消毒劑中過氧乙酸檢測方法研究進展

鄧建剛，李建兵，祁 魁，王曉濱

(1.青島市產品質量監督檢驗研究院，山東 青島 266101；2.國家海洋精細化工及其生物制品質量監督檢驗中心，山東 青島 266101；3.青島市產品質量檢驗技術研究所，山東 青島 266061)

過氧乙酸分子式為C2H4O3，分子量為76.05，是一種無色透明的弱酸性液體，有刺激性氣味，產品如加8-羥基喹啉穩定劑顯黃色，易揮發，易溶于水和有機溶劑中。過氧乙酸熔點是0.1℃，沸點110℃，閃點(40%)40℃，比重1.226。過氧乙酸化學性質不穩定，遇到重金屬離子、受熱、大多數有機物、強堿等易分解，遇到劇烈的碰撞或加熱即可能發生爆炸，腐蝕性很強，具有漂白作用[1-2]。制備高純過氧乙酸可能爆炸，市面上以過氧化氫和乙酸合成的過氧乙酸消毒劑中有過氧乙酸、過氧化氫、乙酸、催化劑如硫酸和各類穩定劑等[3-4]。

過氧乙酸遇有機物放出活性氧而起氧化作用，對細菌繁殖體、病毒、真菌及其孢子等均有殺滅作用，對細菌芽孢也有一定的殺滅作用，過氧乙酸是一種廣譜、高效消毒劑，對細菌、真菌、細菌芽孢和各種病毒均有較強的殺滅作用[5]，廣泛應用于醫療衛生、工業用水、食品企業等領域的消毒方面[6]，此外過氧乙酸在工業上還作為漂白劑、有機合成原料[7]。

過氧乙酸消毒劑中過氧乙酸含量直接影響著消毒效果，化學分析方法與技術在不斷發展和進步，使得消毒劑中過氧乙酸檢測方法更加多元化，到目前為止過氧乙酸消毒劑檢測方法主要有滴定法、氣相色譜法、液相色譜法、試紙法、分光光度法、電化學法等。

1 滴定法

滴定法是消毒劑過氧乙酸測定的常用方法，有氧化還原滴定法和酸堿滴定法，目前過氧乙酸消毒劑產品中主成分的檢測方法主要參照《消毒技術規范》( 2002 年版)或GB 19104-2008，原理為酸性條件下高錳酸鉀氧化過氧化氫后，碘化鉀與過氧乙酸反應，以硫代硫酸鈉滴定析出的碘，測得樣品中過氧乙酸含量，方法適合高含量過氧乙酸消毒劑產品的檢測，反應產生的Mn可能促進過氧乙酸分解[8]，測定的準確度較高，不適合低含量樣品檢測，此外滴定法操作繁瑣，費時費力，檢測人員的經驗對結果影響較大。戴興德等[9]基于重鉻酸鉀和過氧乙酸酸性條件下氧化Fe2+到Fe3+，采用自動電位滴定法測定過剩Fe2+間接得到過氧乙酸的含量，方法檢查限低，自動化程度高。Frank Sode[10]基于酸堿反應原理，采用pH電極草酸標準溶液自動滴定過氧乙酸，過氧乙酸和乙酸pKa值的不同可以消除乙酸的干擾，過氧乙酸和硫酸也不干擾測定，產品中如含有1-羥基乙烷-1,1-二膦酸(HEDPA)穩定劑會干擾測定。

2 氣相色譜法

氣相色譜法具有選擇性好、分離效能高、靈敏度高等特點在有機化合物分析中得到了廣泛的應用。氣相色譜分析過氧乙酸主要是通過色譜柱直接分析過氧乙酸消毒劑或者過氧乙酸衍生物間接測定過氧乙酸含量。Furia等[11]基于過氧乙酸比過氧化氫在酸性介質中更快把甲基對甲苯基硫醚(MTS)氧化為甲基對甲苯基亞砜(MTSO)，利用填充柱色譜內標法分離MTS和MTSO，通過MTSO間接測定過氧乙酸含量，結果不受高濃度過氧化氫和衍生試劑MTS干擾。之后Furia等[12]用氣相色譜法通過測定堿性介質下過氧乙酸氧化甲基苯基亞砜的產物甲基苯基砜，間接測定過氧乙酸含量，產物需要氯仿提取，衍生試劑純化。韓津生等[13]以涂有FFAP固定液的填充柱直接分析測定消毒液中的過氧乙酸含量，方法不受乙酸、乙醛、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸甲酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯等的干擾，但該方法需要滴定法定量過氧乙酸標準溶液。

