制药洁净厂房设备设施表面甲醛残留的测定

杨宁波 吕晓倩 孙新蕊

（石药集团河北中润制药有限公司，河北石家庄 050041）

1 前言

在制药生产企业无菌原料药（API）洁净厂房的消毒方式有很多。目前比较普遍的使用方式有：紫外线环境消毒、臭氧消毒、气体熏蒸消毒等。

紫外灯对环境的消毒主要取决于紫外线的波长，短波具有杀菌力，而长波会对人体产生伤害。一般控制紫外线波长在136～390 nm，消毒用紫外灯应将波长控制在253.7 nm，此时，紫外线最具杀伤力。同时，在紫外灯下1 m处检测照射强度不得低于70 μW/cm2。但在实际使用中紫外灯杀菌力会随使用时间的增加而减弱，同时，紫外线对物品的穿透能力较差，故目前在制药生产中除部分传递窗和小空间中使用外，一般不用于洁净厂房的消毒。

臭氧消毒主要是利用臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解为氧气和单个氧原子，而单个氧原子又具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用。同时，氧原子又自行重新结合成氧分子，残留极小。用臭氧对环境消毒时，其浓度是关键控制因素，对空气中浮游菌消毒浓度控制在（2～4）× 10-6；而对表面沉降菌则要求浓度更高，为（10～15）×10-6。但在实际中，由于臭氧分解较快，所以很难控制洁净厂房所有位置的浓度均能达到要求，容易存在消毒死角。

目前，对制药洁净厂房消毒的较先进方式是过氧化氢熏蒸消毒。此种方式同样是利用过氧化氢的强氧化能力，以杀灭细菌。但过氧化氢对厂房及送风系统均有较强的腐蚀作用，故一般需单独设置专用的送风系统，对系统的要求较高，成本较大，目前在制药企业中的应用较少。

气体熏蒸是一种传统的消毒方式，但其消毒效果稳定，目前仍广泛应用于制药洁净厂房消毒。气体熏蒸主要包括：甲醛或戊二醛气体熏蒸。甲醛熏蒸过程中需对洁净厂房的温度（24℃～40℃）及相对湿度（80%～90%）进行控制，同时，需对甲醛浓度进行控制，消毒效果需用生物指示剂进行确认。但在气体熏蒸后整个洁净厂房及设备设施表面会残留部分消毒成分，这会对产品质量及人员安全造成很大的危害，故确定环境中甲醛的残留量对制药企业具有重要意义。

本文主要讨论在洁净厂房甲醛消毒并经过新空气置换后，通过擦拭取样的方法，并结合紫外吸光光度法检测设备设施表面甲醛的残留量，保证产品质量及该区域工作人员安全。

2 甲醛残留标准

甲醛残留量较高时，会对人体产生强烈的致癌和促癌作用。甲醛的环境标准中残留浓度达到（1～2）×10-6。在洁净厂房中控制甲醛浓度不得对工作人员眼睛及嗅觉产生明显的刺激，一般将残留浓度控制在＜0.55×10-6（0.55 ppm），但通过考虑到产品的安全性，故在本文中将表面擦拭甲醛残留检测限度定于0.5 ppm。

3 试验检验

分析方法选择

气相（GC）检测法：甲醛与甲醇出峰时间相同，对两种溶剂的分离较困难。故甲醇的存在会对微量甲醛的检测造成影响。

紫外吸光光度法：目前使用较多，方法简单，可以快速进行日常生产环境甲醛残留的监控和检测，故在制药生产中更具有实际意义。

分析方法原理反应方程式：

描述：

AHMT在碱性条件下，与甲醛发生缩合反应生成产物II和一分子水；之后再用高碘酸钾进行氧化脱氢，生成6-巯基-5-三氮杂茂（4,3-b）-S-四氮杂苯。该物质为紫红色化合物，可以用于分光光度法的定量检测。

分析方法验证及结果

试剂准备

甲醛稀释液的制备：精密量取甲醛溶液（36.2%）5 ml，准确加水至1000 ml（浓度1810 ppm）。

甲醛稀释液的滴定：精密量取上述溶液10 ml，精确加入0.1 mol/l碘液50 ml，加1 mol/l氢氧化锂20 ml。避光放置15 min，加10%硫酸15 ml，用0.1 mol/l硫代硫酸钠溶液滴定。

空白对照的滴定：精密量取纯化水10 ml，重复上述步骤，作为空白进行对照。

甲醛浓度计算：

甲醛标准液的制备：精密量取5 ml甲醛稀释液至200 ml容量瓶中，加纯化水稀释定容，振摇均匀，从中精密量取5 ml至250 ml容量瓶中，用纯化水稀释定容，振摇均匀（浓度为0.905 ppm）。

AHMT试剂制备：称取AHMT 0.5 g，加0.2 mol/l盐酸使溶解成100 ml，避光保存。

0.5 %硼酸试剂制备：称取0.5 g硼酸，加纯化水使溶解成100 ml，即可。

5 mol/l氢氧化钠试剂制备：称取200 g氢氧化钠，加纯化水使溶解成1 000 ml即可。

0.1 mol/l高碘酸钠试剂制备：称取2.14 g高碘酸钠，加纯化水使溶解成100 ml，即可。

仪器准备

表1 仪器参数表

甲醛残留标准曲线的制备：

准备5支比色管，并进行1-5的编号。后分别加入5 mol/l氢氧化钠2 ml，再加入AHMT试剂2 ml。

分别取甲醛标准液0.0、0.5、1.0、1.5和2.0 ml于比色管中，并分别加纯化水稀释成2 ml（如标准液为2.0 ml，可不再进行稀释），移取、稀释过程注意及时盖盖。加入后轻摇混匀，控制上、下颠倒两次。

