CN109470807B - 一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，采用固相微萃取和气相色谱质谱联用的方法，包括以下步骤：1)利用采样瓶分别对医院手术室区域的空气和工作人员呼气进行收集；2)采用固相微萃取技术对空气样品和呼气样品中的七氟烷进行吸附萃取；3)利用气相色谱质谱检测分析前一步骤萃取得到的七氟烷；4)根据气相色谱质谱检测结果分析手术室空气和工作人员呼气中七氟烷的浓度差别，计算得到七氟烷的人体吸收因子。本发明的方法具有操作简便，样品量少，萃取过程无需溶剂等优点，能够有效地测定麻醉废气七氟烷在人体呼气中的吸收情况。
Description
技术领域
本发明属于环境健康检测领域，具体涉及一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法。
背景技术
吸入式麻醉药因其可控性、安全性和有效性都较好，已广泛应用于临床手术过程中。但是吸入式麻醉药在使用过程中会不可避免地泄露到周围空气中，如果处理不当会对手术室及其周边的环境造成污染。手术室的工作人员长期暴露在麻醉废气污染下，会对身体健康造成损害。一般认为短暂的麻醉废气暴露会导致疲劳、嗜睡等。但是长期接触，麻醉废气在人体内蓄积，可能会产生多方面的影响，包括造成肝肾功能、造血系统不正常，影响生育功能，引起流产、不孕不育等。七氟烷是一种常见的吸入式麻醉药，是形成麻醉废气的主要来源，检测人体对七氟烷的吸收因子可以很好地反映七氟烷在人体内的蓄积情况，从而指导有关部门评估麻醉废气的影响，采取有效措施保护医护人员的健康安全。
麻醉废气七氟烷存在于手术室及其周边环境的空气中，工作人员通过呼吸过程将空气中的七氟烷吸入体内，一部分七氟烷会被人体吸收，剩下一部分会通过呼气排出体外。空气中七氟烷浓度会高于呼气中的浓度，两者的差值与空气中七氟烷浓度的比值，即得到人体对七氟烷的呼气吸收因子。通过吸收因子可以估算人体对麻醉废气七氟烷的慢性每日摄入量，所以吸收因子是评估环境空气中麻醉废气七氟烷对医护工作人员健康风险的重要参数。
目前，我国关于麻醉废气七氟烷暴露的研究较少，但是七氟烷作为一种常用的吸入式麻醉药，其产生的麻醉废气对医护人员的影响不容忽视。七氟烷在手术室周边环境空气中及工作人员呼气中的浓度都是比较低的，所以需要对样品进行富集后再检测。固相微萃取技术(SPME)是一种新型的样品前处理技术，其最大的特点是操作简便，集取样、萃取和富集等过程于一体，而且萃取过程中所需样品量少，不需要溶剂，并可以与气相色谱质谱技术(GC-MS)联用。目前尚无利用固相微萃取结合气相色谱质谱技术对麻醉废气七氟烷人体吸收因子进行检测的相关报道。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，利用固相微萃取结合气相色谱质谱技术，分别检测手术室周边环境空气中和工作人员呼气中七氟烷的浓度，通过计算得到七氟烷人体呼气吸收因子，本发明的方法具有操作简便，样品量少，萃取过程无需溶剂等优点，能够有效地测定麻醉废气七氟烷在人体呼气中的吸收情况。
为解决上述问题，本发明公开了一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，采用固相微萃取和气相色谱质谱联用的方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)利用采样瓶分别对医院手术室区域的空气和工作人员呼气进行收集：
空气采样和人体呼气采样的地点一致，选择的都是医院手术间周围相邻区域，采集的空气样品即是人体吸入的空气。空气与呼气都是用气体采样瓶进行采集，气体体积约为400-800ml。
(2)采用固相微萃取技术对空气样品和呼气样品中的七氟烷进行吸附萃取：
固相微萃取采用65μm PDMS/DVB萃取纤维头，先将固相微萃取的纤维头插入气相色谱进样口进行老化，老化温度200-250℃，老化时间20-30min。老化完成后将纤维头插入气体采样瓶进行萃取，萃取温度为37℃，萃取时间30-40min。由于人体温度为37℃，所以选取的萃取温度为37℃，接近人体正常温度，从而反映出待测物质在人体呼气中的真实情况。
(3)利用气相色谱质谱检测分析前一步骤萃取得到的七氟烷：
待萃取完成后，将萃取纤维头立即插入气相色谱进样口，解析30s-1min，进样模式为不分流进样。热脱附待测组分进入色谱柱，同时质谱开始检测，记录谱图。气相色谱质谱检测分析时的条件如下：