3 液相色譜法

液相色譜法主要是利用過氧乙酸的氧化衍生反應產生紫外或可見光吸收衍生物，衍生產物可以購買到標準品，解決了過氧乙酸不穩定沒有標準品的困難，具有靈敏、準確等優點。

Pinkernell等[14]也利用過氧乙酸氧化甲基對甲苯基硫醚(MTS)氧化為甲基對甲苯基亞砜(MTSO)，C18反相液相色譜柱分離，230nm紫外吸收間接測定過氧乙酸含量，方法不需要過氧乙酸標準物質，方法重現性好，過氧化氫不干擾測定，檢測限可以達到30μg/L。之后Pinkernell等[15]進一步改進了該方法，通過添加二氧化錳催化過氧乙酸分解，提高了MSTO的穩定性，液相分析時間縮短在1分鐘以內，加前處理5分鐘內完成過氧乙酸測定，并應用于啤酒廠過氧乙酸檢測。Pinkernell等[8]進一步通過增加三苯基膦(TPP)和過氧化氫反應生產三苯基膦氧化物(TPPO)，同時檢測過氧乙酸消毒劑中的過氧乙酸和過氧化氫，方法簡單，檢出限低等優點。

Effkemann和Karst[16]用合成的新的硫代甲氧基偶氮化合物2-[(3-{2-[4-氨基-2-(甲基磺酰}苯基]-1-二氮烯基)苯基)磺酰]-1-乙醇(ADS)與過氧乙酸反應生成相應的亞砜(ADSO)，用反相液相色譜分離ADS和ADSO，最大吸收波長在可見光區410nm外標法檢測ADSO間接測定過氧乙酸，較少了基體干擾的影響，方法有很高的選擇性，不受過氧化氫干擾，線性范圍超過2個數量級，結果更加準確和可靠。Effkemann等[17]用反相C18柱分離過氧乙酸和C3-12的過氧脂肪羧酸，流動性用1%四氫呋喃的乙腈和2%乙酸的水梯度洗脫分離，柱后碘離子催化氧化2,2'-聯氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)生產一個綠色自由基陽離子可在可見光區檢測，過氧化氫不在C18柱上保留，不干擾脂肪過氧羧酸測定，方法檢出限2.5μM，消除了機質干擾，重現性好，可以同時測定多種脂肪族過氧羧酸。

韓葆莉等[18]用磷酸調pH值=3～4的水做流動相，C18柱分離，紫外檢測器檢測直接檢測過氧乙酸消毒液中的過氧乙酸，方法分析速度快，不受乙酸、過氧化氫、過氧化酰干擾。郭治安等[19-20]以磷酸鹽緩沖液和乙腈作流動相，采用反相高效液相色譜法直接用于消毒劑中過氧乙酸含量測定，分析在10分鐘內可完成且可以測定低含量過氧乙酸，但這些過氧乙酸直接測定法需要滴定法標定標準過氧乙酸溶液。Kirk等[21]用安培檢測器測定過氧乙酸含量通過反相色譜法分離過氧乙酸，該方法快速、高效選擇性高。

4 試紙法

醫療衛生機構大部分參照WS/T 535—2017標準，利用試紙上的碘化鉀與對應消毒劑中的過氧乙酸發生氧化還原反應，根據試紙的顏色發生變化后與標準比色卡比對確定消毒劑中過氧乙酸的含量。試紙法作為一種半定量方法，簡單，快速，在現場使用中得到了廣泛的應用[22-23]，王龍海[24]以定性濾紙涂硫代硫酸鈉、碘化鉀、碳酸氫鈉后烘烤制備過氧乙酸濾紙，丁錦春以定量濾紙浸泡碘化鉀溶液后烘干獲得過氧乙酸濾紙[25]。陳東宇等[26]發現微孔濾膜比定性定量濾紙更加適宜制作過氧乙酸快速檢測試紙，該類過氧乙酸試紙最低檢出限為質量百分比0.1%。半定量比色法非常適合在食品加工、水產養殖、工業農業用水、醫療衛生機構使用。

