Приложение В (обязательное). Газохроматографическое определение ЭО и ЭХГ

Приложение В
(обязательное)

Газохроматографическое определение ЭО и ЭХГ

В.1 Хроматографические методики

B.1.1 Методы определения остаточного содержания ЭО

Для количественного определения ЭО в экстактах# используют различные методы. В научной литературе описан ряд методик проведения исчерпывающей экстракции с последующим определением ЭО методом газовой хроматографии. В библиографии даны ссылки на несколько опубликованных методов, а также на ряд обзорных статей. Возможно, также существует ряд неопубликованных методов для определения остаточного содержания ЭО. Опубликованные методы не всегда могут оказаться подходящими в связи с разнообразием изделий. Поэтому допускается использовать любой метод, являющийся аналитическим и оцененный в сравнении с утвержденными методами, изложенными в настоящем стандарте.

Метод является аналитическим, когда он обладает соответствующими точностью, селективностью, линейностью и чувствительностью, достаточными для определения уровня содержания этиленоксида в изделиях, который предназначен для анализа на соответствие предельным значениям остаточных количеств, установленным в 4.3, и применим к анализируемому изделию.

Методы, изложенные в настоящем приложении, являются арбитражными методами, по отношению к которым должен оцениваться любой альтернативный метод.

В настоящем приложении методы представлены таким образом, чтобы аналитик мог выбрать наиболее приемлемый. Для более детального обсуждения каждого метода следует обращаться к оригинальной литературе. Аналитики должны установить стабильность контрольных растворов, используемых для калибровки в хроматографических методиках, и убедиться, что не используются контрольные растворы с просроченным сроком годности.

B.1.2 Подготовка контрольных растворов ЭО

В.1.2.1 Общие положения

В следующих пунктах изложены в общих чертах методики приготовления контрольных растворов для газовой хроматографии.

Примечание - Альтернативой является приобретение контрольных образцов, стабильность которых гарантирована, изготовленных под контролем Good Manufacturing Practices.

Готовят контрольные растворы либо объемным методом при растворении известных объемов газообразной ЭО, либо гравиметрически, растворяя жидкий ЭО известной массы. В обоих случаях строят стандартный калибровочный график зависимости высоты или площади пика от концентрации ЭО.

Рисунок В.1 - Устройство для приготовления стандартов ЭО

Соединяют баллон, содержащий ЭО с нормированными характеристиками, с флаконом объемом приблизительно 30 мл, снабженным пробкой, как показано на рисунке В.1, для чего трубкой связывают регулятор баллона с иглой для инъекций. Протыкают входной иглой (1) пробку флакона и опускают ее конец вниз до дна.

Внимание! Крайне важно для защиты аналитика от вредного действия проводить данную процедуру в вытяжном шкафу (см. 4.4.1).

Прокалывают пробку флакона второй иглой для инъекций так, чтобы кончик иглы находился в верхней части флакона. Присоединяют трубку к выходной игле (2) и опускают конец трубки в стакан с водой объемом 300 мл.

Начинают пропускать ЭО через систему таким образом, чтобы пузырьки вытесняемого газа выходили из трубки со скоростью один пузырек в секунду. Продувают сосуд в течение приблизительно 15 мин. Удаляют входную иглу (1) из флакона и уравновешивают давление газообразного ЭО в сосуде с атмосферным, что достигается удалением выходной иглы (2), как только исчезнут пузырьки в стакане с водой. В приближении к закону для идеальных газов можно показать, что концентрация ЭО во флаконе составит 1,83 мкг/мл при давлении 760 мм рт. ст.*(1) и температуре 20°С.

Концентрация этиленоксида , мкг/мл, согласно закону для идеальных газов, может быть рассчитана для конкретной температуры t в градусах Цельсия и давления р, мм рт. ст., по формуле

,

где 0,706 - значение, обратное газовой постоянной R для определения ЭО, гК/мм рт. ст. л.

B.1.2.2 Разбавления контрольных растворов ЭО для анализа методом равновесной паровой фазы

Разбавляют контрольный раствор, приготовленный согласно В. 1.2.1, во флаконе (номинальный объем 15 мл). Объем флакона должен быть предварительно определен с погрешностью до 0,01 мл (при анализе образцов необходимо использовать флаконы такой же вместимости). Сначала во флакон пропускают сухой азот в течение 1 мин. Из флакона с газообразным ЭО отбирают около 10 мкл с помощью газового шприца. Удаляют шприц из флакона и поршнем шприца получают желаемый объем в положении с поднятой вверх иглой.

