后疫情时代,随着全社会健康意识的不断增强,个人消毒防护用品备受关注。其中,携带方便、清爽高效的乙醇类免洗消毒凝胶成为日常抗菌防病毒的热销品之一。乙醇是广泛使用的消毒剂,可通过促使蛋白质变性、破坏细胞壁以及干扰微生物酶系统等作用杀死多种病原体^[1]。《新型冠状病毒感染诊疗方案（试行第十版）》明确指出75.0%（体积分数）乙醇溶液可有效灭活病毒^[2]。GB/T 26373—2020《醇类消毒剂卫生要求》规定乙醇消毒剂中乙醇体积分数不低于60.0%^[3]。

免洗消毒凝胶制备工艺中常以酸性高分子聚合物卡波姆为增稠剂,随后用三乙醇胺中和形成稳定的高分子结构,以获得增稠、保湿的效果^[4-5]。但是,“封锁”的凝胶结构及保湿剂（如甘油）、抗氧剂（如维生素E）、抗菌剂（如Ag⁺）、感官调节剂（如玫瑰精油）等添加剂的加入增加了免洗消毒凝胶中乙醇含量的测定难度。

目前,免洗消毒凝胶中乙醇含量测定的研究报道较少,直接进样-气相色谱内标法（内标物为叔丁醇或正丙醇）是已有报道常采用的方法^[6-9]。GB/T 26373—2020附录A提供了一种用水稀释样品后,直接采用气相色谱法测定乙醇含量的方法^[3],但是该方法在检测免洗消毒凝胶时,会出现严重的乳化现象（可能与工艺中三乙醇胺的过量添加有关^[10-11]）,极大地增加了样品的前处理难度。此外,将含高分子聚合物的提取液直接注入色谱仪,可能降低色谱仪的分离、响应性能,缩短色谱柱以及检测器等的使用寿命。为此,本工作优化了样品前处理方法,采用超声辅助盐析结合顶空-气相色谱法测定消毒凝胶中乙醇的含量,该方法简便、快捷、重复性好,适用于免洗消毒凝胶产品的生产研发以及市场监管的批量检测。

1.   试验部分

1.1   仪器与试剂

Agilent 7890A型气相色谱仪,配7697A顶空装置以及氢火焰离子化检测器（FID）；Elma S100H型超声波发生仪；IKA MS3 DIGITAL振荡器；BSA224S型电子天平。

乙醇标准溶液系列：取100,150,250,500,1 000 μL乙醇标准品于5个50 mL容量瓶中,以饱和氯化钠溶液稀释并定容,摇匀,得到体积分数分别为0.2%,0.3%,0.5%,1.0%,2.0%的乙醇标准溶液系列。分取上述溶液各5.0 mL于5个20 mL顶空瓶中,密封后待测。

乙醇标准品纯度不小于99.8%；甲醇、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、氯化钠均为分析纯；试验用水为超纯水,由Milli-Q IQ7000型纯水仪制备。样品为市售8个品牌免洗消毒凝胶,其密度参照GB/T 13531.4—2013《化妆品通用检验方法 相对密度的测定》测定。

1.2   仪器工作条件

1.2.1   顶空条件

顶空温度70 ℃；平衡时间20 min；定量环温度80 ℃；传输线温度90 ℃；进样量1.0 mL；进样持续时间0.5 min。

1.2.2   色谱条件

Agilent DB-624毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm,1.80 μm）；载气流量1 mL·min⁻¹；进样口温度200 ℃；分流进样,分流比20∶1；检测器温度250 ℃。柱升温程序：初始温度40 ℃,保持1 min；以速率10 ℃·min⁻¹升温至120 ℃；以速率40 ℃·min⁻¹升温至220 ℃,保持5 min。

1.3   试验方法

免洗消毒凝胶样品经混匀后,分取0.5 g（精确至0.000 1 g）,加入30 mL饱和氯化钠溶液,超声10 min,冷却后用饱和氯化钠溶液定容至50 mL,摇匀,分取5.0 mL于20 mL顶空瓶中,按照仪器工作条件测定。

2.   结果与讨论

2.1   前处理条件的选择

2.1.1   提取溶剂及其浓度水平

试验所用样品为含高分子聚合物的水凝胶,由聚合物溶胀制成^[12]。水、乙醇等小分子分散在凝胶内,但是凝胶样品在水溶液中的流动性较低,乙醇检出难度较大。因此,试验比较了水、饱和氯化钠溶液、甲醇、DMF和DMSO等5种常用溶剂的提取效果（未超声）。结果显示,以上5种提取溶剂所得样品中乙醇的体积分数分别为45.0%,61.1%,15.3%,18.7%,12.6%,不同溶剂对凝胶中乙醇的提取效率存在显著差别,水溶液较有机溶剂的提取效果好,饱和氯化钠溶液较水的提取效果好,推测卡波姆类聚合物会吸水溶胀,促进了乙醇扩散,而盐析后凝胶崩散,进一步促进了乙醇的扩散^[13]。因此,试验选择的提取溶剂为饱和氯化钠溶液。

