一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法与流程

1.本发明涉及医疗器械风险评估技术领域，尤其涉及一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法。


背景技术：

2.随着医疗水平的不断提高，静脉输液在人类医疗健康中扮演着越来越重要的角色。医疗输液产品的主要成分为塑料，其在静脉输液过程中，可能释放微米甚至是纳米级别的颗粒物，这些颗粒物将直接进入人体血液循环系统，可能导致血栓，严重威胁人类的健康。
3.作为一种新污染物，微纳塑料(微塑料粒径《5mm；纳塑料粒径《1μm)广泛存在于环境介质和生物体中，对人体健康存在严重的潜在威胁，因此，受到了国内外的普遍关注。
4.那么，医疗输液产品在静脉输液过程中是否会释放微纳塑料、以及如何识别和定量这些潜在的微纳塑料，是评估医疗输液产品安全性亟需解决的关键科学问题。
5.目前，国内(gb8368-2018)和国际(iso8536-4:2010)上评估医疗输液产品释放颗粒物的方法均为目检法，即利用光学显微镜对医疗输液产品释放的微粒进行计数。由于光学显微镜的分辨率较低，目检法仅能计数粒径大于25μm的微粒，小于25μm的微粒(尤其是纳米级微粒)的研究尚未受到关注。此外，由于受到分析技术的限制，这些微粒的成分未能得到有效的识别。
6.因此，提出一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明提供了一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，可以联合多种分析技术，实现医疗输液产品释放的微纳塑料的定性定量分析，为评估医疗输液产品的安全性提供可靠的工具。
8.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，包括：
10.s1：在实验室中模拟静脉输液过程；
11.s2：利用膜过滤法将输液产品释放的微纳塑料富集在过滤膜上；
12.s3：对过滤膜上的微纳塑料进行干燥；
13.s4：对干燥后的微纳塑料进行预处理；
14.s5：对预处理后的微纳塑料进行分析；
15.s6：得到微纳塑料的定性识别和定量测定。
16.上述的方法，可选的，s2中的过滤膜为孔径20nm的无机氧化铝膜。
17.上述的方法，可选的，利用鼓风干燥箱对s3中微纳塑料进行干燥。
18.上述的方法，可选的，所述鼓风干燥箱中干燥温度为60℃至70℃。
19.上述的方法，可选的，s3中微纳塑料进行干燥的干燥时间为4h至6h。
20.上述的方法，可选的，s4中预处理的内容为：研磨处理后，对微纳塑料进行分析。
21.上述的方法，可选的，s4中分析包括，扫描电子显微镜分析、热裂解-气相色谱质谱仪分析。
22.上述的方法，可选的，s4中预处理的内容还包括：将无机氧化铝膜经过二氯甲烷提取后，对微纳塑料进行分析。
23.上述的方法，可选的，s4中分析包括：拉曼光谱仪分析。
24.上述的方法，可选的，s5中对预处理后的微纳塑料进行分析包括但不限于，扫描电子显微镜、热裂解-气相色谱质谱和拉曼光谱。
25.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，不仅能够识别医疗输液产品释放的粒径小至20nm的微纳塑料，还能够获得这些颗粒的成分和形貌结构，此外，还能准确地定量测定医疗输液产品释放的微纳塑料，为评估医疗输液产品的安全性提供了有效的工具。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本发明提供的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法流程图；
28.图2为本发明提供的20nm无机氧化铝膜截留微纳塑料的扫描电镜图；
29.图3为本发明提供的无机氧化铝膜的拉曼光谱图；
30.图4为本发明实施例提供的加标回收微纳塑料的拉曼光谱图；
31.图5为本发明实施例提供的富集加标回收微纳塑料于20nm孔径无机氧化铝膜的扫描电镜图；
32.图6为本发明实施例提供的医疗输液产品释放微纳塑料的拉曼光谱图；
33.图7为本发明实施例提供的富集医疗输液产品释放的微纳塑料的扫描电镜图，其中，7.1为1μm情况下的粒径图，7.2为200nm情况下的粒径图，7.3为100nm情况下的粒径图；
