« Тонкослойная хроматография остаточных концентраций пестицидов в пищевых продуктах»

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1.Основы планарной (тонкослойной) хроматографии

Глава 2. Состояние и перспективы использования современных инструментальных методов анализа пестицидов

Глава 3. Методические указания по определению хлорорганических пестицидов в воде, продуктах питания, кормах и табачных изделиях хроматографией в тонком слое

Глава 4. Современное аппаратурное оформление

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Химикаты (инсектициды, гербициды, фунгициды) используются для удобрения почвы, борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами, для защиты урожая от плесени и грибков. С их помощью повышают урожайность, увеличивают срок хранения растений, улучшают внешний вид фруктов, овощей и зерна. Сегодня предлагается выбор из 5000 видов пестицидов и 700 химических ингредиентов. По сравнению с началом 40-х гг., когда были впервые использованы пестициды, их потребление в сельском хозяйстве возросло в десятки раз, а потери урожая из- за насекомых за последние 50 лет увеличились вдвое. Эта статистика ставит под сомнение "эффективность" пестицидов. Интересно, что применение пестицидов привело к развитию 650 видов вредителей, устойчивых к некоторым из этих ядов.
Каждый день в мире около 3000 человек отравляются пестицидами. Это более миллиона отравлений в год химическими веществами, загрязняющими воздух, почвы, воду и продукты. Отдельно по Европе эти цифры не менее шокирующие. Только в 2005 году страны ЕС начали пытаться ввести единые стандарты в оценке опасности химических веществ, попадающих в продукты питания, и единую маркировку для продуктов питания. Известно, что многие пестициды опасны для здоровья и обладают канцерогенными свойствами, однако до сих пор покупатель не может по этикетке определить, насколько же насыщен покупаемый продукт этими неполезными веществами. В развитых странах у потребителя, в принципе, существует выбор - покупать "органическую" (выращенную без химикатов) продукцию, или обычную. Разница в цене весьма существенна, и выбор "органических" продуктов не столь велик, как обычных.

Организация по защите окружающей среды допускает, что из 320 пестицидов, разрешенных к применению в агрономии, по меньшей мере, 66 -
предполагаемые канцерогены. Многие из этих пестицидов смешиваются с 1200 нейтральными ингредиентами, состав которых производители не обязаны разглашать, ссылаясь на "коммерческую тайну". Для 800 из них до сих пор не установлены уровни токсичности, они предположительно являются канцерогенами , поэтому необходимо использовать методы идентификации пестицидов в продуктах питания.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПЛАНАРНОЙ (ТОНКОСЛОЙНОЙ) ХРОМАТОГРАФИИ

Планарная (тонкослойная)хроматография

Тонкослойная (планарная) хроматография занимает одно из ведущих мест в качественном и полуколичественном анализе сложных природных, фармацевтических, медикобиологических и химических объектов. Среди других хроматографических методов планарную хроматографию отличают следующие достоинства и особенности:

Это единственный хроматографический метод, позволяющий проводить полный анализ неизвестной смеси, поскольку исследователь имеет возможность проверить, не остались ли на старте неэлюированные компоненты;

По производительности превосходит газовую и

высокоэффективную жидкостную хроматографию, по крайней мере, на порядок; использует более простое и дешевое оборудование;

Обладает высокой селективностью, которую легко варьировать, подбирая состав подвижной фазы; в отличие от ВЭЖХ нет ограничений в выборе растворителей;

Дает возможность одновременного разделения нескольких образцов; использования однократного или многократного элюирования (при различных условиях), а также одновременного разделения компонентов одного и того же образца с помощью различных элюентов;

Возможна оптимизация разрешающей способности

хроматографической системы при разделении сложной смеси только для интересующих компонентов, что позволяет экономить время;

Возможно детектирование соединений с высокой

чувствительностью и селективностью, которые легко варьировать подбором проявляющего реагента; полученные результаты разделения легко оценить визуально;

можно сохранять хроматограммы для последующего

детектирования и осуществлять спектральную идентификацию

хроматографических зон после разделения в любом диапазоне длин волн, включая ИК.

у планарной хроматографии есть и некоторые недостатки:

Ограниченная разделяющая способность из-за сравнительно небольшой длины разделяющей зоны (3-10 см);

Чувствительность ниже, чем в случае ВЭЖХ;

Зависимость результатов анализа от окружающей среды: относительной влажности, температуры, а также наличия загрязняющих веществ в воздухе;

Трудности в работе с образцами, имеющими высокую летучесть, а также с веществами, чувствительными к действию кислорода воздуха или света.

Классическая, в наибольшей мерепростая и широко используемая методика тонкослойной хроматографии включает проведение следующих основных операций:

нанесение анализируемой пробы на слой сорбента;

разделение компонентов пробы на отдельные зоны в потоке подвижной фазы;

3) обнаружение зон на слое сорбента (часто реагентом, образующим с разделенными веществами окрашенные соединения);

4) количественная оценка полученного разделения, включая определение величины удерживания и определение содержания вещества в зонах на хроматограмме.

Положение зоны вещества на хроматограмме характеризуется величиной R f , которая равна отношению расстояния от стартовой линии до центра зоны вещества к расстоянию от стартовой линии до линии фронта. Значение R f - величина постоянная для данного соединения в этой истеме и зависит от ряда условий: способа элюирования, качества и активности сорбента, толщины слоя, качества растворителей, количества нанесенного вещества, длины пробега растворителей, положения стартовой линии и почти не зависит от температуры. По этой величине проводят идентификацию компонентов в смеси.

На качество разделения компонентов смеси в планарной хроматографии влияет большое число факторов: тип разделительной камеры; предварительное насыщение камеры и слоя сорбента парами подвижной фазы; стартовый размер пятна; расстояние от старта до нижнего края пластинки; относительная влажность воздуха лабораторного помещения; средний диаметр частиц и их форма; толщина и равномерность нанесения слоя сорбента; наличие микроповреждений слоя; тип вещества, связывающего сорбент; скорость элюирования; объем растворителя в камере; наличие примесей в элюенте; конвекция в газовой фазе внутри камеры.

Для разделения смесей веществ в тонком слое сорбента применяют адсорбционную, распределительную и ионообменную хроматографию, отличающиеся, прежде всего характером взаимодействий между растворенными веществами и твердой или жидкой фазами, с которыми они соприкасаются. На практике эти взаимодействия почти никогда не протекают изолированно, и разделение веществ обусловлено несколькими взаимодействиями. При выборе подходящего варианта хроматографии в первую очередь следует обратить внимание на строение разделяемых веществ. При помощи адсорбционной и распределительной хроматографии разделяются вещества, строение которых различается природой, числом и характером полярных и неполярных заместителей. При хроматографировании в тонком слое сорбента чаще всего применяют адсорбционную хроматографию, которая проще по выполнению, более эффективна, а результаты анализа более воспроизводимы.

Сорбенты в тонкослойной хроматографии

В качестве сорбентов в ТСХ применяют материалы, которые отвечают следующим требованиям: образуют химически и физически стабильные слои; не образуют ковалентных связей с разделяемыми веществами; не растворяются в подвижной фазе или перемещаются вместе с ней по пластинке; не содержат компонентов, мешающих разделению или детектированию; не имеют собственной окраски; не набухают и не сжимаются под действием подвижной фазы.

В качестве подложки для сорбента используется стекло, алюминиевая фольга, полимерные пленки (полиэтилентерефталат). Для придания стабильности слоя сорбента на подложке используются различные связующие вещества: гипс (5-10%), силиказоль, силикаты щелочных металлов, полиакриламид, полиакриловый эфир, крахмал. К адсорбенту часто добавляют флуоресцентный индикатор для детектирования веществ, поглощающих в УФ-области спектра. С этой целью используют: смесь силикатов цинка и магния; смесь сульфидов цинка и кадмия; вольфраматы щелочноземельных элементов.

Большое значение, особенно для эффективности разделения, имеют такие характеристики сорбентов, как диаметр частиц, среднее распределение частиц по размерам и размер пор. В классической тонкослойной хроматографии для производства пластинок используются частицы с размером 5 - 20 мкм. Для высокоэффективной тонкослойной хроматографии (ВЭТСХ) необходим сорбент, диаметр частиц которого составляет 5 - 7 мкм. Сравнение характеристик пластинок для ТСХ и ВЭТСХ приведено в таБЛ.22. Монолитные сорбенты представляют собой новое поколение стационарных фаз, которые могут быть использованы и в планарной хроматографии получают прямой сополимеризацией метакриловых полимеров, например, сополимера глицинметакрилата и этилендиметакрилата. Монолитные стационарные фазы не содержат частиц, а роль разделительного пространства выполняют поверхность и объем проточных каналов (пор). Макропористая структура монолитных сорбентов содержит как минимум два вида пор: макро- и мезопоры. Преимущества таких носителей заключаются в заметном повышении скорости и эффективности разделения, так как для них отсутствуют обычные диффузионные ограничения межфазного массообмена.

Таблица 1. Сравнение характеристик пластинок для классической (ТСХ) и высокоэффективной (ВЭТСХ) тонкослойной хроматографии.

Характеристики
Средний размер частиц, мкм
Толщина слоя, мкм
Количество проб
Длина пробега фронта растворителя, мм
Время разделения, мин
Количество растворителя, мл
Предел детектирования, нг
поглощение
флуоресценция

Основные типы сорбентов, используемых в ТСХ

Силикагель

полярный адсорбент, содержит активные силанольные и силоксановые группы, его применяют для разделения соединений различной полярности.

Оксид алюминия

полярный адсорбент с гетерогенной поверхностью, содержит активные ОН-группы, обладает заметно выраженными протоноакцепторными свойствами; его применяют для разделения ароматических углеводородов, алкалоидов, хлоруглеводородов, стероидов

Флоросил - основной силикат магния, занимает промежуточное положение между оксидом алюминия и силикагелем; удобен для разделения флаваноидов, стероидов и ацетилированных углеводородов

Полиамиды - группа полярных сорбентов со смешанным

механизмом разделения: карбоксамидная группа ответственна за адсорбционный механизм, метиленовые звенья - за распределительный механизм. Эти сорбенты применяют для разделения пищевых красителей, флаваноидов, танинов, нитрофенолов, спиртов, кислот.

Модифицированные силикагели с привитыми группами (амино, циано, диол-, C 2 -,C g -, C 1g -), отличными по полярности.

Важной характеристикой сорбента является его активность, она зависит от содержания воды и понижается при увеличении содержания воды в сорбенте.

Для успешного разделения смесей веществ большое значение имеет выбор сорбента. В первую очередь нужно исходить из свойств разделяемых соединений: их растворимости (гидрофильности, гидрофобности), содержания и характера функциональных групп. Насыщенные углеводороды адсорбируются слабо или совсем не адсорбируются на силикагелях и оксиде алюминия. ВВЕДЕНИЕ двойных связей, особенно сопряженных, увеличивает адсорбционную способность соединений.

