消毒劑PHMB-HCl的含量測定方法研究

王貝 李芳

（武漢華夏理工學院生物與制藥工程學院，湖北 武漢 430223）

1 PHMB-HCl研究現狀

隨著社會的發展，殺菌消毒越來越受到人們的重視，在日常生活中被人們廣泛運用。醫院內的醫療設備，包括紗布塊、濕化瓶、手術剪、鋼板等，均需要嚴格檢查、清洗、消毒。在食品、藥品加工過程中，污染物很容易在人員、設備、原材料、半成品和表面之間轉移，為了防止交叉污染，加強食品、藥品安全性，操作者必須確保對手、表面、器具、設備等進行適當的殺菌消毒。做好殺菌消毒是我們生活中不可或缺的一部分。

早在半個世紀前，人們就已經發現了胍類消毒劑，并在生活中廣泛運用。胍基消毒劑是一種陽離子表面活性劑，有去污、殺菌和消毒等功效，主要用于物品、手和環境的清洗和消毒，還可以和酒精混合使用，以提高殺菌效果［1］。常用的胍類消毒劑有乙酸氯己定、聚六亞甲基雙胍和葡萄糖酸氯己定等。因為胍類消毒劑刺激性低，無腐蝕性，且穩定性好，所以在醫院應用廣泛。其中，聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽（PHMB-HCl）是由美國ICI公司于1970年開發的一種環保高分子聚合物殺菌劑，又名Reputex20。PHMB-HCl是一種能殺死革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌、酵母菌等的廣譜抗菌素，是具有較強抗菌作用的細胞膜活性抗菌劑；還可作為一種絮凝劑，驅除海藻，用于游泳池、工業廢水等的消毒；PHMB-HCl還可在食品工業、個人護理、化妝護膚品等領域廣泛應用［2］。

PHMB-HCl含量測定常用的方法有非水滴定法、紫外分光光度法、比色法、褪色光度法等，由于消毒劑里還有其他成分，會影響含量檢測，故無法使用非水滴定法檢測消毒劑中的雙胍含量。紫外分光光度法測量同一樣品時的線性關系雖良好且穩定，但當測量不同廠家的PHMB-HCl樣品時開始出現明顯的差異。比色法測定PHMB含量，操作相對復雜，而且標準曲線的線性相關系數較低。褪色光度法不易被其他基團及原料所干擾，能更準確地反映消毒劑的質量與殺菌效果。與紫外分光光度法相比，褪色光度法測量時線性關系同樣良好，且準確性和精密度更高［3］。使用褪色光度法時，在緩沖液中曙紅Y的存在形式是陰離子，而PHMB-HCl的存在形式是陽離子，它們因疏水作用、靜電作用和電荷轉移等影響，而形成離子締合物，使溶液的顏色變淡，故可以使用分光光度計來測量吸光值，體現顏色的改變。綜上所述，本研究選用具有較高選擇性的褪色光度法。

2 試驗部分

2.1 儀器與試劑

電子天平（上海花潮實業有限公司，型號：FA2204CT）；分析天平（上海海康電子儀器廠，型號:FA214）；紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限公司，型號：TU-1900）；水浴鍋（國華電器有限公司，型號：HH-2）；可見分光光度計（上海佑科儀器儀表有限公司，型號：722型）。

醋酸鈉；水溶性曙紅Y；濃鹽酸；正丁醇；無水乙醇；醋酸（以上試劑均為分析純，購自國藥集團化學試劑有限公司）；PHMB-HCl待測樣（實驗室自制）；PHMB-HCl對照品（純度98%，購自長沙研幫化工科技有限公司）。

2.2 最佳波長的選擇

量取1mL 1.2 mg/mL顯色劑，與pH值為4.2的緩沖液制成顯色緩沖劑10 mL，再加入0.06 mg/mL PHMB-HCl標準溶液1 mL，于25 mL容量瓶中，加蒸餾水定容至25 mL，充分混勻，顯色40 min，待測。空白對照選用上述顯色緩沖液10 mL和蒸餾水配成的25 mL溶液，顯色40 min，待測。用紫外可見分光光度計在450～600 nm波長下對待測液進行光譜掃描，確定最大吸收波長。