Помещают флакон, заполненный азотом, на конец направленной вверх иглы и вводят 10 мкл ЭО во флакон. Не прокачивая шприц, немедленно удаляют его из флакона. Теперь флакон содержит 18,3 мкг ЭО при температуре 20°С и давлении 760 мм рт. ст. Уравновешивают концентрацию ЭО с окружающими условиями, как описано в В.1.2.1.

Вводят пробу газа 100 мкл из флакона в газовый хроматограф для получения хроматограммы. Анализ повторяют дважды. Приготавливают более высококонцентрированные контрольные растворы путем разбавления больших аликвот чистого газообразного ЭО. Так как во флаконах содержится свободный газообразный ЭО, контрольные растворы не нужно нагревать в отличие от других образцов.

B.1.2.3 Разбавления стандартных образцов ЭО для методов с участием растворителя

Примечания

1 Удобнее переносить жидкий ЭО с помощью предварительно охлажденного шприца. Следует принять меры предосторожности, чтобы игла шприца не касалась растворителя.

2 Опыт показал, что ошибки измерения, связанные с приготовлением основных растворов, постоянны и не зависят от объема приготовленного раствора. Относительная ошибка будет меньше, если приготовить и использовать большие объемы.

3 Данную методику используют также и для приготовления водных контрольных растворов ЭО.

Устанавливают баллон, содержащий газообразный ЭО с нормированными характеристиками, как описано в В.1.2.1, соединив его с флаконом, предварительно продутым, как описано выше, и помещенным в баню со смесью сухого льда с изопропанолом или аналогичную, чтобы сконденсировать газообразный ЭО в жидкость. К флакону через иглу для инъекций присоединяют только трубку, по которой поступает ЭО из баллона. Нет необходимости вставлять выходную иглу (2), так как ЭО собирают в жидком виде.

Заполняют флакон нужным объемом жидкого ЭО, перекрывают регулятор на баллоне и удаляют входную иглу (1) с трубкой. Достают флакон из бани со льдом.

Взвешивают герметично закрытую мерную колбу объемом 100 мл (с пробкой с покрытием из ПТФЭ), содержащую 60 мл растворителя, с погрешностью 0,1 мг. Добавляют в колбу пять капель жидкого ЭО и вновь взвешивают. Заполняют колбу растворителем до отметки 100 мл, переворачивают и перемешивают*(2).

Готовят ряд разбавленных растворов, смешивая аликвоты контрольного раствора с подходящим объемом растворителя. Если, например, точно 100 мг ЭО было добавлено к 100 мл растворителя, конечная концентрация будет составлять 1 мг/мл. Разбавляя 1 мл этого раствора до 10 мл, получают контрольный раствор с содержанием ЭО 100 мкг/мл. Таким же способом готовят контрольные растворы с более высокой и более низкой концентрацией ЭО. Готовят контрольные растворы таким образом, чтобы они охватывали всю область ожидаемых количеств ЭО в анализируемом образце. Вводят от 1 до 5 мкл аликвот каждого контрольного раствора в колонку хроматографа для получения значения площади или высоты пика. Определение повторяют дважды.

Для повышения точности объем вводимой пробы должен составлять не менее 10% объема шприца.

В.1.3 Приготовление контрольных растворов ЭХГ

Взвешивают мерную колбу объемом 100 мл, содержащую 60 мл воды, с погрешностью 0,1 мг. По каплям добавляют ЭХГ (около 100 мг). Вновь взвешивают колбу. Если контрольные растворы хранят в течение некоторого времени, определяют разницу в массах; затем доводят объем до метки водой и перемешивают. Если контрольные растворы используют не сразу, их хранят в холодильнике (см. приложение Е). После 14 сут хранения контрольные растворы подлежат уничтожению.

Доводят контрольные растворы ЭХГ до комнатной температуры. Готовят, как минимум, три рабочих раствора различной концентрации. До использования контрольных растворов для построения калибровочного графика проверяют линейность параметров хроматографического пика в этих областях концентраций. Готовят контрольные растворы таким образом, чтобы они охватывали всю область ожидаемых содержаний ЭХГ в анализируемом образце. Для определения значения площади или высоты пика вводят аликвоты каждого контрольного раствора от 1 до 5 мкл в колонку хроматографа. Определение повторяют дважды.