色谱条件：色谱柱TG-624SilMS毛细管色谱柱30m×0.32mm×1.8μm；载气为氦气，纯度≧99.999％，流速为1.5ml/min；进样口温度200-250℃。色谱柱升温程序：初始温度40℃，保持1min，以5℃/min升至180-200℃，保持2min。
质谱条件：传输线温度200-250℃；离子源温度200-250℃；EI电子轰击能70eV；采用全扫描模式，质量范围45-300amu。
(4)根据气相色谱质谱检测结果分析手术室空气和工作人员呼气中七氟烷的浓度差别，计算得到七氟烷的人体吸收因子：
根据气相色谱质谱检测谱图，对被测组分七氟烷在空气和人体呼气中的浓度进行定量分析，通过公式
计算得到七氟烷的人体吸收因子，其中AF吸收因子代表人体吸收因子，C空气和C呼气分别代表人体吸入的空气中和呼出的气体中七氟烷的浓度。
本发明与现有技术相比的优点如下：
(1)本发明建立了一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，通过检测空气中和呼气中七氟烷的浓度的差别来测定人体呼气吸收因子，整体步骤简单易于操作。
(2)本发明中采用的固相微萃取技术，集取样、萃取和富集等过程于一体，能有效收集挥发物成分，而且萃取过程中所需样品量少，不需要使用溶剂。
附图说明
图1为本发明整体方案设计图；
图2为本发明实施例1中采用固相微萃取技术对空气和呼气中的挥发性有机物分别进行萃取后经气相色谱质谱检测分析得到的全离子扫描色谱图；右图为左图的放大图；
图3为本发明实施例1中空气和呼气中七氟烷的质谱图。
具体实施方式
本发明实施例的一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，采用固相微萃取和气相色谱质谱联用的方法，包括样品收集、固相微萃取、气相色谱质谱检测、七氟烷人体吸收因子分析等步骤。以下将配合附图和实施例来详细说明本发明的实施方式。
实施例1
1、仪器与材料
气相色谱质谱联用仪(TRACE GC ULTRA+TSQ QUANTUM XLS,美国Thermo公司)；65μm PDMS/DVB(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)萃取纤维头(美国Supelco公司)；固相微萃取手柄(美国Supelco公司)。
2、方法
(1)利用采样瓶分别对医院手术室区域的空气和工作人员呼气进行收集：
空气采样和人体呼气采样的地点一致，选择的都是医院手术间周围相邻区域，采集的空气样品即是人体吸入的空气。空气与呼气都是用气体采样瓶进行采集，气体体积都约为600ml。
(2)采用固相微萃取技术对空气样品和呼气样品中的七氟烷进行吸附萃取：
为了保持空气和呼气样品的相对湿度一致，萃取前在装有空气的采样瓶中注入1ml纯净水。固相微萃取采用65μm PDMS/DVB萃取纤维头，先将固相微萃取的纤维头插入气相色谱进样口进行老化，老化温度200℃，老化时间30min。老化完成后将纤维头插入气体采样瓶进行萃取，萃取温度为37℃，萃取时间40min。
(3)利用气相色谱质谱检测分析前一步骤萃取得到的七氟烷：
待萃取完成后，将萃取纤维头立即插入气相色谱进样口，解析30s，进样模式为不分流进样1min。热脱附待测组分进入色谱柱，同时质谱开始检测，记录谱图。气相色谱质谱检测分析时的条件如下：
色谱条件：色谱柱TG-624SilMS(30m×0.32mm×1.8μm)；载气：高纯氦气(99.999％)，流速为1.5ml/min；进样口温度200℃。色谱柱升温程序：初始温度40℃，保持1min，以5℃/min升至180℃，保持2min。
质谱条件：传输线温度200℃；离子源温度200℃；EI电子轰击能70eV；采用全扫描模式，质量范围45-300amu。
(4)根据气相色谱质谱检测结果分析手术室空气和工作人员呼气中七氟烷的浓度差别，计算得到七氟烷的人体吸收因子：
根据气相色谱质谱检测谱图，对被测组分七氟烷在空气和人体呼气中的浓度进行定量分析，通过公式
计算得到七氟烷的人体吸收因子，其中AF吸收因子代表人体吸收因子，C空气和C呼气分别代表人体吸入的空气中和呼出的气体中七氟烷的浓度。
3、检测结果分析