Функциональные группы в еще большей степени усиливают способность веществ к адсорбции. Адсорбционная способность функциональных групп возрастает в следующем порядке:

СН=СН<ОСНз<СООR

Для количественной оценки содержания вещества в хроматографическux зонах используют различные методы:

1. Определение с удалением хроматографической зоны с пластинки можно проводить двояким образом: переносом хроматографической зоны вместе с сорбентом либо экстрагированием хроматографической зоны со слоя сорбента.

2. Определение соединений непосредственно на пластинке методом визуального сравнения размеров площадей пятен и их окраски с соответствующими параметрами пятен стандартных образцов

3. Метод денситометрии, повышающий точность результатов определения, основан на сканировании хроматограмм в видимом и УФсвете с помощью «хроматографических спектрофотометров» денситометров. Денситометры позволяют измерять поглощение света веществом на хроматограмме в режиме пропускания или отражения, а также флуоресценцию и ее тушение. Режим пропускания доступен, если только исследуемое вещество имеет полосу поглощения в видимой области спектра. В У Ф-области регистрацию в режиме про пускания осуществить нельзя из-за собственного поглощения силикагеля и подложки хроматограммы.

4. Метод вuдеоденсuтометрuu - сравнительно новый метод для количественной обработки хроматограмм. Принцип метода заключается во введении изображения хроматограммы в компьютер с помощью видеокамеры или цифровой камеры с последующим сравнением интенсивностей пятен стандартных и определяемых соединений. Видеоденситометр включает осветительный блок, видеокамеру с платой видеоввода или сканер, персональный компьютер с установленной операционной системой Windows и соответствующим программным обеспечением. В России такие комплексы производят НТЦ «Ленхром» (г. С.-Петербург) - денситометр «ДенСкан-О4» и «Сорбполимер» (г. Краснодар) денситометр «Сорбфил». Программа обработки хроматографических данных позволяет выполнять следующие функции: вводить изображения хроматограмм и сохранять их с высоким качеством и разрешением; выделять на введенном изображении хроматограммы рабочий участок, на котором будет производиться дальнейшая обработка изображения; производить

автоматический или ручной поиск пятен; проводить обработку пятен, переводить их в форму хроматографических пиков, рассчитывать значения R r и площади пиков; измерять содержание вещества в анализируемых пятнах (в относительных единицах); вводить значения концентраций для построения градуировочных зависимостей: линейной интерполяцией; линейной аппроксимацией более чем, через две точки; квадратичной интерполяцией; автоматически вычислять содержание вещества в анализируемых пятнах по введенным калибровочным значениям; представлять результаты в виде печатных документов. 1-3

Количественную обработку пятна в видеоденситометрии проводят по двум характеристикам: по площади пятна и его «объему» в пространстве, при всём этом в качестве третьей координаты используют яркость (интенсивность окраски пятна) (рис. 1).

Рис. 1. Вид пространственного распределения яркости в области пятна:

Ai,j - значение уровня яркости точки пятна; Bi,j- значение уровня яркости точки на базовой поверхности.

5. Денсuтометрuя с планшетным сканером с программным обеспечением для обработки хроматограмм практически не отличающимся от стандартных программ, применяемых для видеоденситометров, но существенно меньшей стоимости. При этом сканирование дает более четкое изображение хроматографических зон, что можно объяснить пониженным влиянием неравномерности освещения анализируемых объектов, чем в случае видеоденситометра.

Прuменение для решения практическux задач. Применение тех особенно эффективно для предварительного разделения (по классам, группам, видам веществ) компонентов сложных смесей органических загрязнителей воды, почвы и воздуха. Индивидуальная идентификация с помощью одной лишь тех затруднена из-за отсутствия высокочувствительных и селективных детекторов, кроме того, определение целевых компонентов менее точно, чем в случае ГХ и ВЭЖХ. Часто ТСХ применяют на первом этапе анализа для разделения сложных и многокомпонентных смесей органических соединений на отдельные более простые группы, и уж потом проводят более детальное исследование этих групп «более тонкими» методами (ГХ, ВЭЖХ, ЯМР, ИК или масс-спектрометрией).

Использование ТСХ при анализе загрязненной пресной и морской воды открывает широкие возможности для препаративного разделения, предшествующего другим методам, разделения искомых примесей и дополнительной идентификации. ТСХ используют для обнаружения и

полуколичественного определения веществ разной природы: поверхностно-активных веществ, углеводородов, ПАУ, фенолов, пестицидов.

Для определения неионных ПАВ в сточных и речных водах используют пластинки со слоем силикагеля или Кизельгеля о. На пластинку наносят хлороформенный экстракт ПАВ и разделяют их при использовании в качестве подвижной фазы смесей этилацетат: вода: уксусная кислота. Обнаруживают пятна при опрыскивании смесью: реактив Бургера: фосфорная кислота: этанол 5% раствор BaCI 2 .2H 2 0 (10:1:10:5). ПАВ проявляют в виде розовых пятен. Метод позволяет определить в воде от 0,1 до 1,0 мг/л неионогенных ПАВ. Из сточных вод в этих условиях экстрагируются ионные ПАВ, но они движутся вместе с фронтом растворителя и не проявляются.

Предложено много методик определения фенолов. Хлорфенолы разделяют на пластинках с оксидом алюминия при многократном элюировании бензолом или на силикагелевых пластинках при элюировании смесью бензола и петролейного эфира (1: 1). Определяют фенолы проявлением 2% раствором 4-аминоантипирина (предел обнаружения 0,5 мкг/л) или по флуоресценции при 254 нм (до 0,5 мкг фенолов). Второй вариант определения фенолов - разделение в виде: антипириновых, 4-аминоантипириновых производных или с п- нитрофенилазокрасителями.4-6

ГЛАВА 2. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ПЕСТИЦИДОВ В УКРАИНЕ

Увеличение масштабов и ассортимента применения пестицидов в сельскохозяйственной практике продолжает стимулировать разработку и использование методов аналитической химии малых концентраций токсических органических веществ для анализа объектов окружающей среды, сельскохозяйственного сырья, кормов и продуктов питания. Определение остатков пестицидов в этих средах не имеет самостоятельного значения, но является необходимой частью общей информации для достижения адекватной оценки риска, связанного с применением пестицидов. Оценка риска в прошлом была связана главным образом с безопасностью человека, и по этой причине определение остатков пестицидов было сосредоточено, главным образом, на сельскохозяйственном сырье и продуктах питания. В последние годы увеличение внимания к влиянию пестицидов не только на человека, но и на его окружение, требует значительно большей информации по остаточным количествам не только применяемых пестицидов, но и продуктов их разрушения и метаболизма в различных средах. Изучение остатков пестицидов теперь включает все виды сельскохозяйственного сырья, кормов и продуктов питания, воду, воздух и почву. Это в сочетании с внедрением в сельскохозяйственные технологии пестицидных препаратов с низкими нормами расхода (<10 г/га) требует принципиально новых подходов и методов для идентификации и количественного определения остатков пестицидов в различных средах.

Принимая во внимание объем необходимой информации, который должен быть получен в результате анализа различных матриц и сред, методика выполнения измерений (МВИ) остатков пестицидов должна отвечать большинству или всем следующим требованиям:

Обеспечивать достоверное отделение анализируемого вещества от мешающих примесей;

Обеспечивать однозначную идентификацию анализируемого вещества;

Иметь низкий предел количественного определения;

Иметь короткое время анализа;

Иметь низкую стоимость;

Обеспечивать разумную степень точности и правильности результатов;

Обеспечивать надежность получаемых результатов.

Стремление разработчиков методик как можно полнее удовлетворять этим требованиям является одним из основных стимулов в совершенствовании МВИ. Современная МВИ, основанная на инструментальных методах анализа, подразделяется на следующие стадии:

Экстракция анализируемых пестицидов и их метаболитов;

Очистка полученного экстракта;

Возможное получение производных анализируемых пестицидов и продуктов их разрушения и метаболизма;

Хроматографическое разделение

Определение (детектирование) анализируемых веществ.

Способ экстракции, который используется в МВИ, должен обеспечивать количественное и селективное извлечение определяемых веществ, т. е. максимально извлекать из анализируемой матрицы определяемые вещества на фоне как можно меньшего извлечения коэкстрактивных (мешающих) веществ. В противном случае потребуется более сложная стадия очистки полученного экстракта, что неизбежно приведет к потерям определяемых веществ и увеличению общей ошибки анализа. В связи с этим сегодня проявляется общая тенденция в анализе остатков пестицидов использовать способы экстракции, которые легко поддаются автоматизации, уменьшают число операций, выполняемых вручную, и количества используемых органических растворителей и обеспечивают возможность анализа большого числа проб. Этим требованиям отвечает твердофазная экстракция (ТФЭ), которая является альтернативой традиционной экстракции в системе жидкость-жидкость и которая позволяет объединить отбор проб с концентрированием. Использование готовых коммерчески доступных патронов (картриджей) для ТФЭ значительно упрощает процедуру подготовки проб к анализу по сравнению с традиционными способами. ТФЭ используется не только в анализе воды, но также в анализе почвы, фруктов, овощей и других пищевых продуктов. Из экстрактов этих матриц, полученных с использованием малополярных и неполярных органических растворителей, пестициды затем концентрируют на молекулярных сорбентах за счет диполь-дипольных взаимодействий или образования водородных связей. Для этих целей используют картриджи, заполненные силикагелем, флоризилом или оксидом алюминия. Нами проведены систематические исследования процесса динамической сорбции следовых количеств пестицидов различных классов на макросетчатом "сверхсшитом" сополимере стирола с дивинилбензолом (полисорб. В результате этих исследований разработан сорбционный способ концентрирования с использованием пластмассовых патронов-концентраторов, заполненных полисорбом, который позволяет проводить экспресс-определение пестицидов в воде на 1-2 порядка ниже значений ПДК. Интересно отметить, что в совместном проекте SMT4-CT96-2142 семи Европейских исследовательских центров Франции, Бельгии, Германии, Нидерландов, Испании и Португалии, который стартовал в 1997 году и предметом которого являлась разработка метода определения множественных остатков пестицидов в питьевой воде с помощью ТФЭ, позволяющего контролировать пестициды в воде на уровне 0,1 мкг/л (в соответствии с требованиями Европейской Директивы по питьевой воде 80/778/EEC), были исследованы девять сорбентов различных фирм на основе С18-обращенной фазы и SDB-1 . В результате этих исследований было установлено, что в наибольшей мереподходящим сорбентом для ТФЭ пестицидов из воды оказался SDB-1 -- сорбент на основе сополимера стирола с дивинилбензолом, эффективность которого для этих целей была нами установлена еще в начале 80-х годов прошлого столетия.

