氣相色譜法-電子捕獲檢測(cè)器測(cè)定工作場(chǎng)所空氣中異氟烷和恩氟烷

于瑞祥

（上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，上海 201203）

異氟烷和恩氟烷是目前臨床廣泛使用的兩種吸入性全身麻醉藥，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)機(jī)體健康產(chǎn)生影響，長(zhǎng)時(shí)間、小劑量接觸可能會(huì)造成體內(nèi)毒性蓄積，危害健康，甚至?xí)鹕诚到y(tǒng)、肝、腎等各種慢性疾病［1-6］。同時(shí)異氟烷和恩氟烷也是公認(rèn)的溫室氣體，全球增溫潛勢(shì)（GWP）約為1 200，能夠?qū)Τ粞鯇釉斐善茐模?-10］。目前，醫(yī)院手術(shù)中用到的麻醉劑多采用排風(fēng)系統(tǒng)不經(jīng)處理直接排放到大氣當(dāng)中，成為環(huán)境中溫室氣體的重要來源之一。

目前，對(duì)異氟烷或恩氟烷的檢測(cè)多采用氫火焰離子檢測(cè)器-活性炭吸附氣相色譜（GC-FID）法。張文等［11］采用GC-FID 法測(cè)定工作場(chǎng)所空氣中恩氟烷，用活性炭吸附、1，2-二氯乙烷解吸等進(jìn)行前處理，方法的檢出限可達(dá)1.0 μg／mL，平均解吸效率為97.0%～103.8%，但該方法存在耗時(shí)長(zhǎng)，解吸溶劑易造成二次污染等問題，同時(shí)，對(duì)于含有較多有機(jī)物的環(huán)境空氣，F(xiàn)ID 檢測(cè)也存在較多的干擾。褚素霞 等［12］利用氣相色譜-電子捕獲檢測(cè)器（GC-ECD）對(duì)藥物中異氟烷進(jìn)行檢測(cè)，異氟烷在0.1～1.2 mg／mL范圍內(nèi)與峰面積線性關(guān)系良好（r=0.999 9），平均回收率為99.90%～100.00%。

基于異氟烷和恩氟烷具有電負(fù)性的特點(diǎn)，筆者建立了氣相色譜-電子捕獲檢測(cè)器法測(cè)定工作場(chǎng)所空氣中異氟烷和恩氟烷的檢測(cè)方法，優(yōu)化了采樣過程。該方法操作簡(jiǎn)單快速，檢出限低，可為相關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供技術(shù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：6890 N 型，配電子捕獲檢測(cè)器，氣體進(jìn)樣閥系統(tǒng)，美國(guó)安捷倫科技有限公司；

便攜式氣體采樣泵：03L-D 型，采氣速率3 L／min，大連德霖氣體包裝有限公司；

鋁塑復(fù)合膜氣體采樣袋：體積為5 L，使用前進(jìn)行抽真空處理，大連海德科技有限公司；

高純空氣：20%氧氣+80%氮?dú)?，上?；繕?biāo)準(zhǔn)氣體有限公司；

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備氣體：異氟烷、恩氟烷含量均為100 mg／m3，使用時(shí)用高純空氣稀釋到工作濃度，上海基量標(biāo)準(zhǔn)氣體有限公司。

1.2 樣品采集

按照GBZ 159-2004［13］采集樣品。選取具有代表性的采樣點(diǎn)，將氣體采樣泵置于采樣點(diǎn)，開啟氣體采樣泵預(yù)運(yùn)行1 min，置換掉泵中原來的空氣后，連接已抽真空的氣體采樣袋進(jìn)行取樣，采集樣品空氣至樣品袋完全鼓起，關(guān)閉采樣袋閥門，每個(gè)采樣點(diǎn)平行采集2 袋。采集后的樣品無需處理，48 h 內(nèi)直接進(jìn)氣相色譜分析。

1.3 色譜條件

色譜柱：HP-INNOWAX 色譜柱（30 m×0.32 mm，20 μm，美國(guó)安捷倫科技有限公司）；進(jìn)樣口溫度：80℃；柱溫：40℃，保持5 min；載氣：高純氮?dú)猓兌炔恍∮?9.999 %；流量：1.5 mL／min；定量環(huán)體積：1.0 mL；氣體閥進(jìn)樣；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比為10∶1；檢測(cè)器：ECD，溫度為350℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 采樣方式的選擇

目前，對(duì)空氣中異氟烷、恩氟烷的采集多采用活性炭吸附，溶劑解析后進(jìn)色譜柱分析，因此需要對(duì)活性炭的性能（穿透容量、平均采樣效率和平均解吸效率等）進(jìn)行考察，取樣時(shí)間長(zhǎng)，樣品的回收率隨活性炭的批次等可能存在差異，同時(shí)，解析過程用到的溶劑多存在毒性，容易造成二次污染。筆者采用鋁塑復(fù)合膜氣體采樣袋采樣，采樣后無需處理直接進(jìn)氣相色譜儀進(jìn)行分析，方法快速簡(jiǎn)單。

2.2 色譜柱的選擇

根據(jù)待測(cè)物的性質(zhì)及色譜柱特性，分別選取DB-1 色譜柱（30 m×0.32 mm，25 μm）和HPINNOWAX 色譜柱（30 m×0.32 mm，20 μm）進(jìn)行分析測(cè)定。結(jié)果顯示，采用DB-1色譜柱進(jìn)行分析時(shí)，環(huán)境中的氧氣與待測(cè)組分不能有效分離，對(duì)檢測(cè)造成了干擾。采用HP-INNOWAX 色譜柱能夠?qū)煞N待測(cè)組分進(jìn)行有效分離，峰型良好，靈敏度較高，待測(cè)物附近無干擾，適用于待測(cè)物的分析，色譜圖見圖1。因此實(shí)驗(yàn)選取HP-INNOWAX 色譜柱進(jìn)行分析。