样品实行全扫描，通过与NIST MS Library提供的标准谱库对比，鉴定出七氟烷。空气和呼气中七氟烷的出峰时间为2.32min，特征离子m/z 51、69、79、131、181，如图2和图3所示。图2显示的是手术室区域内的空气中和其中一位受试者呼气中七氟烷对应的色谱质谱检测谱图，图3显示的是此物质的特征离子，将特征离子谱图与标准谱库进行对比，从而鉴定出这个色谱质谱峰对应的物质为七氟烷。由于七氟烷的浓度与峰面积线性相关，从图2可以看出空气中七氟烷的浓度要高于呼气中的浓度，说明一部分麻醉废气七氟烷被人体吸收了，所以通过峰面积的比较可以得出七氟烷的人体吸收因子，通过拟合两个峰的面积，再根据公式计算得出此受试者的七氟烷的人体吸收因子为26.0％。
实施例2
1、仪器与材料
气相色谱质谱联用仪(TRACE GC ULTRA+TSQ QUANTUM XLS,美国Thermo公司)；65μm PDMS/DVB(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)萃取纤维头(美国Supelco公司)；固相微萃取手柄(美国Supelco公司)。
2、方法
(1)利用采样瓶分别对医院手术室区域的空气和工作人员呼气进行收集：
空气采样和人体呼气采样的地点一致，选择的都是医院手术间周围相邻区域，采集的空气样品即是人体吸入的空气。空气与呼气都是用气体采样瓶进行采集，气体体积都约为600ml。
(2)采用固相微萃取技术对空气样品和呼气样品中的七氟烷进行吸附萃取：
为了保持空气和呼气样品的相对湿度一致，萃取前在装有空气的采样瓶中注入1ml纯净水。固相微萃取采用65μm PDMS/DVB萃取纤维头，先将固相微萃取的纤维头插入气相色谱进样口进行老化，老化温度200℃，老化时间20min。老化完成后将纤维头插入气体采样瓶进行萃取，萃取温度为37℃，萃取时间30min。
(3)利用气相色谱质谱检测分析前一步骤萃取得到的七氟烷：
待萃取完成后，将萃取纤维头立即插入气相色谱进样口，解析30s，进样模式为不分流进样1min。热脱附待测组分进入色谱柱，同时质谱开始检测，记录谱图。气相色谱质谱检测分析时的条件如下：
色谱条件：色谱柱TG-624SilMS(30m×0.32mm×1.8μm)；载气：高纯氦气(99.999％)，流速为1.5ml/min；进样口温度200℃。色谱柱升温程序：初始温度40℃，保持1min，以5℃/min升至180℃，保持2min。
质谱条件：传输线温度200℃；离子源温度200℃；EI电子轰击能70eV；采用全扫描模式，质量范围45-300amu。
(4)根据气相色谱质谱检测结果分析手术室空气和工作人员呼气中七氟烷的浓度差别，计算得到七氟烷的人体吸收因子：
根据气相色谱质谱检测谱图，对被测组分七氟烷在空气和人体呼气中的浓度进行定量分析，通过公式
计算得到七氟烷的人体吸收因子，其中AF吸收因子代表人体吸收因子，C空气和C呼气分别代表人体吸入的空气中和呼出的气体中七氟烷的浓度。
3、检测结果分析
样品实行全扫描，通过与NIST MS Library提供的标准谱库对比，鉴定出七氟烷。空气和呼气中七氟烷的出峰时间为2.32min，特征离子m/z 51、69、79、131、181。通过峰面积的比较可以得出七氟烷的人体吸收因子，通过拟合两个峰的面积，再根据公式计算得出此受试者的七氟烷的人体吸收因子为28.7％。
实施例3
1、仪器与材料
气相色谱质谱联用仪(TRACE GC ULTRA+TSQ QUANTUM XLS,美国Thermo公司)；65μm PDMS/DVB(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)萃取纤维头(美国Supelco公司)；固相微萃取手柄(美国Supelco公司)。
2、方法
(1)利用采样瓶分别对医院手术室区域的空气和工作人员呼气进行收集：
空气采样和人体呼气采样的地点一致，选择的都是医院手术间周围相邻区域，采集的空气样品即是人体吸入的空气。空气与呼气都是用气体采样瓶进行采集，气体体积都约为600ml。
(2)采用固相微萃取技术对空气样品和呼气样品中的七氟烷进行吸附萃取：
为了保持空气和呼气样品的相对湿度一致，萃取前在装有空气的采样瓶中注入1ml纯净水。固相微萃取采用65μm PDMS/DVB萃取纤维头，先将固相微萃取的纤维头插入气相色谱进样口进行老化，老化温度200℃，老化时间20min。老化完成后将纤维头插入气体采样瓶进行萃取，萃取温度为37℃，萃取时间30min。
(3)利用气相色谱质谱检测分析前一步骤萃取得到的七氟烷：