2.3 緩沖液pH值的選擇

保持顯色劑濃度和用量、標準品濃度和用量、顯色時間、醋酸鈉溶液的物質的量濃度不變，僅通過改變所加冰醋酸的體積來改變緩沖液的pH值。具體選用1.2 mg/mL的顯色劑1 mL，0.06 mg/mL的標準溶液1 mL，顯色40 min，物質的量濃度為0.2 mol/mL的醋酸鈉溶液。通過改變緩沖液pH值來影響吸光度，用蒸餾水做空白對照，考察緩沖液pH值對含量檢測的影響［4］。分別測定pH值為4.0、4.2、4.4、4.6、5.0、5.5的待測液在517 nm和545 nm下的吸光度。

2.4 顯色劑濃度的選擇

保持標準品濃度和用量、顯色時間、緩沖液pH值、顯色劑用量不變。具體選用pH值為4.4的緩沖液、0.06 mg/mL的標準溶液1 mL，顯色40 min，顯色劑1 mL。用蒸餾水做空白對照，分別測定濃度為0.8 mg/mL、1.0 mg/mL、1.2 mg/mL、1.4 mg/mL、1.6 mg/mL、1.8 mg/mL、2.0 mg/mL、2.2 mg/mL、2.4 mg/mL、2.6 mg/mL、2.8 mg/mL、3.0 mg/mL的顯色劑1 mL配制的待測液在517 nm和545 nm下的吸光度，考察顯色劑濃度對含量檢測的影響。

2.5 顯色劑用量的選擇

保持標準品濃度和用量、顯色時間、緩沖液pH值、顯色劑濃度不變。具體選用pH值為4.4的緩沖液、0.06 mg/mL的標準溶液1 mL，顯色40 min，顯色劑1.2 mg/mL。用蒸餾水做空白對照，分別測定濃度為1.2 mg/mL的顯色劑0.8 mL、1.0 mL、1.2 mL、1.4 mL、1.6 mL、1.8 mL配制的待測液在517 nm和545 nm下的吸光度，考察顯色劑用量對含量檢測的影響。

2.6 顯色時間的選擇

保持顯色劑濃度和用量、標準品濃度和用量、溶液pH值不變，僅改變顯色時間來進行含量檢測。具體選用pH值為4.4的緩沖液、0.06 mg/mL的標準溶液1 mL、1.2 mg/mL的顯色劑1 mL，僅通過改變顯色時間來影響吸光度。用蒸餾水做空白對照，分別測定顯色10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min、80 min、90 min、100 min后的待測液在517 nm和545 nm下的吸光度，考察顯色時間對含量檢測的影響［5］。

2.7 線性關系

保持顯色劑濃度和用量、標準品用量、顯色時間和溶液pH值不變，僅改變標準品濃度來進行含量檢測。具體選用pH值為4.4的緩沖液、1.2 mg/mL的顯色劑1.2 mL、顯色40 min來進行含量測定。分別測定濃度為0.04 mg/mL、0.08 mg/mL、0.12 mg/mL、0.16 mg/mL、0.20 mg/mL、0.24 mg/mL、0.28 mg/mL的PHMB-HCl標 準 液1 mL在517 nm和545 nm下的吸光度。以517 nm和545 nm下的吸光度之和為縱坐標、樣品溶度（mg/mL）為橫坐標，制作標準曲線，得到線性關系、線性回歸方程與R值。

2.8 準確性試驗

選用實驗室合成的PHMB-HCl半固體產品作為供試品，標準PHMB-HCl作為對照品。按供試品與對照品的比值為1∶1、1∶2、2∶1來計算加入供試品和對照品的質量，不同比值的溶液均配制3份，以減少誤差。按照最優含量測定條件來進行試驗，即選用pH 4.4的緩沖液、1.2 mg/mL 1.2 mL的顯色劑、40 min顯色時間來進行含量測定。以蒸餾水為空白對照，分別測定545 nm和517 nm時的吸光度。

2.9 精密度試驗

稱取0.04 g供試品，加入60 mL溫熱的蒸餾水，使供試品固體溶解，冷卻后加蒸餾水定容至100 mL，移取1 mL供試品溶液于25 mL容量瓶，并加蒸餾水定容至25 mL。選用pH 4.4的緩沖液、1.2 mg/mL的顯色劑1.2 mL、1 mL稀釋后的供試品溶液，配制待測液，顯色40 min后，分別測定在517 nm和545 nm下的吸光度。重復以上步驟6次，共進行6次含量檢測。

3 結果與分析

3.1 最大吸收波長的確定

光譜掃描結果如圖1所示。當波長為545 nm時顯示最大吸收峰，吸光度為0.176，此時曙紅Y與胍基結合形成離子締合物。當波長為517 nm時顯示最低谷，吸光度為負值，為-0.183，此時發生褪色反應。因517 nm和545 nm兩處所對應吸光度的絕對值之和最大，故確定用于檢測的波長為517 nm和545 nm。