34.图8为本发明实施例提供的过滤注射液体积为250-3000ml时，医疗输液产品释放的微纳塑料的质量图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.参照图1所示，本发明公开了一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，包括：
37.s1：在实验室中模拟静脉输液过程；
38.s2：利用膜过滤法将输液产品释放的微纳塑料富集在过滤膜上；
39.s3：对过滤膜上的微纳塑料进行干燥；
40.s4：对干燥后的微纳塑料进行预处理；
41.s5：对预处理后的微纳塑料进行分析；
42.s6：得到微纳塑料的定性识别和定量测定。
43.进一步的，s2中的过滤膜为孔径20nm的无机氧化铝膜。
44.进一步的，利用鼓风干燥箱对s3中微纳塑料进行干燥。
45.进一步的，所述鼓风干燥箱中干燥温度为60℃至70℃。
46.进一步的，s3中微纳塑料进行干燥的干燥时间为4h至6h。
47.进一步的，s4中预处理的内容为：研磨处理后，对微纳塑料进行分析。
48.进一步的，s4中预处理的内容还包括：将无机氧化铝膜经过二氯甲烷提取后，对微纳塑料进行分析。
49.进一步的，s5中对预处理后的微纳塑料进行分析包括但不限于，扫描电子显微镜、热裂解-气相色谱质谱和拉曼光谱。
50.进一步的，所述分析包括，扫描电子显微镜分析、热裂解-气相色谱质谱仪分析。
51.进一步的，所述分析包括：拉曼光谱仪分析。
52.在一个具体实施例中，本实施例的测定医疗输液产品释放微纳塑料的方法，主要包括以下步骤：
53.(1)将500ml的5％葡萄糖注射液，按照正常的输液流速(60滴/min)通过一次性输液器模拟静脉输液过程，将流出的液体注入25ml的抽滤装置，借助孔径为20nm的无机氧化铝膜，将微纳塑料颗粒截留在无机氧化铝膜上；
54.(2)将富集微纳塑料的无机氧化铝膜放入玻璃培养皿中，用铝箔纸包裹，转移至鼓风干燥箱中，60℃下持续4～6h烘干；
55.(3)将步骤(2)中干燥后的无机氧化铝膜置于玻璃瓶中，加入5ml二氯甲烷，在60℃下超声2h，然后用氮气蒸发器将其浓缩成几滴，滴在硅片上，用于拉曼光谱测试；
56.(4)另一方面，将步骤2将烘干后的富集微纳塑料的无机氧化铝膜取出，少量直接用于扫描电子显微镜的测试；
57.(5)将步骤(4)中大部分干燥后的无机氧化铝膜放入玛瑙研钵中研碎，随后转移至热裂解样品杯中，进行热裂解-气相色谱质谱联用(py-gc/ms)的测定；
58.(6)最后进行数据分析，在选择离子流条件(sic)下，对苯(m/z78)进行分析。
59.步骤(1)中所用的无机氧化铝膜的孔呈锥形结构，b侧直径为20nm，a侧直径为200nm，如图2所示，这种锥形结构可能影响过滤速率，但对颗粒的收集没有显著的影响。
60.步骤(3)中无机氧化铝膜的拉曼光谱没有pvc的特征峰，如图3所示，因此，不干扰拉曼光谱对pvc的测定；加标1μg的pvc，如图4所示，其拉曼光谱图可以发现：在639和697cm-1
处出现了pvc的c-cl拉伸振动的特征吸收峰，c-h拉伸振动和c-h弯曲振动的特征吸收峰分别出现在2917cm-1
和1432cm-1
，说明这种方法确实回收了pvc颗粒。
61.步骤(4)中，将无机氧化铝膜粘在导电胶上，喷金120s，随后直接进行扫描电子显微镜的测试。如图5所示，加标1μg的pvc，在无机氧化铝膜上确实观察到pvc微纳颗粒，说明无机氧化铝膜能够很好地截留pvc颗粒；
62.步骤(5)中，将研碎的富集微纳塑料的无机氧化铝膜直接转移至样品杯中，进行py-gc/ms测试。在加标1.2μg和11.8μgpvc微纳塑料的条件下，加标回收率为80.2～98.4％，说明该方法有效、可靠。
63.在另一具体实施例中，注射不同体积的注射液时，医疗输液产品释放的pvc微纳塑料的测定。
64.(1)将不同体积5％葡萄糖注射液(250～3000ml)，按照正常的输液流速(60滴/min)分别通过一次性输液器，模拟静脉输液过程，将流出的液体注入25ml的抽滤装置，借助孔径为20nm的无机氧化铝膜，将微纳塑料颗粒截留在无机氧化铝膜上；
65.(2)将富集微纳塑料的无机氧化铝膜放入玻璃培养皿中，用铝箔纸包裹，转移至鼓风干燥箱中，60℃下持续4～6h烘干；
66.(3)将步骤(2)中干燥后的无机氧化铝膜置于玻璃瓶中，加入5ml二氯甲烷，在60℃下超声2h，然后用氮气蒸发器将其浓缩成几滴，滴在硅片上，用于拉曼光谱测试；
67.(4)另一方面，将步骤2将烘干后的富集微纳塑料的无机氧化铝膜取出，少量直接用于扫描电子显微镜的测试；