凝胶样品在氯化钠的离子化作用下盐析崩散,聚合物沉降,乙醇提取量增加,因此氯化钠溶液质量分数的选择很重要。试验比较了分别采用10%（质量分数）,20%（质量分数）以及饱和氯化钠溶液提取时样品中乙醇的体积分数,所得结果分别为51.6%,63.2%,70.6%,乙醇的提取量随着氯化钠溶液质量分数的增加而升高,以饱和氯化钠溶液提取时乙醇的体积分数接近75.0%,这是由于饱和氯化钠溶液能够有效抑制样品乳化,从而降低移液、定容等过程的操作难度,提高前处理过程的便捷性和方法的准确度。因此,试验选择的提取溶剂为饱和氯化钠溶液。

2.1.2   超声时间

超声波的机械效应直接作用于水凝胶,在传质的同时增强样品的盐析程度^[14],因此超声时间的选择很关键。试验比较了超声时间分别为0,10,20 min时提取的样品中乙醇的体积分数,所得结果分别为68.7%,74.2%,73.4%,超声时间为10 min时乙醇的测定值接近标签值。因此,试验选择的超声时间为10 min。

2.2   仪器工作条件的选择

免洗消毒凝胶中含有高分子聚合物,如果将其提取溶液直接进样分析,可能影响气相色谱仪的稳定性；在《中华人民共和国药典（2020年版）》四部中,有关卡波姆聚合物相关残留物的检测方法也未采用直接进样方式。顶空进样具有便捷、重复性好等优点,常被用于残留溶剂的检测^[15-16]。综合考虑样品基质的复杂性以及目标物乙醇的极性大、易挥发等特性,试验采用顶空进样+极性毛细管色谱柱分离+低温程序升温方式检测免洗消毒凝胶中的乙醇。

2.3   方法学考察

2.3.1   专属性试验

按照仪器工作条件分析饱和氯化钠溶液、乙醇标准溶液以及样品溶液,结果见图1。

图  1  专属性试验色谱图

Figure  1.  Chromatograms for test of specificity

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由图1可知,饱和氯化钠溶液对乙醇测定无干扰,且样品中共存成分与乙醇能够完全分离,表明本方法具有良好的专属性。

2.3.2   标准曲线和测定下限

按照仪器工作条件测定乙醇标准溶液系列,以乙醇的体积分数为横坐标,峰面积为纵坐标绘制标准曲线。结果显示：乙醇的体积分数在0.2%~2.0%内和峰面积呈线性关系,线性回归方程为y=3.549×10⁴x+1.020×10³,相关系数为0.999 7。

用饱和氯化钠溶液逐级稀释乙醇标准品,以10倍信噪比对应的乙醇体积分数为测定下限,结果为0.05%。

2.3.3   回收试验

按照试验方法分析实际样品,乙醇测定值为105.5 μL,对该样品进行3个浓度水平的加标回收试验,重复测定3次,并计算回收率。结果显示：加标量20 μL下乙醇的回收率分别为92.0%,94.5%,93.5%,加标量150 μL下乙醇的回收率分别为102%,101%,101%,加标量650 μL下乙醇的回收率分别为98.0%,98.5%,98.8%,表明方法具有良好的准确度。

2.3.4   精密度试验

按照试验方法平行分析实际样品6次,结果显示,测定值为72.9%,测定值的相对标准偏差（RSD）为0.79%,表明该方法具有良好的精密度。

2.4   样品分析

按照试验方法分析8个不同品牌的免洗消毒凝胶,结果显示,乙醇体积分数分别为76.2%,72.3%,74.1%,68.6%,70.3%,74.6%,77.0%,66.9%,符合GB/T 26373—2020规定的不低于60.0%（体积分数）的要求,但是部分样品中的乙醇体积分数低于70.0%,显示出相对较弱的抗菌防病毒能力。

本工作以饱和氯化钠溶液为凝胶崩解剂,以极性Agilent DB-624毛细管色谱柱为固定相,采用顶空-气相色谱法测定免洗消毒凝胶中乙醇的含量。该方法操作简便、重复性好、针对性强,可为凝胶类产品中有效成分、残留物等的检测提供参考。