В последние годы для извлечения пестицидов из различных матриц находит применение сферхкритическая флюидная экстракция (СФЭ), которая рассматривается как альтернатива обычной жидкостной экстракции в аппарате Сокслета. В качестве сверхкритических флюидов используются диоксид углерода, оксид азота и смеси диоксида углерода и оксида азота с метанолом и толуолом. При сверхкритических условиях (температура 40 °С, давление 300 атм) сольватирующие свойства диоксида углерода подобны таковым фреонов или гексана. Одно из основных преимуществ СФЭ заключается в том, что при всём этом из анализируемых матриц извлекаются остатки различных пестицидов и продуктов их разрушения и метаболизма, которые не экстрагируются традиционными методами, даже при проведении экстракции в аппарате Сокслета. Аппаратурное оформление ТФЭ позволяет полностью автоматизировать этот процесс. Украинским химикам-аналитикам, работающим в области анализа пестицидов, еще только предстоит знакомство с этим мощным средством извлечения остатков пестицидов из почвы, растительного материала и животных тканей, позволяющим проводить экстракцию большого количества проб. Особенно впечатляет эффективность ТФЭ для анализа таких супертоксикантов, как полихлорированные дибензодиоксины и полихлорированные дибензофураны.

В качестве способа очистки экстрактов в анализе остатков пестицидов сегодня часто применяется гель-хроматография либо как самостоятельный способ, или как ступень в многостадийной операции очистки. Особенно эффективен этот способ очистки при анализе матриц, содержащих большое количество липидов. Наибольшее использование для этого способа очистки получили гели, работающие в среде органических растворителей. Разработаны автоматизированные установки, позволяющие очищать большое количество проб без какого-либо внимания со стороны персонала лаборатории. Эффективность этого способа очистки была впервые продемонстрирована нами в отечественных исследованиях для очистки экстрактов из риса, содержащих гербициды сатурн и префикс, при использовании гелей, образованных слабосшитыми сополимерами стирола с дивинилбензолом, хорошо набухающими в малополярных и неполярных органических растворителях.

Гель-хроматография является обязательной стадией многоступенчатой операции очистки при разработке и использовании так называемых методик определения множественных остатков (multiresidue) пестицидов. Увеличение числа применяемых пестицидов и источников их поступления в объекты окружающей среды, сельскохозяйственное сырье и продукты питания обусловливает значительное увеличение объема химико-аналитических исследований. Естественно, что использовать для определения каждого пестицида в каждой анализируемой матрице отдельную МВИ экономически невыгодно и неудобно. Значительно более привлекательны такие методические подходы, которые позволяют охватить все количество применяемых в сельскохозяйственной практике пестицидов несколькими МВИ. Такой подход имеет ряд важных преимуществ:во-первых, общее время анализа существенно сокращается; во-вторых, общее число пестицидов и их метаболитов, которые могут быть определены этими методиками, резко увеличивается и, в третьих, эти методики могут быть при необходимости быстро адаптированы к новым анализируемым матрицам и к новым пестицидам. В настоящее время за рубежом для контроля за содержанием пестицидов используются только методики определения множественных остатков пестицидов, которые позволяют проводить определение в одной пробе сельскохозяйственного сырья, пищевого продукта, воды, почвы или воздуха практически всех пестицидов, которые используются в сельскохозяйственной практике. Так, например, методика определения множественных остатков АОАС 990.06 позволяет проводить определение в одной пробе питьевой воды 29 хлорорганических пестицидов. Методика определения множественных остатков АОАС 991.07 предназначена для определения 44 азот- и фосфорорганических пестицидов в одной пробе питьевой воды. Методика определения множественных остатков Министерства здравоохранения Германии S 8 предназначена для определения в одной пробе фруктов или овощей 91 хлор-, фосфор- и триазиновых пестицидов. Методика определения множественных остатков S 19 (Германия) позволяет проводить определение в одной пробе почвы 220 хлор-, фосфор- и азотсодержащих пестицидов. Методика Европейского проекта SMT4-CT96-2142 позволяет определять в одной пробе питьевой воды 38 пестицидов, являющихся приоритетными для стран-разработчиков методики.

К сожалению, в Украине до настоящего времени при разработке МВИ, предназначенных для контроля за содержанием остатков пестицидов, используется подход, который был сформирован в недрах Государственной комиссии по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками бывшего СССР, и заключающийся в необходимости разработки отдельной методики для каждого пестицида и каждой анализируемой матрицы. В основу такой разработки кладутся методики, которые представляет фирма-разработчик пестицидного препарата вместе с отчетом о валидации представляемых методик независимой лабораторией и результатами полевых испытаний по определению остатков пестицидов в сельскохозяйственных культурах, почве, воде и воздухе рабочей зоны. Эти методики фирма-разработчик пестицидного препарата представляет только для прохождения процедуры государственной регистрации пестицида в Украине для того, чтобы показать, что данные по остаткам пестицида в сельскохозяйственных культурах, почве, воде и воздухе рабочей зоны, которые представляет фирма, получены с помощью валидированных методик. Таким образом, МВИ, представляемые фирмой-разработчиком пестицидного препарата, служат только для целей государственной регистрации пестицида и не являются МВИ, с помощью которых в стране-разработчике пестицидного препарата осуществляется контроль за содержанием остатков пестицидов в сельскохозяйствнном сырье, продуктах питания и объектах окружающей среды. Прерогатива разработки МВИ, предназначенных для контроля за содержанием остатков пестицидов в различных средах, за рубежом закреплена не за фирмами-производителями пестицидных препаратов, а за министерствами и ведомствами, которые ответственны за ту или иную область контроля. Например, в США это Агенство по охране окружающей среды (EPA) и Администрация по контролю пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA).

Таким образом, для разработки современной стратегии использования МВИ для определения остатков пестицидов в Украине необходимо четко разграничить МВИ, которые необходимы для целей государственной регистрации пестицидов, и МВИ, которые предназначены для государственного санитарно-эпидемиологического надзора за применением пестицидов. Для целей государственной регистрации пестицидов экономически и методически оправдан следующий подход к разработке МВИ: один пестицид -- одна сельскохозяйственная культура/среда -- одна МВИ. В основу разработки таких МВИ кладутся методики, которые представляют фирмы-разработчики пестицидных препаратов. Разработанные таким образом МВИ используются при определении остатков пестицидов в сельскохозяйственном сырье, почве, воде и воздухе рабочей зоны только при проведении предрегистрационных государственных испытаний пестицидов. Для целей государственного санитарно-эпидемиологического надзора за применением пестицидов конечно же необходимы МВИ, в основу разработки которых положен принцип определения множественных остатков пестицидов в одной пробе. Использование таких МВИ значительно удешевит как их разработку, так и последующее проведение санитарно-эпидемиологического надзора за применением пестицидов. В настоящее время рассматривается вопрос о возобновлении функционирования системы мониторинга пестицидов, которая в свое время (1984-1991 гг.) была разработана во ВНИИГИНТОКС (теперь Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И.Медведя) и внедрена в практику работы сети санэпидстанций МЗ Украины. В основе такого мониторинга должны лежать только методики определения множественных остатков пестицидов. Нами проанализированы химико-аналитические аспекты функционирования в прошлом унифицированной системы контроля за остаточными количествами пестицидов в сельскохозяйственном сырье, продуктах питания и объектах окружащей среды, намечены пути для модернизации этой системы и методические подходы для разработки методик определения множественных остатков пестицидов в фруктах, овощах и воде.

Хроматографические методы продолжают оставаться основным инструментом аналитической химии пестицидов. По темпам развития среди них первые места занимают капиллярная газовая хроматография (ГХ), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и хромато-масс-спектрометрия (ГХ/МС, ЖХ/МС). Капиллярная ГХ не имеет альтернативы при разработке методик определения множественных остатков пестицидов.

Ряд пестицидов, используемых в сельском хозяйстве Украины, не может быть подвергнут непосредственному газохроматографичекому определению вследствие их низкой летучести или недостаточной термической стабильности. Для того, чтобы сделать возможным определение этих соединений с помощью ГХ их превращают в различные производные. Такая операция обычно повышает летучесть и уменьшает адсорбцию хроматографируемых соединений на твердых носителях, увеличивает их термостойкость и улучшает разделение. В некоторых случаях при всём этом достигается также и значительное увеличение чувствительности детектирования полученных производных. Все это является предметом реакционной газовой хроматографии. Нами впервые в отечественных исследованиях была показана эффективность использования реакционной газовой хроматографии в анализе пестицидов на примере определения остаточных количеств гербицидов -- производных феноксиалканкарбоновых кислот (2,4-Д, 2,4-ДМ) в продуктах питания. С тех пор метод реакционной газовой хроматрографии широко используется в лабораториях Института при проведении государственных испытаний пестицидов и осуществлении государственной санитарно-гигиенической экспертизы.

Метод ВЭЖХ продемонстрировал определенные преимущества при совместном определении пестицидов и их метаболитов в одной пробе. Это в особой степени касается тех пестицидов, которые невозможно определять с помощью ГХ вследствие их термической нестабильности, высокой полярности и низкой летучести. Использование ВЭЖХ в анализе пестицидов позволяет обойтись без трудоемкой операции получения производных. Институт одним из первых в Украине начал использование этого метода для определения пестицидов. В настоящее время ВЭЖХ -- рутинный метод анализа во многих лабораториях Института. Особенно широко этот метод используется при проведении государственной санитарно-гигиенической экспертизы пищевых продуктов.

Перечисляя хроматографические методы, которые используются в анализе остатков пестицидов, нельзя не упомянуть и метод тонкослойной хроматографии (ТСХ), который был открыт в 1938 г. украинскими учеными Н.А.Измайловым и М.С.Шрайбер. Полуколичественный вариант ТСХ является и сегодня недорогим и эффективным методом разделения, идентификации и полуколичественного определения остатков пестицидов. Именно полуколичественный вариант ТСХ сыграл большую роль в становлении химико-аналитической службы Министерства здравоохранения Украины для контроля за содержанием остатков пестицидов в продуктах питания и объектах окружающей среды, когда методы ГХ и ВЭЖХ еще не были доступны для широкого использования. Во многом это произошло благодаря работам, выполненным в стенах Института. В настоящее время ТСХ в анализе остатков пестицидов в основном используется как альтернативный аналитический метод для подтверждения правильности идентификации пестицидов, полученной с помощью методов ГХ и ВЭЖХ. ТСХ незаменимый инструмент и в анализе остатков пестицидов, когда требуется проверить очень большое число проб пищевых продуктов или объектов окружающей среды на наличие пестицидов. В таких случаях обычно применяется методология скрининга. Все пробы, давшие "положительную" реакцию, далее исследуют каким-то более специфическим инструментальным методом (ГХ, ВЭЖХ, ГХ/МС, ЖХ/МС), в то время как все отрицательные результаты скрининга принимают как окончательные без какой-либо проверки. Институт распологает комплектом оборудования для количественной ТСХ (фирма КАМАГ, Германия). Тем не менее перспективы дальнейшего использования ТСХ в анализе пестицидов прежде всего следует связывать с полуколичественным вариантом этого метода. Альтернативы этому нет.