圖1 異氟烷和恩氟烷的氣相色譜圖

2.3 檢測(cè)器的選擇

GBZ／T 300.96-2018［14］及相關(guān)文獻(xiàn)［11，15-16］對(duì)異氟烷和恩氟烷的檢測(cè)采用氣相色譜-氫火焰離子檢測(cè)器（GC-FID）法，該方法靈敏度相對(duì)較低，若環(huán)境中有其它揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)容易對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾。基于異氟烷和恩氟烷含有電負(fù)性的氟元素和氯元素，筆者采用氣相色譜-電子捕獲檢測(cè)器（GC-ECD）進(jìn)行檢測(cè)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，空氣中的氧氣同樣存在電負(fù)性，在色譜中表現(xiàn)為出峰，但出峰時(shí)間早于2 min，不會(huì)對(duì)待測(cè)組分造成干擾，色譜圖見圖1。采用ECD 檢測(cè)時(shí)異氟烷和恩氟烷響應(yīng)良好，檢出限分別為0.000 5 和0.002 0 mg／m3，可以對(duì)環(huán)境空氣中痕量異氟烷和恩氟烷進(jìn)行檢測(cè)。

2.4 檢測(cè)器溫度的確定

由于ECD 檢測(cè)器對(duì)溫度較為敏感，試驗(yàn)考察了不同檢測(cè)器溫度下異氟烷和恩氟烷的響應(yīng)。結(jié)果顯示，在200～400℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，檢測(cè)器的靈敏度也相應(yīng)得到提高，考慮到樣品檢測(cè)限和檢測(cè)器溫度耐受性，試驗(yàn)選取350℃做為檢測(cè)器溫度。

2.5 線性關(guān)系與檢出限

取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備氣，分別用高純空氣進(jìn)行稀釋，得到質(zhì)量濃度分別為0.05,0.10,0.50,1.00,5.00 mg／m3的系列標(biāo)準(zhǔn)氣體，按1.3 色譜條件進(jìn)行測(cè)定，以待測(cè)物的質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，峰面積（Y）為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸，計(jì)算得線性方程與相關(guān)系數(shù)。根據(jù)10 倍信噪比計(jì)算定量限，3 倍信噪比計(jì)算檢測(cè)限。線性關(guān)系、相關(guān)系數(shù)、定量限和檢出限結(jié)果見表1。由表1 可知，氟烷和恩氟烷的質(zhì)量濃度在0.05～5.00 mg／m3的范圍內(nèi)與色譜峰面積線性關(guān)系良好，檢出限分別為0.000 5，0.0020 mg／m3。

表1 線性關(guān)系、檢出限與定量限

2.6 精密度試驗(yàn)

用高純空氣將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備氣稀釋為0.10，0.50，1.00 mg／m3三個(gè)濃度水平，按照1.3 色譜條件連續(xù)進(jìn)樣測(cè)定6 次，測(cè)定結(jié)果見表2。由表2 可知，異氟烷和恩氟烷在三個(gè)濃度水平下的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2.0%，表明儀器的精密度良好。

表2 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.7 回收試驗(yàn)

取空白空氣作為本底進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，取低、中、高三個(gè)濃度水平，每個(gè)濃度水平下測(cè)定3 次，取平均值作為測(cè)定值，結(jié)果列于表3。

表3 回收率試驗(yàn)結(jié)果(n=3)

由表3 可知，三個(gè)水平下異氟烷的加標(biāo)回收率為99.0%～100.4%，恩氟烷的加標(biāo)回收率為98.8%～101.0%，表明方法具有良好的準(zhǔn)確性。

2.8 穩(wěn)定性試驗(yàn)

將2.6 中的三濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)氣分別放置0，4，8，12，24，48 h 進(jìn)行測(cè)定，取3 次測(cè)定平均值作為檢測(cè)結(jié)果，結(jié)果列于表4。由表4 可知，異氟烷和恩氟烷在三個(gè)濃度水平下的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.0%，表明采用鋁塑復(fù)合膜氣體采樣袋采集的樣品在48 h內(nèi)穩(wěn)定，使用鋁塑復(fù)合膜氣體采樣袋采集樣品具有可行性。

表4 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

2.9 實(shí)際樣品分析

根據(jù)方法在本單位附近采集空氣樣品10 份，異氟烷和恩氟烷均未檢出；在某醫(yī)院手術(shù)室及周邊采集空氣樣品各10 份，測(cè)得手術(shù)室中異氟烷的濃度為0～4.7 mg／m3，恩氟烷的濃度為0～3.1 mg／m3，手術(shù)室周邊異氟烷的濃度為0～0.5 mg／m3，恩氟烷的濃度為0～0.2 mg／m3。說明醫(yī)院在使用麻醉氣體時(shí)存在環(huán)境排放的風(fēng)險(xiǎn)，值得進(jìn)一步關(guān)注。

3 結(jié)語(yǔ)

建立了氣相色譜法-電子捕獲檢測(cè)器測(cè)定工作場(chǎng)所中痕量異氟烷和恩氟烷的方法。該方法檢出限低，線性范圍寬，線性相關(guān)性好，精密度良好。能夠滿足環(huán)境空氣中痕量異氟烷和恩氟烷的檢測(cè)要求。采用鋁塑復(fù)合膜氣體采樣袋采樣后直接進(jìn)樣，方法快速簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，省去活性炭吸附解吸等步驟，避免解吸溶劑毒性可能造成的二次污染。