В.2 Точность методов

В.2.1 Методы определения ЭО

Межлабораторная оценка ряда методов определения ЭО, изложенных в приложении В, [66] - [68], была проведена с использованием серий образцов, содержащих ЭО от 40 до к 350 мг/кг. Вычисленный общий коэффициент вариации изложенных методов представлен в таблице В.1.

Таблица В.1 - Сравнение коэффициентов вариации при внутри- и межлабораторном изучении методов

Определение ЭО	Межлабораторное изучение, %	Внутрилабораторное изучение, %
Метод равновесного пара	3,7	21,3
Метод с использованием ацетона	4,1	16,3
Метод с использованием DMF	2,9	8,3
Метод с использованием воды	2,7	17,0

При другом межлабораторном изучении проведена оценка метода определения ЭО, изложенного в В.5.6, [51]. Данные линейной регрессии были получены при сравнении результатов двух лабораторий для серий образцов, содержащих ЭО от 3,6 до 26 мг/кг. Рассчитанное уравнение регрессии у = 0,04 + 0,904 х; коэффициент корреляции (r) - 0,974 (р < 0,00001). Рассчитанный коэффициент вариации метода при межлабораторном изучении составлял 4,0% при содержании ЭО в анализируемой матрице 14 мг/кг или 8,3% при содержании ЭО 30 мг/кг (неопубликованные данные, представленные A. Nakamura, Н. Kikuchi и К. Tsuji).

В двух лабораториях были получены данные анализа образцов с тремя различными содержаниями ЭО с использованием как метода экстракции растворителем с последующим анализом равновесной паровой фазы, изложенного в В.5.4, [81], так и метода бромирования, изложенного в В.5.6, [51]. Результаты сравнивали, используя линейный регрессионный анализ. Были получены следующие характеристики регрессии; у = -0,03 + 1,07 х, коэффициент корреляции r = 0,999. При межлабораторном изучении методики, представленной в В.5.4, коэффициент вариации составлял 4,7%; 1,8% и 2,7% при содержании ЭО в анализируемой матрице 12, 25 и 56 мг/кг соответственно, [77].

В 2.2 Методы определения ЭХГ

Межлабораторную оценку проводили с использованием метода определения ЭХГ, изложенного в В.5.7, [9]. Вычисленный коэффициент вариации был следующим:

7,46% - при внутрилабораторном изучении;

10,99% - при межлабораторном изучении.

Эти данные были получены для концентраций ЭХГ от 3,0 до 100 мкг/мл.

В.3 Оборудование и реагенты

B.3.1 Оборудование

B.3.1.1 Газовый хроматограф, оснащенный пламенно-ионизационным детектором (FID) или детектором электронного захвата (ECD).

Примечание - Для получения воспроизводимых результатов предпочтительно использовать электронный интегратор.

B.3.1.2 Инъекционные иглы и трубки из поливинилхлорида, необходимые для приготовления контрольных растворов.

B.3.1.3 Мерная стеклянная посуда, снабженная пробками, покрытыми ПТФЭ, или прокладками из ПТФЭ, для приготовления контрольных растворов.

Примечания

1 Для стеклянной посуды с закатываемыми крышками необходим инструмент для закатки.

2 Следует соблюдать меры предосторожности при выборе стеклянной посуды подходящей вместимости, с тем чтобы уменьшить пространство, занятое равновесным паром, над раствором экстракта или контрольным раствором. При приготовлении жидких контрольных растворов или экстрактов пространство, занятое равновесным паром, должно быть менее или равно 10% объема экстракта или контрольного раствора.

B.3.1.4 Микрошприц (объемом 5 или 10 мкл) для ввода аликвот экстракта в газовый хроматограф.

В.3.1.5 Вытяжной шкаф для обеспечения соответствующей вентиляции при приготовлении контрольных и других растворов.

B.3.1.6 Аналитические весы, обеспечивающие взвешивание с погрешностью до 0,1 мг.

B.3.1.7 Газовый регулятор для емкости, содержащей ЭО.