Каждый этап применения пестицидов в мировой сельскохозяйственной практике с конца 40-х годов прошлого столетия и до настоящего времени может быть охарактеризован своими собственными химико-аналитичесчкими проблемами. При этом одна проблема в анализе остатков пестицидов остается неизменной -- необходимость постоянного снижения пределов количественного определения (limit of quantitafication, LOQ) пестицидов. Достижение очень низких пределов количественного определения при использовании МВИ сопровождается уменьшением уровня достоверности (надежности идентификации) результата анализа. Часто для того, чтобы достичь очень низких пределов количественного определения необходимо использовать сложную многостадийную процедуру очистки и стадию получения производных для того, чтобы можно было использовать высокоселективные и высокочувствительные детекторы (ЭЗД, ТИД). При этом это неизбежно сопровождается потерями анализируемого вещества в ходе этих операций, что приводит к увеличению ошибки анализа. Кроме этого свой вклад вносит также непостоянство состава анализируемой матрицы от пробы к пробе. В связи с этим химик-аналитик не всегда может удовлетворить желание гигиениста и токсиколога иметь МВИ с очень низкими пределами количественного определения вследствие технических возможностей используемых приборов и методических ограничений разрабатываемой МВИ. При разработке МВИ химик-аналитик свои усилия должен фокусировать не только на достижении низких пределов количественного определения анализируемых пестицидов, но не упускать из поля зрения более важные аспекты анализа остатков пестицидов: надежность идентификации и воспроизводимость результатов. Известно, что сегодня в Украине в некоторых сельскохозяйственных культурах и продуктах питания содержание пестицидов не допускается (так называемые zero tolerances) или находится на уровне предела обнаружения (limit of detection, LOD), т. е. любые детектируемые остатки пестицидов считаются недопустимыми. Для таких случаев первостепенное значение приобретает надежность идентификации пестицида, а не точное количественное определение его содержания, поскольку уже сам факт обнаружения пестицида является основанием для запрещения использования сельскохозяйственного сырья или продукта питания. В этих случаях применение полуколичественного варианта ТСХ является вполне оправданным при условии, что при всём этом достигается надежная идентификация определяемого пестицида.

Понимая, какое важное значение в анализе остатков пестицидов имеют вопросы, связанные с повышением надежности идентификации определяемых соединений, нами были предприняты систематические исследования по изучению межмолекулярных взаимодействий хлор- и азотсодержащих пестицидов в условиях газовой и жидкостной хроматографии. При этом было впервые установлено существование корреляционных зависимостей между параметрами удерживания членов гомологических рядов сорбатов, полученных при использовании хроматографических методов с различными механизмами сорбции. Эффективность использования таких зависимостей для повышения надежности идентификации пестицидов была продемонстрирована на примере гомологических рядов хлоралканкарбоновых и хлорфеноксиалканкарбоновых кислот и их эфиров, хлорфенолов, замещенных фенилмочевин, нитрофенолов и нитрофенольных соединений, замещенных бензойных кислот, симм-триазинов, эфиров тиокарбаминовой кислоты. 9

Глава 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ В ВОДЕ, ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ, КОРМАХ И ТАБАЧНЫХ ИЗДЕЛИЯХ ХРОМАТОГРАФИЕЙ В ТОНКОМ СЛОЕ

Данная методика апробирована и рекомендована в качестве официальной группой экспертов при Госкомиссии по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками при МСХ СССР.
Настоящие Методические указания распространяются на определение содержания ДДТ, ДДЭ, ДДД, гексохлорана, альдрина, кельтана, гептахлора, метоксихлора, дактала, тедиона и эфирсульфоната в воде, почве, вине, овощах, фруктах, грибах, зерне, комбикормах, корнеклубнеплодах и зеленых кормах, рыбе, мясе, мясопродуктах, внутренних органах, молоке и молочных продуктах, животном жире, сливочном и растительных маслах, жмыхах, шротах, лузге, меде, сахаре, яйцах и яйцепродуктах, а также в табачных изделиях.

Принцип метода. Метод основан на хроматографии хлорсодержащих пестицидов в тонком слое окиси алюминия, силикагеля или пластинок "Силуфол" в различных системах подвижных растворителей после экстракции их из исследуемых образцов и очистке экстрактов. Подвижным растворителем служит н-гексан или н-гексан в смеси с ацетоном. Места локализации препаратов обнаруживают после опрыскивания пластинок раствором аммиаката серебра с последующим ультрафиолетовым облучением или после облучения ультрафиолетовым светом пластинок "Силуфол", содержащих о-толидин.

Реактивы и растворы

Ацетон хч, ГОСТ 2603-71

Аммиак водный хч, ГОСТ 3760-64

Алюминия окись 2 ст. активности для хроматографии, ч, МРТУ 6-09-5296-68. Просеивают через сито 100 меш.

Алюминия окись, пропитанная серной кислотой. Две весовые части окиси алюминия (или окиси кремния) помещают в фарфоровую ступку, заливают одной объемной частью серной кислоты и тщательно перемешивают. Смесь готовят непосредственно перед подготовкой колонок для очистки экстрактов из проб шротов, жмыха, лузги

Бензол хч, ГОСТ 5955-68

Н-гексан ч, МРТУ 6-09-2937-66

Калий щавелевокислый чда, ГОСТ 5868-68

Кальций сернокислый чда, ГОСТ 3210-66. Просушивают 6 часов в сушильном шкафу при 160 град. C. Просеивают через сито 100 меш.

Кремния окись для люминофоров ч, МРТУ 6-09-4875-67

Натрий сернокислый безводный ч, ГОСТ 4166-66

Натрий углекислый кислый хч, ГОСТ 4201-66, 0,5 н. раствор

Натрий хлористый хч, ГОСТ 4233-66, насыщенный раствор

Петролейный эфир (темп. кип. 40 - 70 град.)

Перекись водорода хч (30% водный раствор), ГОСТ 10929-64

Проявляющие реактивы:

Проявляющий реактив N 1. 0,5 г азотнокислого серебра растворяют в 5 мл дистиллированной воды, прибавляют 7 мл аммиака и доводят объем раствора до 100 мл ацетоном; в готовый раствор можно добавить 0,2 мл перекиси водорода. Раствор следует хранить в колбе с притертой пробкой в темном месте в течение 3-х дней. На пластинку 9 x 12 см расходуется 8 - 10 мл раствора. Проявляющий реактив N 2. 0,5 г азотнокислого серебра растворяют в 5 мл дистиллированной воды, добавляют 10 мл 2-феноксиэтанола и доводят объем раствора до 200 мл ацетоном, затем добавляют 6 капель 30-процентной перекиси водорода.

Серебро азотнокислое чда, ГОСТ 1277-63

Серная кислота ч, ГОСТ 4204-66

Силикагель АСК (Воскресенского химкомбината Московской обл.)

Силикагель КСК, просеянный через сито 100 меш.

Стандартные образцы:

ДДТ, ДДД, ДДЭ, альдрин, изомеры ГХЦГ, гептахлор, метоксихлор, кельтан, эфирсульфонат, дактал, тедион хч.

Стандартные растворы: 10 мг соответствующего пестицида растворяют в мерной колбе на 100 мл в н-гексане и доводят до метки этим растворителем. Стандартные растворы необходимо хранить в стеклянной посуде с притертыми пробками в холодильнике.

Стеклянная вата, очищенная конц. серной кислотой, промытая дистиллированной водой и высушенная о-Толидин ч, МРТУ 6-09-6337-69, 1% раствор в ацетоне2-феноксиэтанол

Этиловый спирт, ректификат, ТУ 19-11-39-69

Хлороформ хч, ГОСТ 200-15-74

Четыреххлористый углерод хч, ГОСТ 20228-74

Этиловый эфир (для наркоза), Фармакопея СССР

Натрий сернокислый, 2% водный раствор

Натрий сернокислый, насыщенный раствор

2.4. Приборы и посуда

Баня водяная, ТУ 64-1-2850-76

Вакуумно-ротационный испаритель, ИР ТУ 25-11-310-69 или прибор для отгонки растворителей, МРТУ 25-11-67-67

Воронки химические, диам. 6 см, ГОСТ 86-13-64

Воронки делительные, емкостью 100, 250, 500 мл, ГОСТ 10054-75

Воронки Бюхнера, ГОСТ 9147-69

Гомогенизатор или измельчитель тканей

Камера для опрыскивания, ТУ 25-11-430-70

Камера для хроматографирования, размером 150 x 200, 105 x 165 мм, ГОСТ 10565-63

Колбы Бунзена, ТУ 25-11-135-69

Колбы мерные, емкостью 50, 100 мл, ГОСТ 1770-74

Колбы нш, емкостью 100, 250, 500 мл, ГОСТ 10394-63

Колбы круглодонные нш, емкостью 150, 250, 500 мл, ГОСТ 10394-63

Микропипетки, ГОСТ 1770-74 (для нанесения стандартных растворов)

Пипетки или шприцы для нанесения проб

Пипетки емкостью 1, 5, 10 мл, ГОСТ 1770-74

Прибор для встряхивания, МРТУ 2451-64

Пластинки стеклянные 9 x 12, 13 x 18 см

Пульверизаторы стеклянные для опрыскивания пластинок

Сито на 100 меш (диаметр отверстий 0,147 мм)

Стеклянные хроматографические колонки (диаметр - высота), 20 x 400, 15 x 150

Ртутно-кварцевая лампа

Цилиндры мерные емкостью 25, 50, 100, 250, 500 мл, ГОСТ 1770-74

Чашки выпарительные N 3, N 1, ГОСТ 9147-69

Приготовление пластинок для хроматографии

Тщательно промытую хромовой смесью, раствором соды, дистиллированной водой и высушенную пластинку протирают этиловым спиртом или эфиром и

покрывают сорбционной массой. Массу готовят следующим образом:

а) 50 г просеянной через сито 100 меш. окиси алюминия смешивают в фарфоровой ступке с 5 г сернокислого кальция, прибавляют 75 мл

дистиллированной воды и перемешивают в ступке или колбе до образования однородной массы. На пластинку 9 x 12 см наносят 10 г сорбционной массы (на пластинку 13 x 18 см - 20 г) и, покачивая, равномерно распределяют по всей пластинке. Пластинки сушат при комнатной температуре 18 - 20 часов, можно сушить их 20 минут при комнатной температуре, а затем 45 минут в сушильном шкафу при температуре 110 град. C.

б) 35 г силикагеля КСК, просеянного через сито 100 меш., смешивают с 2 г сернокислого кальция и 90 мл дистиллированной воды и перемешивают в ступке или колбе до однородной массы. Наносят на пластинки и сушат, как указано выше. Порция рассчитана на 10 пластинок.

Если пластинки с тонким слоем силикагеля темнеют после облучения УФ-светом, силикагель перед употреблением следует очистить от примесей. Для этого силикагель заливают на 18 - 20 часов разбавленной соляной кислотой (1:1), кислоту сливают, промывают силикагель водой и кипятят в круглодонной колбе 2 - 3 часа с разбавленной азотной кислотой (1:1), промывают проточной водопроводной, затем дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, сушат в сушильном шкафу 4 - 6 часов при температуре 130 град. Силикагель дробят и просеивают через сито 100 меш.

