随着生产力的发展和技术的进步，医疗用品不断更新换代，医用输液用品从玻璃瓶转变为聚氯乙烯软袋、硬质聚乙烯塑料瓶，目前普遍使用非PVC复合软膜袋。这类医用塑料输液袋主要由聚乙烯、乙烯甲基丙烯酸酯聚合物、改性乙烯-丙烯聚合物等高分子化合物组成。这些塑料制品容易被空气中氧气渗透，引发氧化降解反应，导致分子链断裂，缩短塑料制品的使用寿命[1]。通常需要在塑料制品中添加一些抗氧化剂抑制氧化降解反应，延长塑料制品的使用寿命[2-3]。叔丁基茴香醚、2,6-二叔丁基对甲基苯酚、叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-羟甲基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、2,2’-亚甲基双-（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、2,2’-亚甲基双-（1,1’-二甲基乙基）-4-乙基苯酚和4,4’-硫代双（6-特丁基间甲酚）是常见的抗氧化剂。但是大量研究表明，塑料制品中抗氧化剂能够进入食品或者药品中[4-7]。而摄入一定量的抗氧化剂对人体健康造成影响，例如酚类抗氧化剂具有弱雌激素效应，通过食物或者药品摄入人体，对人体免疫系统、神经系统、生殖系统等造成危害[8]。研究者们开始关注食品塑料包装中抗氧化剂的含量及迁移规律[9-10]。如果医用塑料输液袋的抗氧化剂迁移至药液，将没有任何人体屏障的阻碍直接进入人体。且目前关于医用塑料输液袋中抗氧化剂的研究相对较少[11]。本实验采用微波萃取技术，建立医用塑料输液袋中8种常见抗氧化剂的检测方法，为医用输液袋制品的安全生产和使用提供技术支持。1实验部分1.1主要原料环己烷、丙酮、乙酸乙酯，色谱纯，上海安谱实验科技有限公司；正己烷，色谱纯，广州艾欣科学仪器有限公司；有机相过滤头，0.45 μm，广州同普实验仪器有限公司；叔丁基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基对甲基苯酚(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)，纯度≥99%，美国默克集团；2,6-二叔丁基-4-羟甲基苯酚(Ionox-100)、4,4’-硫代双（6-特丁基间甲酚）(AO 300)、2,2’-亚甲基双-（1,1’-二甲基乙基）-4-乙基苯酚(AO 425)、2,2’-亚甲基双-（4-甲基-6-叔丁基苯酚）(AO 2246)、2,4,6-三叔丁基苯酚(TTBP)，纯度≥97%，德国Dr.Ehrenstorfer公司。1.2仪器与设备气相色谱-质谱联用仪，7890A-5975C、毛细管色谱柱，DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，安捷伦科技（中国）有限公司；冷冻研磨仪，Cyro Mill 6870D，北京赫得科技有限公司；超纯水机，Master Touch-S，上海和泰仪器有限公司；氮气浓缩仪，LBTO-12S，青岛路博伟业环保科技有限公司；数控超声波振荡器，KH7200D，济南欧莱博科学仪器有限公司；微波化学萃取仪，FCMCR-3，科瑞仪器有限公司；索氏提取仪，B-811，瑞士步琪有限公司。1.3仪器条件1.3.1气相色谱条件色谱柱：DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；载气：氦气，纯度99.999%，流速1 mL/min；进样量：1 μL；进样模式：不分流；进样口温度：280 ℃；升温程序：初始温度100 ℃（保持1 min），以20 ℃/min的速率升至220 ℃（保持2 min），以10 ℃/min的速率升至280 ℃，再以20 ℃/min的速率升至300 ℃（保持5 min）；传输线温度：280 ℃。1.3.2质谱条件离子源模式为EI模式，离子化能量为70 eV，离子源温度为230 ℃；四级杆温度为150 ℃；溶剂延迟时间为3 min；全扫描(SACN)选择离子监测(SIM)模式。图1为8种抗氧化剂标准溶液的色谱图，表1为8种抗氧化剂的保留时间及特征离子参数。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F001图18种抗氧化剂标准色谱图Fig.1Standard chromatograms of eight antioxidants10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.T001表18种抗氧化剂的保留时间及特征离子参数Tab.1Retention time and characteristic ion parameters of eight antioxidants编号抗氧化剂名称保留时间/min特征离子1叔丁基茴香醚（BHA）3.815165*，137，18022，6-二叔丁基对甲基苯酚（BHT）3.907205*，220，14532，4，6-三叔丁基苯酚（TTBP）4.114247*，268，2644叔丁基对苯二酚（TBHQ）4.326151*，123，16652，6-二叔丁基-4-羟甲基苯酚（Ionox-100）5.907131*，221，23662，2‘-亚甲基双-（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（AO 2246）8.294177*，164，16172，2’-亚甲基双-（1，1‘-二甲基乙基）-4-乙基苯酚（AO 425）12.997191*，178，31284，4’-硫代双（6-特丁基间甲酚）（AO 300）14.275136*，179，343注：“*”表示定量离子。