B.3.1.8 Газонепроницаемые шприцы объемом 10, 50, 100 и 1000 мкл для приготовления контрольных растворов и ввода равновесной паровой фазы в колонку газового хроматографа.

B.3.1.9 Лабораторный термошкаф для нагревания образцов до температуры (1002)°С.

B.3.1.10 Лабораторный термошкаф для нагревания образцов до температуры (371)°С.

В.3. 1.11 Водяная баня для термостатирования образцов при температуре (702)°С.

B.3.1.12 Механический встряхиватель.

B.3.1.13 Стеклянные емкости для проведения анализа методом равновесного пара, снабженные прокладками с покрытием из ПТФЭ и закатанными крышками, номинальным объемом 20 мл для приготовления контрольных растворов при построении калибровочного графика.

Примечание - Для стеклянной посуды с закатываемыми крышками необходим инструмент для закатки.

B.3.1.14 Емкость с плоским дном и завинчивающейся крышкой объемом 4 мл ( 15 мм в диаметре), снабженная силиконовой прокладкой с покрытием из ПТФЭ и тонкой пленкой из ПТФЭ, которую используют для экстракции и получения производных ЭО.

B.3.1.15 Игла для ввода бромистоводородной кислоты диаметром 0,65 мм и длиной 24 мм.

B.3.1.16 Фильтр фирмы "Миллипор"*(3) с порами размером 45 мкм для фильтрации реакционной смеси перед хроматографическим определением.

B.3.1.17 Холодильная камера для хранения образцов при температуре от 2°С до 8°С.

B.3.2 Реагенты

B.3.2.1 Эпоксиэтан (этиленоксид) в подходящем газовом баллоне; содержание основного вещества - 99,7%.

B.3.2.2 2-Хлорэтанол (этиленхлоргидрин); содержание основного вещества 99%.

B.3.2.3 1,2-Эпоксипропан (пропиленоксид), реактив.

B.3.2.4 Свежеперегнанная (дважды) бромистоводородная кислота, приготовленная следующим образом. Перегоняют 100 мл 47%-ной бромистоводородной кислоты в присутствии 100 мг хлорида олова (II). Первые 25 мл дистиллята отбрасывают, а следующие 50 мл собирают. Вновь перегоняют 50 мл дистиллята в присутствии 50 мг хлорида олова (II), отбрасывают первые 15 мл дистиллята и собирают следующие 20 мл бесцветной жидкости (температура кипения от 125°С до 126°С). Хранят в стеклянном контейнере со стеклянной пробкой и используют в течение недели.

B.3.2.5 Хлорид олова (II), реактив.

B.3.2.6 Вода, пригодная для газовой хроматографии по степени чистоты.

B.3.2.7 Этиловый спирт, пригодный для газовой хроматографии по степени чистоты.

B.3.2.8 Пропанон (ацетон), пригодный для газовой хроматографии по степени чистоты.

B.3.2.9 Диметилформамид (ДМФА), пригодный для газовой хроматографии по степени чистоты.

B.4 Приготовление контрольных растворов

B.4.1 Приготовление контрольных растворов ЭО

Соответствующие контрольные растворы готовят методом, изложенным в В.1.2.

B.4.2 Приготовление контрольных растворов ЭХГ

Контрольные растворы ЭХГ готовят методом, изложенным в В.1.3.

В.4.3 Приготовление контрольных растворов пропиленоксида (ПО)

Готовят контрольные растворы растворением ПО в этиловом спирте таким образом, чтобы получить раствор концентрацией 0,5 мкг/мл.

B.5 Экстракция из изделий

B.5.1 Общие положения

Готовят экстракты в соответствии с указаниями, представленными в 4.4.6.

B.5.2 Экстракция, моделирующая условия применения изделия

Для моделирования условий применения изделия в медицинской практике применяют воду. Осуществляют экстракцию в условиях, наиболее приближенных к тем, в которых применяют изделие.

Например, выполняют экстрагирование из изделий, контактирующих с кровью, и парентеральных изделий водой или другими жидкостями путем их полного заполнения, или пропуская модельную среду по тем каналам, по которым протекает кровь или жидкость (подходит любой метод).

Примечание - При полном заполнении необходимо убедиться, что отсутствуют пустоты.