Пластинки для хроматографии "Силуфол" UV-254 производства ЧССР перед использованием импрегнируют о-толидином. Для этого каждую пластинку опускают на 0,5 см в 0,1% раствор о-толидина в ацетоне, налитый в камеру для хроматографирования. После того как фронт растворителя поднимется до верхнего края пластинки, ее вынимают и высушивают на воздухе, избегая прямого солнечного света. После этого пластинки готовы к употреблению. Пластинки, импрегнированные о-толидином, хранят в эксикаторе. Используют при анализе кормов.

Пластинки "Силуфол" UV-254 производства ЧССР предварительно промывают дистиллированной водой в хроматографической камере, высушивают на воздухе и непосредственно перед использованием активизируют в сушильном шкафу при температуре 65 град. в течение 4 минут. Подготовка хроматографических колонок для очистки экстрактов

Хроматографическая колонка для очистки от молочного жира. В нижнюю часть хроматографической колонки (размером 20 x 400 мм) помещают стекловату или 500 мг обезжиренной ваты. Затем засыпают в колонку силикагель АСК (75 мл для очистки экстрактов из проб свиного жира и 70 мл для всех остальных проб) и уплотняют силикагель постукиванием по колонке. Колонку промывают 50 мл н-гексана или петролейного эфира, и прошедший через нее растворитель отбрасывают. После этого колонка готова для хроматографической очистки экстрактов из проб рыбы, мяса и мясопродуктов, молока и молокопродуктов, меда, яиц и т.д.

Хроматографическая колонка для очистки экстрактов из проб шротов (необогащенных липидами) и лузги.

Хроматографическую колонку заполняют на высоту 1 см стеклянной ватой, затем в колонку вносят просеянную окись алюминия (I) слоем 2,5 см или окись кремния - 3,5 см. Далее засыпают, не утрамбовывая, комочки окиси алюминия (кремния), пропитанные серной кислотой, высота слоя (II) 2,5 см. Каждый слой последовательно промывают гексаном (всего 20 - 30 мл).

Для анализа жмыхов и шротов, обогащенных липидами, слоиокиси алюминия следует увеличить до 5 см (I) и 3 см (II) соответственно, в случае использования окиси кремния - 6 см (I) и 3 см (II).

Вода, вино. 200 мл пробы помещают в делительную воронку и экстрагируют пестициды, встряхивая в течение 3-х минут н-гексаном или петролейным эфиром тремя порциями по 30 мл или диэтиловым эфиром тремя порциями по 50 мл. В объединенные экстракты насыпают 10 г безводного сернокислого натрия или фильтруют через воронку, заполненную на 2/3 сернокислым натрием. Экстракты переносят в прибор для отгонки растворителей и отгоняют растворитель до объема 0,2 - 0,3 мл. В случае необходимости экстракт чистят серной кислотой.

Овощи, фрукты. 20 г измельченной пробы помещают в колбу с притертой пробкой и проводят экстрагирование пестицидов трижды в течение 15 минут на аппарате для встряхивания н-гексаном или петролейным эфиром порциями по 30 мл. Объединенные экстракты сушат безводным сернокислым натрием, переносят в прибор для отгонки растворителей, отгоняют растворитель до объема 0,2 - 0,3 мл и наносят на пластинку.

Зерно, грибы. Из измельченных проб отбирают 20 г зерна, 50 г сырых или 10 г сухих грибов и помещают в колбы с притертыми пробками. Экстракцию пестицидов проводят трижды на приборе для встряхивания н-гексаном или петролейным эфиром порциями по 30 мл. Объединенные экстракты переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл насыщенного раствора безводного сернокислого натрия в серной кислоте и осторожно встряхивают несколько раз. Отделяют органический слой и повторяют обработку до тех пор, пока кислота не станет бесцветной. Экстракт промывают дистиллированной водой, сушат безводным сернокислым натрием и отгоняют растворитель.

Яблоки, капуста, трава, сено. 20 г измельченных яблок, 20 г капусты, 40 г травы и 20 г сена заливают 100 мл ацетона в колбе с притертой пробкой. Встряхивают 2 - 3 минуты, прибавляют 20 мл дистиллированной воды и охлаждают на льду 30 минут. Экстракт сливают и фильтруют холодным, экстракцию повторяют. Из объединенных водно-ацетоновых экстрактов отгоняют ацетон, а из водного остатка экстрагируют препараты н-гексаном тремя порциями по 10 мл в течение 10 минут. Гексановые экстракты очищают серной кислотой, насыщенной безводным сернокислым натрием. Сушат безводным сернокислым натрием. Отгоняют растворитель до небольшого объема и наносят на пластинку. Если очистка неполная (после испарения растворителя на колбе остается белый налет), экстракт испаряют досуха, остаток смывают холодным ацетоном 3 раза порциями по 0,2 мл и сразу наносят на пластинку.

Комбикорма. Для исследования берут навеску 40 г, увлажняют ее в колбе 60 мл дистиллированной воды. Увлажненную навеску оставляют на ночь в колбе, закрытой пробкой. Экстракцию пестицидов проводят дважды 50 - 100 мл смеси гексан - ацетон 1:1 при встряхивании в течение 2 часов. Экстракты объединяют в делительной воронке на 500 мл, прибавляют дважды по 50 мл дистиллированной воды и, после разделения слоев, нижний водный слой сливают в другую делительную воронку и экстрагируют пестициды 40 мл гексана. Водный слой сливают. Гексановые экстракты объединяют, фильтруют через воронку с бумажным фильтром, заполненным на 2/3 безводным сернокислым натрием. Экстракты упаривают на ротационном испарителе до объема 20 - 30 мл или досуха, растворяя затем сухой остаток в 20 - 30 мл гексана или петролейного эфира. Экстракт переносят в делительную воронку и производят очистку серной кислотой, как описано выше.

Шрот, лузга, жмых. Навески: 15 г обогащенного липидами шрота или жмыха; 20 г не обогащенного липидами шрота или лузги делят на равные части и помещают в колбы емкостью 100 - 250 мл с притертыми пробками, заливают гексаном (три объема гексана на одну весовую часть шрота), встряхивают на приборе для встряхивания 30 минут. Экстракт фильтруют через воронку Бюхнера, не перенося осадок на воронку. В колбу повторно заливают указанное количество гексана, встряхивают 30 минут, фильтруют, количественно переносят осадок на воронку Бюхнера с помощью 30 мл гексана (3 раза по 10 мл). Полученный экстракт выпаривают до 30 мл на ротационном испарителе или в токе воздуха при температуре не выше 40 град., остаток делят на две равные части и помещают в морозильную камеру холодильника на 1 час (не менее). Каждую часть пропускают через отдельную колонку с окисью алюминия со скоростью 2 мл/минуту, промывают колбу и колонку 50 мл охлажденной смеси этилового эфира с гексаном (15:85). Эту операцию необходимо проводить без перерыва, не оставляя на следующий день. Очищенные экстракты объединяют и упаривают до объема 1 мл. Остаток из колбы переносят количественно микропипеткой с помощью резиновой груши в пробирку на 1 мл, колбу и микропипетку 2 - 3 раза промывают небольшим количеством гексана (всего 0,3 - 0,5 мл), сливая его в ту же пробирку. Затем осторожно выпаривают гексан из пробирки на водяной бане при температуре 50° почти досуха (конечный объем приблизительно 2 - 3 капли). Если общий объем экстракта и промывной жидкости превышает 1 мл, то сначала выпаривают экстракт, постепенно прибавляя к нему промывную жидкость. При наличии в упаренном экстракте белого мазеобразного осадка в пробирку добавляют 5 - 6 капель гексана и помещают ее на 15 - 20 минут в морозильную камеру холодильника, затем деканируют дважды таким же количеством гексана и снова упаривают до конечного объема 2 - 3 капли.

Параллельно с исследуемыми образцами готовят два модельных экстракта. Каждый экстракт получают из одного грамма шрота, не содержащего пестицидов (соотношение сухого вещества и пестицида то же, что и в исследуемых образцах). В один из экстрактов перед очисткой на колонках вносят микрошприцем (микропипеткой) определяемые пестициды в количестве 3 мкг, в другой - 0,75 мкг. Упаренные исследуемые и модельные экстракты с помощью микропипетки или микрошприца количественно наносят на пластинку, трижды смывая пробирку небольшим количеством гексана.

Рыба, мясо и мясопродукты. Мясо, мясопродукты пропускают через мясорубку. Рыбу очищают от чешуи, внутренних органов и тоже пропускают через мясорубку. 20 г пробы перемешивают с безводным сернокислым натрием и помещают в колбу с притертой пробкой. Пестициды экстрагируют дважды смесью гексан - ацетон или петролейный эфир - ацетон в соотношении 1:1 порциями по 50 мл в течение 1,5 часов при встряхивании.

Экстракт фильтруют через воронку с бумажным фильтром, заполненным на 2/3 безводным сернокислым натрием, затем растворитель отгоняют, сухой остаток растворяют в 20 мл н-гексана и вносят его в колонку с силикагелем АСК. После впитывания экстракта в сорбент пестицид элюируют 110 мл смеси бензола с гексаном в соотношении 3:8 порциями по 25 - 30 мл. Элюат собирают в круглодонную колбу со шлифом емкостью 250 - 300 мл. Через 10 минут после впитывания последней порции растворителя сорбент отжимают с помощью груши. Элюат отгоняют до объема 0,1 мл и наносят на хроматографическую пластинку.

В том случае, если пробы мяса или рыбы содержат большое количество жира, после испарения первого экстрагента (смеси ацетона с гексаном) и растворения сухого остатка в гексане следует провести очистку гексанового экстракта серной кислотой, а затем колоночную очистку, как описано выше.

Животный жир, яйца, яичный порошок. Жир измельчают на мясорубке, яичный порошок тщательно перемешивают, яйца - отделяют желток от белка, взвешивают желток и белок, а для анализа берут только желток. Конечный результат о содержании хлорорганических пестицидов в яйце приводят на все яйцо. Желток тщательно перемешивают. 25 г подготовленного образца заливают 50 мл ацетона, перемешивают и нагревают на горячей водяной бане до закипания растворителя. Колбу охлаждают, добавляют в нее 10 мл охлажденного 2% раствора сернокислого натрия, перемешивают и охлаждают 45 минут на ледяной бане. Затем сливают ацетоновый слой в круглодонную колбу через слой обезжиренной ваты. Экстракцию ацетоном с последующим вымораживанием жира повторяют еще два раза. Из объединенных экстрактов отгоняют ацетон на ротационном испарителе или в приборе для отгонки растворителей (температура бани не более 70 град. +/- 2 град.) и трижды экстрагируют петролейным эфиром порциями 20, 10 и 10 мл. Продолжительность первой экстракции 1 час, последующих - 15 минут. Петролейный эфир переносят в делительную воронку с 40 мл 2% водного раствора сернокислого натрия, перемешивают содержимое в течение 2-х минут, дают слоям разделиться и водную фазу отбрасывают. Для улучшения разделения слоев можно добавить несколько мл насыщенного раствора сернокислого натрия. Операцию промывки экстракта повторяют еще два раза, после чего петролейный эфир сливают в стакан с 20 г безводного сернокислого натрия, споласкивают делительную воронку дважды 5 мл петролейного эфира. Подсушенный экстракт количественно переносят в мерный цилиндр на 50 мл и доводят объем раствора петролейным эфиром до 30 мл. Далее наносят 30 мл экстракта в колонку с силикагелем АСК, как указано выше. Для проб свиного жира насыпают 75 мл силикагеля АСК, для всех остальных проб - 70 мл. Очистку экстрактов проводят, как описано для проб мяса. Элюат собирают в круглодонную колбу на 150 мл, растворитель упаривают до объема нескольких капель и наносят на хроматографическую пластинку.