1.4标准溶液配置8种抗氧化剂标准品分别称取约0.01 g。正己烷溶解后，定容至10 mL，得到质量浓度约为1 000 mg/L的标准储备液。将8种抗氧剂混合，采用正己烷配制100 mg/L的混合储备液。储备液均密封保存，存储温度为4 ℃。实验时分别稀释至适宜浓度的标准工作液，工作液使用当天配制。1.5样品前处理将市售医用塑料输液袋裁剪至尺寸为2 cm×2 cm试样，采用冷冻研磨仪将其粉碎，粉碎的样品混匀密封保存。试样检测时，按照四分法称量取样。称取0.5 g样品，置于微波萃取罐，加入15 mL V（正己烷）∶V（丙酮）=5∶5的混合溶液，设置微波功率600 W，微波温度90 ℃，微波萃取时间14 min。萃取完成待萃取液冷却至室温，将微波萃取罐中的萃取液转移至25 mL容量瓶，采用正己烷溶液，洗涤微波萃取罐和样品残渣3次，洗涤液也转移至容量瓶，定容至刻度。萃取液通过0.45 μm有机滤膜。2结果与讨论2.1萃取方式的选择探究索氏萃取、超声萃取和微波萃取等方式对医用塑料输液袋中8种抗氧化剂的萃取效果。索氏萃取和超声萃取实验参数分别参考文献[12]和文献[8]的实验结果，微波萃取实验参数为本文的优化参数，图2为3种萃取方式对8种抗氧化剂回收率的影响。从图2可以看出，3种萃取方式对8种抗氧化剂的萃取回收率均大于95%，表明3种萃取方式均可采用。但是索氏萃取时间和超声萃取的时间均为1.5 h，而微波萃取时间为14 min。索氏萃取法是溶剂在高温下溶剂对样品的反复浸润渗透萃取目标化合物，超声萃取利用超声波的振荡加速溶剂对样品的渗透效率，这两种萃取方法需要较长时间得到较好的萃取效果。微波萃取是在密闭空间内产生高温高压的极端环境，使溶剂可以快速实现对样品的渗透，在短时间内提取目标化合物。微波萃取缩短样品前处理时间，提高检测效率，因此采用微波萃取提取样品中抗氧化剂。由于微波萃取的温度根据萃取溶剂的沸点而定，一般高于沸点20 ℃，对微波萃取温度的优化意义较小。正己烷的沸点较高为69 ℃，确定萃取温度为90 ℃。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F002图23种萃取方式对抗氧化剂回收率的影响Fig.2Effects of three extraction methods on the recovery of antioxidants2.2微波萃取溶剂的选择与优化8种抗氧化剂均为弱极性的化合物，萃取溶剂的极性应与抗氧化剂相似。二氯甲烷对塑料渗透性能好且极性偏弱，但沸点温度为240 ℃。而本实验微波萃取仪温度上限为250 ℃，而微波萃取设定温度比萃取溶剂沸点高10~20 ℃，即温度设定需要达到250~260 ℃，因此二氯甲烷不适合作抗氧化剂的萃取溶剂。为了得到弱极性萃取溶剂，采用极性较弱的溶液和极性较强的溶液混合。弱极性溶剂选择正己烷和环己烷，但强极性溶剂中甲醇和乙腈与正己烷和环己烷不相容，因此选择丙酮和乙酸乙酯。图3为4类混合溶液对抗氧化剂回收率的影响。图3不同萃取溶剂在不同比例下对抗氧化剂回收率的影响Fig.3Effects of different extraction solvents at different ratios on the recovery of antioxidants10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F3a1（a）正己烷/丙酮混合溶液10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F3a2（b）正己烷/乙酸乙酯混合溶液10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F3a3（c）环己烷/丙酮混合溶液10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F3a4（d）环己烷/乙酸乙酯混合溶液从图3a可以看出，V（正己烷）∶V（丙酮）为5∶5的萃取液回收率最高接近100%，而V（正己烷）∶V（丙酮）为4∶6时对抗氧化剂回收率最低，回收率多数低于80%。从图3b可以看出，V（正己烷）∶V（乙酸乙酯）为4∶6萃取时回收率最高，大部分在80%~90%，V（正己烷）∶V（乙酸乙酯）为6∶4时萃取效率最低。