于室温下放置20 min。

之后分别加入0.1 mol/l高碘酸钠试剂2 ml，摇2～5 min至无气流生成为止（振摇0.5 min，控制上、下颠倒振摇30次），每次振摇用力及速度应一致。（反应现象：在进行第一次振摇时，溶液颜色先变为黄色，然后瞬间变为紫红色，同时伴有大量气泡产生。）

将制得标准品在波长550 nm处，用5 cm比色皿，测量最大吸光度。

根据检测结果绘制标准曲线，并得相关系数和回归方程如下：

表2 甲醛残留标准溶液吸收及与浓度对应表

根据以上结果绘制标准曲线如下：

图1 甲醛残留标准曲线

线性回归方程如下：

Y（浓度）=0.9791X（吸光度）-0.0097

相关系数为：

r2= 0.9995

结论：该方法线性良好，适合于在该范围微量甲醛的检测。

放置时间对检测结果的影响：

按3.3.3.2～3.3.3.4的方法分别配制5支1.0 ml甲醛标准液稀释至2.0 ml的待测样品，将制备的待测样品放置于室温下，每支样品的放置时间分别为0 min、10 min、20 min、30 min、40 min，放置结束后加入0.1 mol/l高碘酸钠试剂2 ml，在同样波长下分别检测其吸光度。

表3 时间与吸收度对应表

根据以上结果绘制时间与吸光度关系曲线如下：

图2 时间与吸收度关系曲线

结论：通过吸光度与样品放置时间之间的对应关系，可知样品在放置20 min后吸光度已无明显变化，故样品检测放置时间选择为20 min。

擦拭方法验证

擦拭取样过程验证是对擦拭棉签、所用试剂、取样人员操作、残留物转移、样品溶出过程的全面考察。

甲醛标准溶液配制：精密量取甲醛稀释溶液（1:200）1 ml至200 ml容量瓶中，用纯化水稀释定容，摇匀后待用（浓度为9.05 ppm）；

硼酸吸收液：转移10 ml 0.5%硼酸制备液至7支10 ml西林瓶中，并进行编号；

反应液制备：在7支50 ml比色管中分别加入5 mol/L氢氧化钠和AHMT试剂各2 ml，待用。

擦拭棉签：使用专用于洁净厂房清洗取样棉签。

表4 取样棉签参数

标准不锈钢材料

表5 标准不锈钢材料参数

标准彩钢板材料

表6 标准彩钢板材料参数

擦拭围框：

表7 擦拭围框

可接受标准：通过擦拭方法验证取样过程的回收率及重现性，要求包括取样回收率和检验方法回收率在内的综合回收率不得小于70%，3次取样回收率RSD不大于10%。

擦拭方法：

取彩钢板A与不锈钢板（316 L）B，模拟实际生产过程厂房设施及设备表面情况，大小均为100 cm2，确保材料表面洁净、干燥；

吸取0.25 ml甲醛标准溶液，均匀喷洒在材料表面，待其自然晾干；

使用西林瓶中硼酸吸收液润湿棉签，将多余润湿液尽量挤干，用其按照下述方法在材料表面进行擦拭；

图5 擦拭取样方法

擦拭完成后，将棉签浸入硼酸吸收液中10 min；

用同3.3.5.9.3～3.3.5.9.4的方法制备彩钢板A及不锈钢板（316L）B擦拭样品各3个，并对浸泡的硼酸吸收液进行编号，同时留有一瓶不浸泡溶液作为空白对照，待检测；

依次取上述制备好的浸取液2 ml（包括空白），转移至准备好的比色管中，按照实验方法3.3.3.3-3.3.3.5进行试验。

实验结果记录如下：

表8 不同材料擦拭回收率汇总表

注：

（1）使用回收率计算相对标准偏差；

（2）标准偏差计算如下：

（3）相对标准偏差计算如下：

结论：通过对彩钢板及不锈钢板的模拟擦拭，3次平行取样检测均能达到70%以上的回收率，且RSD均小于10%。故该擦拭方法可以用于洁净厂房日常消毒后甲醛残留的检测。

4 测试结果

洁净厂房按照现有规程进行环境消毒，经过24 h排风后，使用标准面积洁净方框及棉签，按照方法对洁净厂房彩钢板表面及设备表面进行擦拭，之后密封送化验室进行检测，结果见表9。

结论：甲醛环境消毒后，经厂房设施及设备表面擦拭取样，均能符合规定限度要求，能够保证产品及人员安全。

表9 厂房及设备表面擦拭结果汇总表

5 小结

本实验通过使用紫外吸光光度法对洁净厂房环境消毒后残留甲醛进行检测，该方法在20 min内即显色完全，方法简单、快捷，在实际生产中具有意义。

通过本实验确定了一种有效回收残留于厂房设施及设备表面残留的取样方法，可以真实反映环境的受污染程度，从而有效确保产品质量和人员安全。

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