Мед. 30 г меда смешивают с 3 г безводного сернокислого натрия и трижды экстрагируют пестициды гексаном порциями по 30 мл каждый раз по 15 минут, тщательно растирая мед стеклянной палочкой в узком химическом стакане. Экстракты объединяют и отгоняют гексан до объема 30 мл или до меньшего объема, далее доводя экстракт до 30 мл гексаном. 30 мл экстракта вносят в хроматографическую колонку с силикагелем АСК и проводят очистку экстракта и испарение растворителя, как описано выше.

Сахар. Из навески 50 г сахара, предварительно растворенного в воде, пестициды экстрагируют в делительной воронке на 250 мл н-гексаном. Экстракцию пестицидов проводят трижды по 50, 25 и 25 мл растворителя каждый раз встряхивая по 5 минут. Объединенные гексановые экстракты очищают от коэкстрактивных веществ (красящие, аминокислоты, липиды) сернокислотным способом.

Молоко и молочные продукты. Для подготовки проб можно использовать один из приведенных способов.

Первый способ. Сливки, сметана, молоко и др. цельномолочные продукты. Для анализа берут 20 г сливок и сметаны, предварительно разведенных равным объемом дистиллированной воды, 50 мл молока, кефира и т.п., прибавляют концентрированную серную кислоту (30 - 40 мл) до полного почернения пробы. Охлажденный до 10 - 15 град. раствор переносят в делительную воронку и экстрагируют препараты гексаном 2 раза порциями по 25 мл. Для полного извлечения воронку встряхивают 2 минуты, затем оставляют ее на 30 минут до полного разделения слоев. Если образуется эмульсия, прибавляют 1 - 2 мл этилового спирта. К объединенным экстрактам в делительной воронке прибавляют 10 мл концентрированной серной кислоты, насыщенной сернокислым натрием, и осторожно встряхивают несколько раз. Очистку продолжают до получения бесцветной серной кислоты.

Творог, сыр. 50 г творога или 10 г измельченного на терке сыра заливают 40 мл гексана или петролейного эфира, непрерывно встряхивают 2 - 3 минуты и оставляют на 30 минут. Экстракцию повторяют. Объединенные экстракты в делительной воронке очищают серной кислотой, как указано выше.

Второй способ. Молоко, кефир, простокваша, кумыс и другие цельномолочные продукты. 25 мл продукта помещают в делительную воронку на 300 мл, приливают по 5 мл щавелевокислого калия и насыщенного раствора хлористого натрия, перемешивают, приливают 100 мл ацетона, встряхивают 2 минуты. Приливают 100 мл хлороформа и встряхивают 2 мин. Воронку оставляют до полного разделения слоев. Верхнюю фазу отбрасывают, а нижнюю выливают в круглодонную колбу со шлифом и испаряют растворитель досуха. Остаток смывают 30 мл гексана.

Сгущенное молоко, 10 - 20% сливки. К 10 г продукта прибавляют 10 мл насыщенного раствора хлористого натрия и выливают в делительную воронку вместимостью 150 мл. К смеси приливают 40 мл ацетона, встряхивают 2 минуты, приливают 60 мл хлороформа, встряхивают 2 - 3 минуты и оставляют до разделения фаз. Далее поступают, как при определении пестицидов в молоке.

Сгущенные молочные продукты. 10 г продукта помещают в стаканчик, заливают 10 мл воды с температурой 45 - 50 град. C, перемешивают и переносят в делительную воронку на 150 мл, добавляют 5 мл щавелевокислого калия. Содержимое воронки перемешивают, приливают 80 мл ацетона и встряхивают 2 - 3 минуты. Добавляют 100 мл хлороформа и встряхивают 5 - 7 минут. После разделения фаз нижнюю фазу сливают в круглодонную колбу, растворители отгоняют, а сухой остаток растворяют в 30 мл петролейного эфира. Сухие молочные продукты. 3 г сухих молочных продуктов (сливок 2 г) высыпают в стаканчик, приливают 15 мл дистиллированной воды с температурой 40 - 45 град. C, размешивают и переносят в делительную воронку вместимостью 300 мл, приливают по 5 мл щавелевокислого калия и насыщенного раствора хлористого натрия. Содержимое воронки перемешивают, добавляют 80 мл ацетона и встряхивают 3 - 5 минут, приливают 100 мл хлороформа, встряхивают 5 минут и оставляют на 3 - 5 минут (до разделения фаз). Нижнюю фазу сливают в круглодонную колбу, растворитель отгоняют, а остаток смывают 30 мл гексана. Сметана, 30 - 40% сливки. 5 г продукта отвешивают в стаканчик, приливают 10 мл насыщенного раствора хлористого натрия и переносят в делительную воронку вместимостью 150 мл. Стаканчик обмывают 40 мл ацетона, смывы переносят в делительную воронку, которую встряхивают 2 - 3 минуты, добавляют 70 мл хлороформа и встряхивают 2 мин. Воронку оставляют на несколько минут до разделения фаз, нижнюю фазу сливают в колбу для отгонки растворителей, растворитель отгоняют, а остаток смывают 30 мл гексана.

Творог, сыр. 10 г творога или измельченного на терке сыра растирают с 10 мл насыщенного раствора хлористого натрия и переносят в делительную воронку на 250 - 300 мл. Прибавляют 80 мл ацетона, встряхивают 2 минуты, приливают 100 мл хлороформа и вновь встряхивают. Нижнюю фазу используют для анализа после отгонки растворителей, растворив остаток в 30
мл гексана. Далее проводят очистку экстрактов из проб молока и молочных продуктов от молочного жира, подготовленных по второму способу. Для этого 30 мл экстракта наносят в колонку с 70 мл силикагеля АСК. После впитывания экстракта в сорбент пестицид элюируют 110 мл смеси бензола с гексаном в соотношении 3:8 порциями по 25 - 30 мл. Элюат собирают в круглодонную колбу на 250 - 300 мл. Через 10 минут после впитывания последней порции растворителя сорбент отжимают с помощью резиновой груши. После очистки растворители отгоняют под вакуумом.
Сливочное масло. 20 г сливочного масла растапливают на водяной бане в круглодонной колбе, прибавляют 50 мл ацетона, тщательно перемешивают до растворения жира, прибавляют 10 мл ледянойдистиллированной воды и охлаждают на льду до затвердевания жира (примерно 30 минут). Сливают ацетоновый экстракт, и процедуру повторяют еще 2 раза. Из объединенных экстрактов в круглодонной колбе ацетон отгоняют на водяной бане. Пестициды экстрагируют из оставшегося водного экстракта гексаном тремя порциями по 10 мл в течение 5 минут. Объединенные гексановые экстракты в делительной воронке обрабатывают серной кислотой с сернокислым натрием. Очищенный экстракт сушат безводным сернокислым натрием и упаривают. Почва. К навескам воздушно-сухой почвы (10 г), помещенным в конические колбы емкостью 250 мл, приливают 10 мл 1-процентного водного раствора хлористого аммония и оставляют на сутки закрытыми. Затем приливают смесь 30 мл ацетона и 30 мл гексана и встряхивают колбы в течение часа на встряхивающем устройстве. Содержимое колб переносят в центрифужные пробирки. После центрифугирования жидкую часть сливают в конические колбы, почву с помощью 10 мл 1-процентного раствора хлористого аммония и 30 мл ацетона переносят в исходные конические колбы, добавляют 30 мл гексана и проводят экстракцию еще в течение 30 минут. Затем экстракты объединяют. К объединенным экстрактам в делительной воронке приливают180 мл дистиллированной воды, осторожно встряхивают в течение 5 - 7 минут, дают жидкостям расслоиться и нижний водный слой сливают в коническую колбу. Гексановый слой пропускают через безводный сульфат натрия (столовая ложка или 30 - 40 г сульфата натрия). Из водно-ацетонового слоя экстракцию пестицидов проводят еще дважды 15 и 10 мл гексана, который затем сушат через тот же сульфат натрия. Гексановые экстракты объединяют. Концентрирование экстрактов проводят либо на ротационно-вакуумном испарителе, либо при температуре бани не более 40 град. C и времени отгонки 9 - 11 минут, либо из колбочек с г-образным отводом при температуре водяной бани 72 - 75 град. C.

Очистку сконцентрированных гексановых экстрактов из проб почв проводят серной кислотой, как описано выше для других проб, и испаряют растворитель. Табак и табачные изделия. 5 г табака помещают в стеклянный стакан на 500 мл, заливают 50 мл концентрированной серной кислоты и стеклянной палочкой тщательно размешивают до полного равномерного обугливания пробы. Спустя 10 - 15 минут в колбу добавляют 25 мл гексана, тщательно размешивают содержимое и прибавляют 20 мл четыреххлористого углерода. Экстракцию пестицидов из пробы проводят в течение 15 минут трижды, после чего экстракт последовательно переносят в делительную воронку для однократной или двукратной дополнительной очистки серной кислотой.

Хроматографирование.

На хроматографическую пластинку на расстоянии 1,5 см от ее края шприцем или пипеткой наносят исследуемую пробу в одну точку так, чтобы диаметр пятна не превышал 1 см. Остаток экстракта в колбочке смывают тремя порциями (по 0,2 мл) диэтилового эфира, которые наносят в центр первого пятна. Справа и слева от пробы на расстоянии 2 см наносят стандартные растворы, с содержащие 10, 5, 1 мкг исследуемых препаратов (или другие количества, близкие к определяемым концентрациям).

Пластинки с нанесенными растворами помещают в камеру для хроматографирования, на дно которой за 30 минут до начала хроматографирования наливают подвижный растворитель. При использовании пластинок с тонким слоем окиси алюминия или силикагеля в качестве подвижного растворителя применяют н-гексан или смесь гексана с ацетоном в соотношении 6:1, для препаратов, у которых величина R в гексане ниже 0,3. При использовании f пластинок "Силуфол" подвижный растворитель - 1% раствор ацетона в гексане, а пластинок "Силуфол", импрегнированных о-толидином, - гексан с диэтиловым эфиром в соотношении 49:1. Край пластинки с нанесенными растворами может быть погружен в подвижный растворитель не более чем на 0,5 см.