待萃取完成后，将萃取纤维头立即插入气相色谱进样口，解析1min，进样模式为不分流进样1min。热脱附待测组分进入色谱柱，同时质谱开始检测，记录谱图。气相色谱质谱检测分析时的条件如下：
色谱条件：色谱柱TG-624SilMS(30m×0.32mm×1.8μm)；载气：高纯氦气(99.999％)，流速为1.5ml/min；进样口温度200℃。色谱柱升温程序：初始温度40℃，保持1min，以5℃/min升至180℃，保持2min。
质谱条件：传输线温度200℃；离子源温度200℃；EI电子轰击能70eV；采用全扫描模式，质量范围45-300amu。
(4)根据气相色谱质谱检测结果分析手术室空气和工作人员呼气中七氟烷的浓度差别，计算得到七氟烷的人体吸收因子：
根据气相色谱质谱检测谱图，对被测组分七氟烷在空气和人体呼气中的浓度进行定量分析，通过公式
计算得到七氟烷的人体吸收因子，其中AF吸收因子代表人体吸收因子，C空气和C呼气分别代表人体吸入的空气中和呼出的气体中七氟烷的浓度。
3、检测结果分析
样品实行全扫描，通过与NIST MS Library提供的标准谱库对比，鉴定出七氟烷。空气和呼气中七氟烷的出峰时间为2.32min，特征离子m/z 51、69、79、131、181。通过峰面积的比较可以得出七氟烷的人体吸收因子，通过拟合两个峰的面积，再根据公式计算得出此受试者的七氟烷的人体吸收因子为33.3％。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的原理和实施方式，而并非对本发明做任何形式上的限制。本发明的范围由所附权利要求限定。凡在本发明的精神和原理之内做出的任何非实质性的替换和修改，均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)利用采样瓶分别对医院手术室区域的空气和工作人员呼气进行收集，得到空气样品和呼气样品；
(2)采用固相微萃取技术对空气样品和呼气样品中的七氟烷进行吸附萃取，得到萃取后的七氟烷；
(3)利用气相色谱质谱检测分析萃取后的七氟烷，得到气相色谱质谱检测结果；
(4)根据气相色谱质谱检测结果分析手术室空气和工作人员呼气中七氟烷的浓度差别，计算得到七氟烷的人体吸收因子；
所述步骤(2)中，先将固相微萃取的纤维头插入气相色谱进样口进行老化，老化温度200-250℃，老化时间20-30min，老化完成后将纤维头插入气体采样瓶进行萃取，萃取温度为37℃，萃取时间30-40min；
所述步骤(3)中，待萃取完成后，将萃取纤维头立即插入气相色谱进样口，解析30s-1min，进样模式为不分流进样，热脱附待测组分进入色谱柱，同时质谱开始检测，记录谱图；
所述步骤(3)中，气相色谱质谱检测分析时的条件如下：
色谱条件：色谱柱TG-624SilMS毛细管色谱柱30m×0.32mm×1.8μm；载气为氦气，纯度≧99.999％，载气流速为1.5ml/min；进样口温度200-250℃，色谱柱升温程序：初始温度40℃，保持1min，以5℃/min升至180-200℃，保持2min；
质谱条件：传输线温度200-250℃；离子源温度200-250℃；EI电子轰击能70eV；采用全扫描模式，质量范围45-300amu。
2.根据权利要求1所述的一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，空气采样和人体呼气采样的地点一致，所述医院手术室区域为医院手术间或周围相邻区域，采集的空气样品即是人体吸入的空气，空气与呼气均是用气体采样瓶进行采集，气体体积为400-800ml。
3.根据权利要求1所述的一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中，固相微萃取采用65μm PDMS/DVB萃取纤维头。
4.根据权利要求1所述的一种麻醉废气七氟烷人体吸收因子的检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中，根据气相色谱质谱检测结果，对被测组分七氟烷在空气和人体呼气中的浓度进行定量分析，通过公式
计算得到七氟烷的人体吸收因子，其中AF吸收因子代表人体吸收因子，C空气和C呼气分别代表人体吸入的空气中和呼出的气体中七氟烷的浓度。
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