从图3c可以看出，不同体积比的环己烷/丙酮混合溶液的回收率顺序为4∶62∶85∶56∶4，当体积比为4∶6，回收率为85%~95%。从图3d可以看出，不同体积比的环己烷/乙酸乙酯混合溶液的回收率顺序与环己烷/丙酮相同，回收率最高的比例是4∶6。由此可见，正己烷/丙酮、环己烷/丙酮混合溶液的回收率分别高于正己烷/乙酸乙酯、环己烷/乙酸乙酯混合溶液。因为丙酮对于医用塑料输液袋的浸润效果优于乙酸乙酯，另外正己烷对于塑料的浸润渗透效果比环己烷强，所以正己烷与丙酮混合溶剂提取效果优于环己烷与丙酮。选择体积比为5∶5的正己烷/丙酮混合溶液进行微波萃取。2.3微波萃取时间的优化基于微波输入功率600 W，萃取溶剂为15 mL体积比5∶5的正己烷/丙酮混合溶液，优化微波萃取的时间，图4为抗氧化剂回收率随微波萃取时间的变化。从图4可以看出，微波萃取时间为6 min，萃取效率较低，大部分抗氧化剂回收率低于60%。随着萃取时间的增加，回收率增加，14 min时，回收率接近100%，20 min时，回收率无明显变化。当萃取时间达到14 min，溶剂已完全萃取抗氧化剂，继续增加萃取时间对提升萃取效率意义不大。因此选定微波萃取时间为14 min。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F004图4抗氧化剂回收率随微波萃取时间的变化Fig.4Variation of antioxidant recovery rate with microwave extraction times2.4微波萃取功率的选择由于微波萃取仪最高功率为800 W，微波功率选择400、500、600、700、800 W，图5为抗氧化剂的回收率随微波萃取功率变化。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F005图5抗氧化剂回收率随微波萃取功率的变化Fig.5Variation of antioxidant recovery rate with microwave extraction power从图5可以看出，当微波功率为400 W，8种抗氧化剂的回收率较低，多数60%；500 W时回收率提升，但仍低于80%。当微波功率达到600 W，回收率接近100%，满足检测需求。继续增加功率至700 W，能够获得较好的回收率，但是考虑节省电能以及仪器使用寿命问题，最终选择600 W为样品萃取功率。2.5线性范围及检出限配制8种抗氧化剂的混合标准工作液，质量浓度分别为0.2、0.5、1.0、5.0、10.0、20.0 mg/L。按照1.3步骤检测得到的色谱峰面积为纵坐标，每种抗氧化剂对应的浓度为横坐标，得到浓度与响应值信号间的线性方程以及相关系。按照3倍信噪比(S/N=3)和10倍信噪比(S/N=10)计算检出限(LOD)和定量限(LOQ)。表2为8种抗氧化剂的线性方程、相关系数、检出限和定量限。从表2可以看出，8种抗氧化剂拟合的线性方程，相关系数(R2)≥0.996，可知其浓度与相应信号具有较好的线性相关性，标准曲线可以对样品浓度进行准确定量。方法检出限(LOD)在2.35~5.72 μg/L之间，定量限(LOQ)为7.83~19.1 μg/L。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.T002表28种抗氧化剂的线性方程、相关系数、检出限和定量限Tab.2Linear equation， correlation coefficient， detection limit and quantitative limit of 8 antioxidants编号抗氧化剂浓度范围/（mg‧L-1）线性方程R2LOD/（μg‧L-1）LOQ/（μg‧L-1）1BHA0.2~20.0y=2.013×107x+7420610.99753.0310.102BHTy=8.456×106x+2547200.99605.0216.703TTBPy=1.491×108x+10614370.99812.357.834TBHQy=6.078×107x+4456000.99764.1213.705Ionox-100y=5.218×107x+878650.99833.6712.206AO 2246y=7.145×107x+758060.99715.7219.107AO 425y=9.874×107x+4230010.99903.4711.608AO 300y=5.787×107x+6102760.99784.0813.602.6回收率和精密度取阴性样品，在三个水平浓度加标，样品浓度分别为10、50、100 mg/kg，按照1.3、1.5步骤检测，通过实测值/理论值计算3个浓度的回收率。每个水平浓度的样品平行制备6份，通过实测值计算相对标准偏差(RSD)，考察方法的精密度。表3为微波萃取抗氧化剂的回收率和精密度。