После того как фронт растворителя поднимется на 10 см, пластинку вынимают из камеры и оставляют на несколько минут для испарения растворителя. Далее пластинку орошают проявляющим реактивом и подвергают действию УФ света в течение 10 - 15 минут (лампа ПРК-4). Пластинки следует располагать на расстоянии 20 см от источника света.

При наличии хлорорганических пестицидов на пластинке появляются пятна серо-черного цвета. При использовании для анализа пластинок "Силуфол", импрегнированных о-толидином, их непосредственно после хроматографирования подвергают УФ-облучению в течение нескольких минут. При наличии хлорорганических пестицидов в этом случае появляются пятна сине-голубого цвета. Количественное определение осуществляют сравнением площадей пятен пробы и стандартных растворов. Между количеством препарата в пробе, не превышающим 20 мкг, и площадью его пятна на пластинке существует прямая пропорциональная зависимость. При большем содержании препарата следует использовать пропорциональную часть исследуемого экстракта.

Глава 4. СОВРЕМЕННОН АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ

СИСТЕМА ДЛЯ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С ДЕНСИТОМЕТРОМ "ДенСкан"

Назначение и область применения

Системы для тонкослойной хроматографии и электрофореза с денситометром "ДенСкан" предназначены для качественного и количественного анализа состава проб веществ и материалов в видимой области спектра и ультрафиолетовом свете при длинах волн 254 и 365 нм.

Область применения - исследования в химии, биохимии, биологии, медицине, фармакологии, аналитическом контроле чистых веществ, объектов окружающей среды и др.

Технические данные

· Денситометр обеспечивает расчет параметров и количественную оценку хроматограмм в видимой и ультрафиолетовой области спектра (lmax= 254 нм, lmax =365 нм)

· Размер обрабатываемых пластин, см.................................. не более 15 х 15

· Время ввода изображения, с.................................. .......... не более 5

· Время обмера хроматограммы, мин................................... ………5

· Отношение сигнал/шум: видимая область............ не менее 5/1

· УФ, 254 нм...................................................................... не менее 5/1

· УФ, 365 нм.............................................................. не менее 5/1

· Относительное СКО по площади пятен, %

· видимая область................................................................ не более 5

· УФ, 254 нм....................................................................... не более 5

· УФ, 365 нм....................................................................... не более 5

· Размах значений Rf: видимая область.......... не более 0,02

· УФ, 254 нм.............................................................. не более 0,02

· УФ, 365 нм............................................................... не более 0.02

· Масса осветительной камеры, кг.............................. не более 12 кг

· Габаритные размеры осветительной камеры, мм.... не более длина............................................................................... 420

ширина............................................................................. 420

высота.............................................................................. 700

· Напряжение питания, В............................................ 220 ± 22/33

· Частота переменного тока, Гц............................................ 50 ± 1

· Средняя наработка на отказ денситометра, ч.... не менее 5000

Состав денситометра

Денситометр "ДенСкан" состоит из камеры осветительной, черно-белой либо цветной видеокамеры или сканнера, блока ввода изображения, системы обработки данных.

Камера осветительная выполнена в виде блочной конструкции, включающей следующие основные узлы:

Источники света:

лампы дневного света

лампы УФ диапазона, длина волны 254 нм

лампы УФ диапазона, длина волны 365 нм

Набор корректирующих светофильтров

Детектор - черно-белая малогабаритная видеокамера OS-45D или аналогичная с чувствительностью не хуже 0,02 люкс, с ручной фокусировкой и ручной регулировкой диафрагмы либо цветной сканнер с разрешением от 200 d.p.i. и выше с интерфейсом, соответствующим TWAIN стандарту

Установочный столик для пластин

Канал связи с блоком ввода изображения

Система обработки данных с использованием персонального компьютера и программного обеспечения "Dens". Минимальные требования к компьютеру:

Операционная система - Microsoft Windows 95, Windows 98, Windows NT (версия 4.0 или выше)

Процессор - Pentium 100 MHz

Цветной монитор - с диагональю не менее 14 дюймов

Место на жестком диске - 10 Мбайт

Манипулятор - "мышь"

Блок ввода изображения видеобластер AverMedia ( и программное обеспечение к нему) используется для получения изображения хроматограммы на мониторе компьютера. Возможно использование аналогичных систем.

Пластины и листы для тонкослойной хроматографии (TLC)

Шприц для хроматографии МШ-50 (М-50) Шприц для хроматографии М-1Н (МШ-1), М-5Н (с направляющей)

Шприц для хроматографии МШ-10 (М-10Н), МШ-50 (М-50Н) (шток из нержавеющей стали, с направляющей)

Шприц для хроматографии МШ-10М (М-10) (шток из нержавеющей стали, с противооткатной муфтой) 10

Литература

1. Кирхнер Ю. Тонкослойная хроматография. М.: Мир, 1981.

2. Хроматография в тонких слоях / Под ред. Э. Шталя. М.: Мир, 1965.

3. Евгеньев М.И., Евгеньева И.И., Москва Н.А., Левинсон Ф.С. 5-Хлор-4,6-динитробензофуразан как реагент в тонкослойной хроматографии ароматических аминов // Завод. лаб. 1992. Т. 58, № 4. С. 11-13.

4. Назаркина С.Г. Определение полиароматических углеводородов в объектах окружающей среды методами жидкостной и тонкослойной хроматографии.

5. Соголовский Б.М. Денситометр «Сорбфил» для количественной ТСХ

6. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши (под редакцией А.Д. Семенова) // Л.: Гидрометеоиздат. - 1977. - 540 с.

7. Унифицированные методы анализа вод. Под редакцией Ю.Ю. Лурье // М.:Химия. - 1973. - 376 с.

8. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных и сточных вод. // М.: Химия. - 1984. - 447 с.

9. В.Д. Чмиль Состояние и перспективы использования современных инструментальных методов анализа пестицидов в Украине

10. http://www.izme.ru/

Изобретение относится к экологии, а именно способу одновременного определения пестицидов разных химических классов в биологическом материале. Для этого печень рыбы гомогенизируют с безводным сульфатом натрия и гидроцитратом натрия, экстрагируют ацетонитрилом, встряхивают и отстаивают. Далее пробы центрифугируют при 3000 об/мин и добавляют сорбенты - силикагель С-18, Bondesil-PSA и безводный сульфат натрия, после чего повторяют центрифугирование. Полученный раствор упаривают, сухой остаток растворяют в ацетонитриле и анализируют с помощью ВЭЖХ с УФ-детектором. Изобретение позволяет оценивать уровень загрязнения пестицидами биологических объектов при проведении экологического мониторинга. 2 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области экологической химии и может быть использовано для совместного определения пестицидов разных химических классов в одной пробе.

Проблема загрязнения окружающей среды пестицидами возникла в середине 50-х годов 20 века, когда производство и применение этих веществ приняли массовый характер. Пестициды как экотоксиканты с каждым годом оказывали все более заметное влияние на живую природу и здоровье человека.

Пестициды, используемые в сельском хозяйстве, в растворенном и твердом виде вносятся в акватории рек и морей, где происходит их седиментация в донных отложениях или разбавление в водной массе. Загрязнение водоемов пестицидами и продуктами их разложения весьма опасно для их нормального биологического функционирования. При рациональном применении химикатов в сельском хозяйстве в водоемы попадает минимальное количество препаратов.

Несмотря на сравнительно низкие концентрации в воде и донных отложениях пестициды могут довольно интенсивно накапливаться в жизненно важных органах и тканях гидробионтов, особенно у рыб, как высшего трофического звена в водных экосистемах. В организм рыб пестициды поступают в основном осмотически через жабры и частично кожу, через кормовые объекты, распределяются по всем органам и тканям, концентрируясь в наибольших количествах во внутренних органах (печени, почках, стенке кишечника, селезенке). Так как пестициды обладают свойством растворяться и накапливаться в жирах, то они почти не выводятся из организма. И даже незначительное, но постоянное поступление пестицидов приводит к повышению их концентрации в жировых запасах рыб.

Задача определения не заведомо известных веществ, а набора соединений из всего списка применяемых на практике пестицидов, количество которых превышает 1000 названий, является наиболее сложной.

Существующие в мире методики определения содержания пестицидов в рыбе (QuEChERS) пока не нашли широкого применения в научно-исследовательской и прикладной области. Пестициды определяют, главным образом, с помощью метода газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС), когда идентификация пестицидов осуществляется по заранее созданной библиотеке масс-спектров. Темпы развития ВЭЖХ для определения остатков пестицидов в настоящее время почти в 2 раза превышают темпы развития газожидкостной хроматографии..

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) - один из самых информативных аналитических методов. Он широко используется во всех развитых странах, но, по сравнению с другими физико-химическими методами анализа, требует весьма высокой квалификации персонала, а стоимость одного анализа достигает нескольких десятков и даже сотен долларов США. Таким образом, упрощение самой процедуры ВЭЖХ-анализа и снижение ее стоимости представляется важной задачей.

Указанные недостатки ВЭЖХ обусловлены тем, что для каждого пестицида (или группы пестицидов) нормативные документы регламентируют свой «уникальный» вариант ВЭЖХ-анализа. Это приводит к необходимости часто перестраивать хроматограф, что занимает много времени и требует определенного опыта. Кроме того, аналитическая лаборатория, выполняющая анализы с привлечением многих разных методик, вынуждена содержать целый склад дорогостоящих колонок, органических растворителей и стандартных образцов пестицидов.

К пестицидам, определяемым в мировой практике методом ВЭЖХ, относятся труднолетучие и термолабильные соединения. Кроме того, ВЭЖХ позволяет проводить совместное определение пестицидов и их метаболитов. В анализе пестицидов методом ВЭЖХ особенно важны способы пробоподготовки.

Известен способ определения ХОП в мясе, мясопродуктах и в рыбе, состоящий в том, что мясо и мясопродукты пропускают через мясорубку. Рыбу очищают от чешуи, внутренних органов и тоже пропускают через мясорубку. 20 г пробы перемешивают с безводным сернокислым натрием и помещают в колбу с притертой пробкой. Пестициды экстрагируют дважды смесью гексан-ацетон или петролейный эфир-ацетон в соотношении 1:1 порциями по 50 мл в течение 1,5 часов при встряхивании. Экстракт фильтруют через воронку с бумажным фильтром, заполненным на 2/3 безводным сернокислым натрием, затем растворитель отгоняют, сухой остаток растворяют в 20 мл н-гексана и вносят его в колонку с силикагелем АСК. После впитывания экстракта в сорбент пестицид элюируют 110 мл смеси бензола с гексаном в соотношении 3:8 порциями по 25-30 мл. Элюат собирают в круглодонную колбу со шлифом емкостью 250-300 мл. Через 10 минут после впитывания последней порции растворителя сорбент отжимают с помощью груши. Элюат отгоняют до объема 0,1 мл и наносят на хроматографическую пластинку. В том случае, если пробы мяса или рыбы содержат большое количество жира, после испарения первого экстрагента (смеси ацетона с гексаном) и растворения сухого остатка в гексане следует провести очистку гексанового экстракта серной кислотой, а затем колоночную очистку, как описано выше, (www.bestdravo.ru Методические указания по определению хлорорганических пестицидов в воде, продуктах питания, кормах и табачных изделиях хроматографией в тонком слое. Утвержден зам. Главного гос. санитарного врача СССР А.И. Заиченко 28 января 1980 г. №2142-80. Текст документа по состоянию на июль 2011 года).