Когда невозможно заполнить составные части изделия, контактирующие с пациентом или пользователем, помещают все изделие или исследуемый фрагмент изделия в подходящий контейнер, соблюдая нужное соотношение образец/модельная среда. Чтобы убедиться в достоверности данных, полученных при анализе небольших образцов или изделий большого размера, отбирают несколько представительных фрагментов изделия.

Образцы подвергают экстракции в течение времени, равного или превышающего наибольшее время контакта изделия с пациентом при однократном применении. Выбирают температуру экстракции в соответствии с 4.4.6. В качестве альтернативного метода готовят серию экстрактов (рекомендуется, как минимум, три), соответствующих нескольким более коротким периодам времени, и используют скорость экстракции для вычисления влияния при более длительном или многократном воздействии.

Если анализ не проводят сразу, декантируют экстракт во флакон и хранят, закрыв пробкой с прокладкой, покрытой ПТФЭ. Пространство, занятое равновесным паром, во флаконе с контрольным раствором или экстрактом должно быть менее 10% общего объема. Экстракт хранят в холодильной камере до 4 сут. Когда для определения ЭО и ЭХГ используют водные экстракты, соблюдают меры предосторожности, так как в процессе хранения водного экстракта, [18], ЭО может превратиться в ЭГ или ЭХГ, или в оба этих продукта.

B.5.3 Методика исчерпывающей экстракции при повышенной температуре

Взвешивают 1 г образца с погрешностью 0,1 мг и помещают его во флакон объемом 15 мл с самоуплотняющейся мембраной и закатанной крышкой. Помещают герметично закрытый флакон в термошкаф, нагретый до 100°С, и термостатируют в течение 60 мин. Вынимают флакон из термошкафа, доводят до комнатной температуры и энергично перемешивают до отбора пробы. Вводят 100 мкл пробы равновесной паровой фазы в колонку хроматографа (анализ повторяют дважды) и определяют высоты и площади пиков, соответствующих ЭО. Рассчитывают среднее значение для двух измерений.

Используя вытяжной шкаф, удаляют крышку с флакона и продувают его в течение 30 с сухим азотом. Используя новую мембрану, снова закатывают крышку и повторяют нагревание и ввод пробы до полного извлечения ЭО. Полное извлечение достигается, когда экстрагируемое количество ЭО составляет менее 10% полученного при первой экстракции. С использованием калибровочного графика рассчитывают количество ЭО в образце, суммируя количества ЭО, полученные для средних значений измерений площадей или высот пиков при каждом из нескольких нагреваний образца.

Примечания

1 Выбор режима время/температура, описанного в В.5.3, относительно произволен. Более пригодной экспериментальной методикой является изменение времени для достижения равновесия парциального давления ЭО с паровой фазой. Будьте осторожны. При введении пробы игла не должна соприкасаться с наполнителем колонки. Опыт показал, что анализ горячих образцов сразу после того, как они были удалены из термошкафа, часто приводит к ошибке более 20% из-за потери материала в шприце, так как при удалении шприца из флакона давление в шприце уравновешивается с атмосферным давлением. Некоторые материалы ресорбируют ЭО во время уравновешивания их температуры с комнатной. Существуют также некоторые материалы, которые полностью ресорбируют ЭО при охлаждении. При проведении анализа таких материалов может оказаться необходимым вводить исследуемые образцы и контрольные растворы в колонку хроматографа, пока они еще горячие или теплые, а затем прокачать шприц без дальнейшего охлаждения.

2 Рабочая группа 11 ИСО/ТК 194 изучала автоматизированные методики анализа равновесной паровой фазы с точки зрения их включения в будущие издания настоящего стандарта.

В.5.4 Исчерпывающая экстракция этиловым спиртом с последующим анализом этанольных экстрактов методом равновесной паровой фазы

Рисунок В.2 - Специальный флакон для проведения анализа методом равновесной паровой фазы

B.5.4.1 Контрольные растворы для построения калибровочного графика

Готовят контрольные растворы, разбавляя ЭО в этиловом спирте таким образом, чтобы получить растворы с концентрацией ЭО 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 и 2 мкг/мл. Готовят контрольный раствор ПО в этиловом спирте концентрацией 0,5 мкг/мл в соответствии с БАЗ. Охлаждают эти растворы и соответствующее число специальных флаконов для анализа методом равновесной паровой фазы (рисунок В.2) в бане, заполненной смесью сухого льда с изопропанолом, или аналогичным обра