5 紫外可見分光光度法

6 電化學法

電化學法是過氧乙酸的電學及電化學性質所建立起來的過氧乙酸含量的電化學分析方法，具有靈敏度高、測定快速、儀器設備簡單等特點，但容易出現干擾。顧雪凡和鄭行望[33]以過氧乙酸對魯米諾在硼砂基質中弱電化學還原發光信號的強增敏作用建立了過氧乙酸的現場電化學轉換及其化學發光法并成功應用于醫用消毒液中過氧乙酸的測定。Li等[34]基于卟啉鐵的高效電催化能力，構建了卟啉修飾納米金過氧乙酸選擇性生物傳感器，用來測定過氧乙酸具有快速、較好的重現性、線性范圍廣(2.5×10-6M～1.05×10-3M)、檢出限低至0.5μM，方法更適合在線監測過氧乙酸含量。Awad和Ohsaka[35]基于過氧乙酸加入到碘化鉀溶液中后，過氧乙酸和碘離子反應導致I-/I2濃度比變化，引起玻碳指示電極的電勢變化測定過氧乙酸。Awad[36]用循環伏安法、旋轉磁盤電極和旋轉圓盤電極技術研究了過氧乙酸和過氧化氫的電化學行為，優化了同時測定過氧乙酸和過氧化氫的方法的最佳條件，Awad等[37]后來用金電極方波循環伏安法測定高濃度過氧化氫介質下的過氧乙酸含量，Toniolo等[38]用Pt和Au電極安培法同時測定樣品中的過氧乙酸和過氧化氫。

7 其他方法

除了上述研究和使用比較多的分析方法外，消毒液中過氧乙酸的檢測方法還有流動注射分析法、熒光光譜法、離子色譜法等。如Hams和Karst[39]基于過氧乙酸在線選擇性氧化2,2'-聯氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)6秒鐘內生成綠色自由基陽離子(ABTS+)，然后405nM波長檢測過氧乙酸的流動注射法，方法解決了過氧化氫的干擾，檢測了5個消毒液產品，與液相色譜等方法沒有顯著差異。李靜雅等[40]先用高錳酸鉀稀溶液去除過氧化氫干擾物，然后采用基于過氧乙酸使羅丹明B溶液熒光迅速降低。楊學靈等[41]加熱過氧乙酸分解為乙酸和氧氣，用氫氧化鈉吸收乙酸，離子色譜法測定乙酸根含量間接測定過氧乙酸的濃度，國內過氧乙酸產品大部分以乙酸和過氧化氫合成，乙酸含量高達40%[42]，因此該方法不太適用于目前市場上消毒液中的過氧乙酸的檢測。燕麗等[43]研究空氣中過氧乙酸濃度變化中的變化時也是采用用離子色譜法，同樣存在環境中乙酸對過氧乙酸測定的干擾問題待解決。

8 小結與展望

作為重要的化學消毒劑，過氧乙酸消毒劑的應用得到了較快的發展，過氧乙酸的測定方法包括滴定法、色譜法、試紙法、紫外可見光譜法、電化學法等，這些方法的發展對其功能、殺菌機理、應用研究至關重要，其中滴定法對設備要求少，簡單、準確，但操作繁瑣，主要用于常量過氧乙酸測定；色譜法尤其是衍生法，操作復雜，但結果準確可靠，檢測過氧乙酸濃度范圍比滴定法廣；試紙法適用于沒有定量檢測條件的使用現場使用人員半定量檢測，數據不夠精確，但具有快速、簡單、容易操作等優點；光譜法簡單、容易，但每次測定前需滴定法標定標準物；電化學法簡單、快速，有發展潛力，但容易受基質等的干擾。總之，每種檢測方法各具特點，需要檢測人員根據樣品基質、儀器設備條件、時間要求、人員能力和結果需求等因素綜合考慮選擇最佳檢測方法。