3.2 緩沖液pH值的確定

不同pH值的緩沖液所對應的測定結果如表1所示。

當pH值較小時，曙紅Y中的苯酚羥基與氫離子結合，較難形成大的陰離子，抑制了曙紅Y的靜電作用力，褪色現象不明顯；當pH值較大時，曙紅Y的褪色作用反而減小，也不能與PHMB陽離子很好地締合。當PHMB溶液的pH值不同時，曙紅Y可以以4種形式存在：H3L+、H2L、HL-、L2-，當PHMB溶液的pH值為4.4時，L2-是溶液中主要存在的陰離子，因此可以與PHMB陽離子結合，發生褪色反應。并且，當pH值為4.4左右時，吸光度之和最大。因此，最終確定含量測定時緩沖液的最優pH值為4.4。

3.3 顯色劑濃度的確定

顯色劑濃度的選擇結果如表2所示，顯色劑濃度在1.2～1.6 mg/mL和2.4～3.0 mg/mL區間內吸光度之和較為穩定。但由于在2.4～3.0 mg/mL區間內吸光度之和過大，線性關系不穩定。當顯色劑用量為1.2 mg/mL時，所對應的吸光度之和已經能夠呈現良好的線性關系，故本試驗確定含量測定時顯色劑最優濃度為1.2 mg/mL。

表2 顯色劑濃度的選擇

3.4 顯色劑用量的確定

顯色劑用量的選擇結果如表3所示，吸光度之和隨著顯色劑用量的增大而增大。當顯色劑用量偏少時，不能充分引起PHMB-HCl發生顯色反應。當顯色劑過量時，易引起靈敏度的降低，為保證含量檢測結果的準確性，并同時滿足當吸收波長之和為0.2～0.8時，線性關系最佳且穩定。故本試驗最終確定含量測定時顯色劑的最優用量為1.2 mL。

表3 顯色劑用量的選擇

3.5 顯色時間的確定

顯色時間的選擇結果如表4所示，當顯色時間為40～60 min時，吸光度之和趨于穩定，但若繼續延長顯色時間，溶液會慢慢析出沉淀，導致溶液穩定性變差［6］。故試驗最終確定選用40～60 min的顯色時段來進行含量測定，其中最優的顯色時間為40 min。

表4 顯色時間的選擇

3.6 線性關系結果

線性關系結果如表5和圖2所示，得到方程y=1.082 7x+0.464 9，線性相關系數R2為0.995 6，表明PHMB-HCl在0.00～0.28 mg/mL具有良好的線性關系。

表5 標準品的線性關系

圖2 標準品的線性關系

3.7 準確性試驗結果

計算545 nm和517 nm下的吸光度之和，結果如表6。用計算出的吸光度之和，結合圖2的線性回歸方程式，計算出PHMB-HCl樣品溶液濃度C1（mg/mL）。實測值m（g）按式（1）計算，Y是吸取未知溶液的體積（mL）。

經計算，結果顯示，回收率為89.21%～95.90%，平均回收率為94.05%，RSD為2.13%（n=9）。測定結果準確性良好，符合分析要求，能滿足PHMBHCl的含量測定要求。

3.8 精密度試驗結果

精密度試驗結果如表7所示，相對標準偏差為2.98%（n=6），精密度良好，符合分析要求。

表7 PHMB-HCl含量測定方法的精密度試驗結果

4 結語

PHMB-HCl是胍類消毒劑的一種，其殺菌效果好，合成工藝也不復雜，在生活中被廣泛使用。在PHMB-HCl的含量測定中，褪色光度法具有較大的優越性，具有較好的檢測專一性，在測量時不易受其他基團的影響，更能反映雙胍基團的含量。本研究通過多次單因素試驗，最終確定了最優的PHMB-HCl含量測定條件為1.2 mg/mL 1.2 mL的顯色劑、pH為4.4的緩沖液、顯色40 min。采用優化后的條件測量產品中PHMB含量時，標準曲線線性關系良好，該含量測定方法可用于供試品中PHMB-HCl含量的測定，適用于各類消毒劑中PHMB-HCl含量的測定。

但在測量復方消毒產品時，不能很好區分開PHMB和PHMG［7］。褪色光度法更適用于PHMB或PHMG單方的測定，當測定復方化學消毒劑時，需要通過HPLC區分PHMB和PHMG。因此，對于不同的消毒劑進行含量測定時，應根據消毒劑各成分的特點進行含量分析方法的選擇。