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.T003表3微波萃取抗氧化剂的回收率和精密度Tab.3Recovery and precision of antioxidants by microwave extraction编号抗氧化剂加标浓度/（mg‧kg-1）回收率/%精密度/%1BHA10、50、10097.8、99.0、100.15.3、3.6、4.12BHT98.0、97.6、99.34.2、4.6、3.83TTBP96.7、97.0、97.95.0、5.6、4.34TBHQ99.0、98.5、97.84.3、4.5、3.85Ionox-10095.8、97.6、99.84.6、5.3、4.76AO 224696.1、99.4、97.66.0、5.6、5.37AO 42597.7、101.5、98.75.8、4.2、4.58AO 30098.7、96.0、99.45.2、4.8、4.42.7实际样品分析根据此分析方法，从市场采购4个品牌，共计15个医用塑料输液袋样品进行分析检测，表4为实际样品检测结果。从表4可以看出，8种抗氧化剂中检出BHA、BHT、Ionox-100、AO300。其中3个样品检出BHA，浓度为44.6~66.7 mg/kg；7个样品检出BHT，浓度为23.4~101.3 mg/kg；3个样品检出Ionox-100，浓度为22.6~61.8 mg/kg；2个样品检出AO 300，浓度为55.8 mg/kg和74.3 mg/kg。BHT的检出率和浓度最高。TTBP、TBHQ、AO 2246和AO 425抗氧化剂，在医用塑料输液袋样品中未检出。图6为样品1-5色谱图。从图6可以看出，只检出BHA、BHT和Ionox-100，其余抗氧化剂未检出。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.T004表4实际样品检测结果Tab.4Actual sample test results样品编号BHABHTTTBPTBHQIonox-100AO 2246AO 425AO 3001-1n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.1-2n.d.58.6n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.55.81-3n.d.n.d.n.d.n.d.34.5n.d.n.d.n.d.1-458.0101.3n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.1-544.635.2n.d.n.d.61.8n.d.n.d.n.d.2-1n.d.23.4n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.2-2n.d.40.5n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.2-3n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.3-1n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.3-2n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.74.33-3n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.3-466.745.3n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.4-1n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.4-2n.d.30.8n.d.n.d.22.6n.d.n.d.n.d.4-3n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.注：“n.d.”表示未检出。（mg·kg）-1（mg·kg）-110.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.12.016.F006图6样品1-5的色谱图Fig.6Chromatograms of sample 1-53结论采用正己烷/丙酮混合溶液为萃取溶剂，利用微波萃取方式，结合气相色谱-质谱法，在0.2~20.0 mg/L范围内具有良好的线性相关性(R2≥0.996)，精密度(RSD)≤6.0，在10、50、100 mg/kg浓度下加标回收率为95.8%~101.5%。微波萃取较索氏萃取和超声萃取，缩短样品前处理的时间，使方法更高效、易操作，检测结果准确、可靠。在实际医用塑料输液袋样品的检测中，共检出BHA、BHT、Ionox-100和AO300抗氧化剂，其中检出率和浓度最高的是BHT，7个样品检出BHT，样品浓度23.4~101.3 mg/kg。而TTBP、TBHQ、AO 2246和AO 425抗氧化剂未检出。