68.(5)步骤(4)中大部分干燥后的无机氧化铝膜放入玛瑙研钵中研碎，随后转移至热裂解样品杯中，进行热裂解-气相色谱质谱联用(py-gc/ms)的测定；
69.(6)最后进行数据分析，在选择离子流条件(sic)下，对苯(m/z78)进行分析。
70.步骤(3)中，在得到的拉曼光谱图中可以看出，如图6所示，在639和697cm-1
处出现了pvc的c-cl拉伸振动的特征吸收峰，c-h拉伸振动和c-h弯曲振动的特征吸收峰分别出现在2917cm-1
和1432cm-1
，说明存在pvc。
71.步骤(4)中，如图7所示，将无机氧化铝膜粘在导电胶上，喷金120s，随后直接进行扫描电子显微镜的测试，其中，7.1为1μm情况下的粒径图，7.2为200nm情况下的粒径图，7.3为100nm情况下的粒径图；即在无机氧化铝膜上确实观察到pvc微纳颗粒，其形貌为无规则的颗粒，粒径在9.5-83nm；
72.步骤(5)中，将研碎的富集微纳塑料的无机氧化铝膜直接转移至样品杯中，进行py-gc/ms测试。如图8所示，随着注射液体积的增加，pvc的质量范围为0.72～5.71μg，其质量先增加后稳定，说明该方法可以用于定量医疗输液产品释放的pvc微纳塑料。
73.上述实施例中使用的化学药品和原料均为市售所得，本实施例中所用的输液袋和一次性输液管的成分均为聚氯乙烯(pvc)。
74.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，包括：s1：在实验室中模拟静脉输液过程；s2：利用膜过滤法将输液产品释放的微纳塑料富集在过滤膜上；s3：对过滤膜上的微纳塑料进行干燥；s4：对干燥后的微纳塑料进行预处理；s5：对预处理后的微纳塑料进行分析；s6：得到微纳塑料的定性识别和定量测定。2.根据权利要求1所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，s2中的过滤膜为孔径20nm的无机氧化铝膜。3.根据权利要求1所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，利用鼓风干燥箱对s3中微纳塑料进行干燥。4.根据权利要求3所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，所述鼓风干燥箱中干燥温度为60℃至70℃。5.根据权利要求1所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，s3中微纳塑料进行干燥的干燥时间为4h至6h。6.根据权利要求1所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，s4中预处理的内容为：研磨处理后，对微纳塑料进行分析。7.根据权利要求6所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，s4中的分析包括：扫描电子显微镜分析、热裂解-气相色谱质谱仪分析。8.根据权利要求1所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，s4中预处理的内容还包括：将无机氧化铝膜经过二氯甲烷提取后，对微纳塑料进行分析。9.根据权利要求8所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，s4中的分析包括：拉曼光谱仪分析。10.根据权利要求1所述的一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，其特征在于，s5中对预处理后的微纳塑料进行分析包括但不限于：扫描电子显微镜、热裂解-气相色谱质谱和拉曼光谱。

技术总结
本发明公开了一种分析医疗输液产品释放的微纳塑料的方法，涉及医疗器械风险评估技术领域，包括：S1：在实验室中模拟静脉输液过程；S2：利用膜过滤法将输液产品释放的微纳塑料富集在过滤膜上；S3：对过滤膜上的微纳塑料进行干燥；S4：对干燥后的微纳塑料进行预处理；S5：对预处理后的微纳塑料进行分析；S6：得到微纳塑料的定性识别和定量测定。本发明首次提出联合多种分析技术，实现了医疗输液产品释放的微纳塑料的定性定量分析，为评估医疗输液产品的安全性提供可靠的工具。安全性提供可靠的工具。安全性提供可靠的工具。


技术研发人员：刘景富 李鹏辉 赖余建 杨淑萍
受保护的技术使用者：国科大杭州高等研究院
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/7