按色譜條件分別進樣。
線性范圍及回歸方程:以乙醇與正丁醇的含量比為橫坐標,乙醇與正丁醇的峰面積之比為縱坐標,作工作曲線,測得標準系列線性回歸方程為I=0.709 9C乙/C內-0.040 9,相關系數R=0.999 5,峰面積結果見表1。
表1 峰面積測定結果Tab.1 Peak area measurement results
取乙醇濃度為70.0%的溶液,分別重復測定6次,根據峰面積計算RSD值,RSD值均小于5%,表明該檢測儀器的精密度良好,滿足日常檢測需要,結果見表2。
用該方法進行加標回收試驗,按照實驗方法操作制得待測溶液6份,測定峰面積并計算加標回收率。結果表明,此方法回收率在95.0%~101.0%,回收率好,準確度較高,實際工作過程中可操作性很高,結果見表3。
表2 精密度試驗結果 Tsb.2 Precision degree test results
表3 加標回收試驗結果 (%)
氣相色譜定量分析過程中常用的方法是內標法定量和外標法定量。相較而言,外標定量法操作簡單,其選用一定濃度的標準品用來對比測定待測樣品溶液中的組分含量,如果待測樣品成分復雜或有其他組分峰干擾或外標物的純度不夠,都會直接影響定量分析的準確性。內標法對操作條件要求不高,在標準品和待測樣品中加入內標物,可以有效消除由于操作條件影響而產生的實驗誤差。
內標物的選擇至關重要,應確認消毒劑中不含有內標物質。正丁醇與消毒劑樣品能夠互溶但二者不發(fā)生化學反應,同時正丁醇有較好的穩(wěn)定性且常規(guī)的液態(tài)乙醇消毒劑樣品中不含有這種物質,純品比較容易獲得。在氣相譜圖中,正丁醇的出峰位置與乙醇位置接近,但峰位獨立,峰形對稱。本實驗選用正丁醇作為內標物。
常規(guī)測定乙醇含量時,將樣品進行蒸餾處理,操作煩瑣且會損失有效物質含量。按照本實驗方法對液態(tài)基質消毒劑直接取樣稀釋100倍上機測定,從色譜圖中能夠看到,因為稀釋倍數較大且加入內標物正丁醇,能夠基本消除有機雜質、色澤等其他物質產生的干擾,不影響目標物與內標物的出峰間隔時間,從而能保證樣品定量檢測的準確性,以達到實驗要求[7]。
氣相色譜常用的檢測器有氫火焰離子化檢測器[8]、熱導檢測器、電子捕獲檢測器和火焰光度檢測器。氫火焰離子化檢測器對揮發(fā)性的有機化合物響應值較好,故選擇該檢測器對乙醇含量進行檢測。通過實驗驗證,建立了準確、快速、高精密度及回收率[9-10]的乙醇檢測方法,利用該氣相色譜內標法對乙醇含量進行檢測,操作簡便,準確率高,適用于液態(tài)消毒劑中乙醇含量的分析測定。
消毒劑使用頻次高,醇類消毒產品在物體表面消毒、手部消毒和空間消毒過程中都能起到有效的消殺作用,且作用時間短,一般5 min內就可以起到消毒作用。但消毒劑種類繁多,控制消毒劑中的有效成分含量尤為重要。本實驗操作性強,適用于生產廠家及質控部門。