基于GC-MS的一次性使用便携式输注泵中储液囊的可提取物分析

林红赛崔永平黄永富岳卫华

1北京市医疗器械检验所 （北京 101111）

2医疗器械检验与安全性评价北京市重点实验室 （北京 101111）

内容提要：通过气质联用法测定一次性使用便携式输注泵中易挥发的可提取物。选用加热提取法和多种有机溶剂提取法对输注泵的储液囊进行可提取物的成分分析，利用质谱NIST 14谱库、离子碎片及保留时间对色谱峰进行检索定性，通过面积归一化法进行相对定量。结果显示，加热提取法提取出较多低沸点的化合物，多种有机溶剂提取法中以正己烷溶剂提取出较多高沸点的化合物。在8种输注泵中，储液囊共检出可提取物21种。该方法简单、快捷，适用于一次性便携式输注泵中挥发性可提取物的测定筛查。

一次性使用便携式输注泵（下文简称，输注泵）是一种利用自身结构中的硅胶囊的弹性回缩力驱使药液输注入人体的医疗器械，主要用于镇痛药物的输注以减缓病患者术中、术后、产后及放疗化疗后疼痛症状，或用于持续输注微量药液。按照我国《医疗器械分类及管理办法》，输注泵属于三类医疗器械，即对人体具有潜在危险，对其安全性、有效性必须严格控制的医疗器械。

鉴于输注泵的高风险性，行业标准YY 0451-2010[1]对其安全性和有效性进行了规定，但对溶出物的安全性仅作了总量的要求，如还原物质和紫外吸光度等，未涉及具体的可提取物质的要求。输注泵中与药液直接接触的部件主要有储液囊和输液管路，其制备过程引入的助剂及其分解产物可能释放进入药液中，从而对人体组织造成一定的损害。本研究采用气质联用法对储液囊的可提取物进行分析，旨在为一次性使用便携式输注泵的安全性评估提供技术参考。

1.材料与方法

1.1 一般材料

仪器与试剂：气相色谱质谱联用仪（7890-7000C），顶空进样器（7697），厂家为安捷伦科技有限公司，正己烷、丙酮、二氯甲烷和乙醇均为色谱纯，厂家为赛默飞世尔科技公司。8种输注泵来源于8个不同厂家。

色谱条件：色谱柱HP-5MS（30m×0.25mm×0.25µm），载气，氦气≥99.999%；柱温为程序升温50˚C，保持2min，以10˚C/min升至280˚C，保持10min，柱流量1mL/min；进样口温度280˚C；分流模式，分流比10:1，进样量1µL。

质谱条件：EI离子源，电离能量70eV；溶剂切除时间3.0min；离子源温度230˚C，四级杆温度150˚C，接口温度280˚C；全扫描模式，扫描范围：33～650amu。

1.2 方法

1.2.1 样品的制备

加热提取法：将储液囊剪碎成5mm×5mm小粒，准确称取1.0g，置于顶空瓶中。加热温度150˚C，加热时间30min，气体进样。

有机溶剂提取法：将储液囊剪碎成5mm×5mm小粒，准确称取1.0g，称取4份，分别加入10mL正己烷、10mL丙酮、10mL二氯甲烷和10mL乙醇，超声提取（50kHz）30min，用0.45µm滤膜过滤，进样。同法制备空白溶液。

1.2.2 提取条件的选择

有机溶剂的选择：不同极性溶剂的提取效率不同，本研究选择了四种溶剂，分别是丙酮、二氯甲烷、乙醇和正己烷，对储液囊进行提取，通过总离子流图比较提取物的种类和峰的强度以确定合适的提取溶剂。

提取时间的优化：对超声提取的时间进行优化，选取的提取时间为20min、30min、40min和50min，通过总离子流图比较提取物的种类和峰的强度，确定合适的提取时间。

1.2.3 定性分析

图1.不同有机溶剂对某厂家输注泵储液囊的可提取物总离子流图（a：丙酮b：乙醇c：二氯甲烷d：正己烷）

利用质谱NIST 14谱库对未知物的总离子流图进行检索，将未知物的谱图与标准谱图对比，以相似度大于85%作为主要的鉴定依据，并结合碎片离子和保留时间进行进一步的定性。采用峰面积归一化法进行定量分析，通过单一物质的峰面积与各物质峰面积总和的比值进行相对定量，得到各物质在总可提取物中所占的比重。有酮类、醇类、烷烃类、硅氧烷类等。一些沸点较低的化合物如，丁酮、N,N二甲基甲酰胺等在加热提取法部分产品中有检出，而在正己烷提取溶剂相应产品中未检出；一些分子量较大沸点较高的化合物，如十四甲基环七硅氧烷（D7）和十六甲基环八硅氧烷（D8）等硅氧烷类在正己烷提取溶剂的部分产品中有较好地检出，而在加热提取法的部分产品中未检出。总体上，检出量较高的是各类硅氧烷类、酮类和2,6-二叔丁基-4-甲基-苯酚（简称BHT）。不同厂家输注泵储液囊的可提取物的种类和相对含量有较大差异，这主要与各产品的原材料来源以及生产工艺有密切的关系。环状硅氧烷类主要来源于硅橡胶在合成过程中的残留物，如D3、八甲基环四硅氧烷（D4）等。环己酮、N,N-二甲基甲酰胺和2,6-二叔丁基-4-甲基-苯酚（简称BHT）等可提取物可能来源于产品加工过程使用的黏合剂、消泡剂和抗氧化剂等添加剂及其分解产物。

2.结果与讨论

2.1 提取条件的优化

2.1.1 有机溶剂的选择

不同的提取溶剂的总离子流图的峰总数差异不明显，其中以丙酮为提取溶剂的峰个数略少于其他三种溶剂，正己烷和二氯甲烷为提取溶剂的各色谱峰面积相当，且较乙醇提取溶剂的峰面积大。本研究选择正己烷为提取溶剂。各提取溶剂的总离子流图见图1。

2.1.2 提取时间的选择

随着提取时间的延长，各总离子流图的峰个数相似，但峰面积有差异，当提取时间延长到40min后，各色谱峰面积几乎不再增加，考虑到提取时间30min和40min的峰面积差异不明显，本研究选定提取时间为30min。

2.2 定性分析

储液囊可提取物鉴定结果见表1，由表1可知，加热提取法的可提取物种类较正己烷提取溶剂的多，主要的提取物

3.结论

本研究选用了两种提取方法即加热提取法和有机溶剂提取法，综合两种提取方法可以获取更加全面的可提取物信息。研究中发现的一些可提取物对人体有一定的毒副作用，产品在临床使用过程中，这些有害物质的溶出会对人体组织造成一定的损害，需要进行严格控制。如动物暴露实验发现，挥发性环甲基硅氧烷（如D4、D5和D6等）能导致内分泌紊乱、结缔组织疾病、不良免疫反应和致命的肝、肺损伤等[2-4]。另有研究者发现，BHT对动物的肺、肝等组织有直接的损害作用，甚至有促进肿瘤发生的可能[5]。环己酮作为黏合剂在输液器具产品中应用多年，有很多关于输液器中环己酮残留及毒性的相关报导[6,7]。因此，对储液囊可提取物进行分析，有利于企业查找各提取物的来源，便于产品安全风险的分析和评估。可提取物分析是输注泵类产品药物相容性研究必不可少的步骤，可提取物分析结果可以为后期的药物与输注泵接触中的可浸出物研究提供重要的数据支持。

表1. GC-MS法测定8种输注泵中储液囊的21种可提取物数据汇总