Недостатком данного способа является его низкая чувствительность, сложность и длительность проведения анализа.

Известен также «Способ определения тетраметилтиурамдисульфида в биологическом материале» (Патент РФ №2415425, МПК G01n 33/48, 2009), в котором проводят измельчение биологической ткани, двукратную обработку этилацетатом по 30 мин. массой в 2 раза больше ткани, фильтрацию безводным сульфатом натрия, испарение растворителя, растворение остатка в ацетонитриле, разбавленном водой в соотношении 1:4. Далее дважды экстрагируют пробу порциями хлороформа, экстракты объединяют, упаривают, остаток растворяют в подвижной фазе гексан-диоксан-пропанол-2 (15:5:1 по объему), очищают в колонке с силикагелем L 40/100µ с применением подвижной фазы, фракции элюата, содержащие анализируемое вещество, объединяют, элюент испаряют, остаток растворяют в подвижной фазе и проводят определение методом ВЭЖХ с УФ-детектированием.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному способу (прототип) является «Способ определения тиоклоприда в биологических объектах с использованием ВЭЖХ» (Патент РФ №2517075, МПК G01n 30/95, 2012). Способ состоит из отбора пробы, экстракции, фильтрации, дегидратации натрия сульфатом безводным, упаривания, введения растворенного сухого остатка в жидкостный хроматограф, обработки результатов анализа, а в качестве пробы берут навеску органов или тканей животных массой от 50 до 200 мг, экстракцию проводят ацетоном, растворенный сухой остаток вносят в жидкостный хроматограф «Хромос-ЖХ301» с детектором спектрофотометрическим UVV104M, используют колонку Диасфер-НОС-16(150×4)мм с размером пор сорбента 5 мкм, в качестве элюента используют смесь ацетонитрил-вода в соотношении 30:70.

Оба описанных способа позволяют определить лишь один пестицид в биологическом материале.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение совместного определения нескольких пестицидов в одной пробе за счет повышения чувствительности способа.

Техническая задача решается тем, что способ определения пестицидов в биологическом матриале с использованием ВЭЖХ включает отбор пробы, экстракцию органическим растворителем, упаривание, растворение сухого остатка и введение его в хроматограф, обработку результатов анализа, в качестве пробы берут навеску печени рыбы, гомогенизируют ее с безводным сульфатом натрия и гидроцитратом натрия, экстрагируют ацетонитрилом, встряхивают и отстаивают, далее центрифугируют при 3000 об/мин и добавляют сорбенты - силикагель С18, Bondesil-PSA и безводный сульфат натрия, после чего повторяют центрифугирование, сухой остаток растворяют в ацетонитриле, затем анализируют с помощью ВЭЖХ с УФ-детектором.

Техническим результатом изобретения является обеспечение совместного определения нескольких пестицидов в одной пробе за счет повышения чувствительности способа.

О влиянии отличительных признаков на технический результат.

1. Использование в качестве пробы навески печени рыбы, как органа, в наибольшей степени накапливающего токсиканты, приводит к наиболее точному количественному результату определения. Печень играет большую роль в детоксикации вредных веществ, а высокое содержание жира ведет к накоплению в ней липофильных веществ, к которым относятся и пестициды нового поколения.

2. Гомогенизация пробы печени с безводным сульфатом натрия и гидроцитратом натрия дает эффективное осушение пробы от излишков влаги и поддержание постоянной pH.

3. Ацетонитрил является очень сильным и почти универсальным экстрагентом, обеспечивая хорошее извлечение всего набора анализируемых веществ. Жир печени, мешающий проведению хроматографического определения, очень трудно растворяется в ацетонитриле, что также приводит к увеличению числа определяемых пестицидов.

4. Проводимое дважды центрифугирование при 3000 об/мин. позволяет наилучшим образом отделить экстракт от частиц сорбентов, сульфата натрия и излишков жира при помощи простой декантации без применения фильтрования, что дает возможность повысить чувствительность способа..

5. Использование в качестве сорбентов силикагеля-С18, Bondesil-PSA и безводного сульфата натрия обеспечивает качественную очистку экстракта от липидов, жирных кислот, пигментов и других мешающих примесей.

6. Наконец, ВЭЖХ с УФ-детектором обладают высокой точностью определения.

Таким образом, совокупность отличительных признаков описываемого способа обеспечивает достижение указанного результата, а именно совместного определения нескольких пестицидов разных классов в одной пробе за счет повышения чувствительности.

В результате проведенного анализа уровня техники не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение прототипа из имеющихся аналогов позволило выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».

При дополнительном поиске других решений, относящихся к предлагаемому способу, указанных отличительных признаков не обнаружено.

Таким образом, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Способ осуществляется следующим образом.

Пробу печени рыбы гомогенизируют с безводным сульфатом натрия и гидроцитратом натрия. Затем добавляют ацетонитрил и после интенсивного встряхивания отстаивают. После этого смесь центрифугируют при 3000 об/мин, ацетонитрильный слой сливают и добавляют сорбенты (силикагель С18, Bondesil-PSA и безводный сульфат натрия), встряхивают и отстаивают. После отстаивания повторяют центрифугирование, ацетонитрильный слой сливают и концентрируют досуха при температуре не выше 50°C. Сухой остаток растворяют в ацетонитриле и анализируют на ВЭЖХ с УФ-детектором.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. 5 г печени рыбы (кефаль-пиленгас) гомогенизировали в пробирке объемом 50 дм с 10 г безводного сульфата натрия и 0,6 г гидроцитрата натрия. Затем добавили 8 дм 3 ацетонитрила и после интенсивного встряхивания в течение 1 минуты отстаивали 30 минут.

После этого смесь центрифугировали 5 минут при 3000 об/мин, ацетонитрильный слой сливали в пробирку объемом 15 дм 3 и добавляли 50 мг сорбента Bondesil-PSA, 50 г сорбента С18 и 1,2 г безводного сульфата натрия, интенсивно встряхивали 1 минуту и отстаивали 30 минут. Затем смесь центрифугировали повторно 5 минут при 3000 об/мин, ацетонитрильный слой сливали в колбу объемом 100 мл и концентрировали до объема 1 мл на вакуумном концентраторе при температуре 40°C.

Растворитель и сухой остаток растворяли в 1 см 3 ацетонитрила и анализировали на жидкостном хроматографе фирмы "Applied Biosystems" (США) с ультрафиолетовым детектором, снабженным дегазатором и термостатом колонки. Колонка 4,6×150 мм Reprosil-PUR ODS-3,5 мкм (Элсико, Россия); рабочая длина волны - 230 нм, термостатирование - +40°C; подвижная фаза: ацетонитрил - 0,005 М ортофосфорная кислота в соотношении 60:40 (по объему) в изократическом режиме; скорость потока 0,6 мл/мин, объем вводимого в хроматограф экстракта пробы - 10 мкл. Идентификацию пестицидов проводили по времени удерживания.

Количественное содержание определяли исходя из площади хроматографического пика по уравнению калибровочного графика.

В результате обнаружены следующие пестициды (мг/кг): 1-имазалил 1,1014; 2-имазапир 0,8996; 3-имидаклоприд 0,596; 4-имазетапир 0,6776; 5-ципросульфамид 0,9136; 6-метрибузин 0,7294; 7-флумиоксазин 1,3232; 8-хизалофоп-П-этил 0,7704; 9-этофумезат 1,2012; 10-ипродион 1,1248; 11-димоксистробин 1,4122; 12-фамоксадон 3,925; 13-пенцикурон 3,0524.

На рис. 1 приведена хроматограмма смеси пестицидов, обнаруженных в пробе (пример 1), на рис. 2 - пример калибровочного графика одного из пестицидов (имазапир). Уравнение калибровки Y=0.377192X.,

Пример 2. Аналогично примеру 1, анализ проводили без предварительной гомогенизации пробы печени. В результате обнаружено примерно на 50% меньше пестицидов, чем в примере 1, что объясняется необходимостью гомогенизации для увеличения степени извлечения.

Пример 3. Аналогично примеру 1, исключили повторное центрифугирование.

В результате проба оказалась загрязнена и степень извлечения пестицидов уменьшилась. Так как после первого центрифугирования в пробу вводили сорбенты, образовалась взвесь, которую было необходимо удалить с помощью повторного центрифугирования.

Пример 4. Аналогично примеру 1, исключили использование сорбента силикагель С18. В результате незначительно уменьшилось количество определяемых веществ, но появились артефакты.

Таким образом, опыты показывают, что оптимальным является пример 1, описанная последовательность действий с пробой печени с использованием вышеупомянутых ацетонитрила в качестве эстрагента и набора сорбентов позволяет выявить наибольшее количество пестицидов.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом является более простым, экономичным и результативным, т.к. позволяет определить 10-13 пестицидов в одной пробе вместо одного.

Способ может быть использован в Роспотребнадзоре для мониторинга загрязнения пестицидами биологических объектов, организациях экологического профиля, в научно-исследовательских разработках.

Способ определения пестицидов в биологическом материале с использованием ВЭЖХ, включающий отбор пробы, экстракцию органическим растворителем, упаривание, растворение сухого остатка и введение его в хроматограф, обработку результатов анализа, отличающийся тем, что в качестве пробы берут навеску печени рыбы, гомогенизируют с безводным сульфатом натрия и гидроцитратом натрия, затем экстрагируют ацетонитрилом, встряхивают и отстаивают, далее центрифугируют при 3000 об/мин и добавляют сорбенты - силикагель С-18, Bondesil-PSA и безводный сульфат натрия, после чего повторяют центрифугирование, сухой остаток растворяют в ацетонитриле и анализируют с помощью ВЭЖХ с УФ-детектором.

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналитической химии и касается способа определения селена в воде. Сущность способа заключается в том, что к анализируемому раствору добавляют 0,4 мл раствора 3%-ного щелочного борогидрида натрия восстановителя, закрывают пробкой, встряхивают и оставляют на 5 мин для восстановления селена до селеноводорода.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий по условиям прочности и предназначено для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня напряженности в исследуемых зонах конструкции.

Изобретение относится к области биохимии и касается способа получения аналитической тест-системы (MRM-теста) для мультиплексной идентификации и количественного измерения содержания интересующих белков в биологическом образце по содержанию соответствующих им протеотипических маркерных пептидов, включающего выявление уникальных для белка протеотипических маркерных пептидных последовательностей; отбор по меньшей мере двух маркерных протеотипических пептидных последовательностей белка; предсказание фрагментов пептидов; предсказание MRM-теста в виде перечня маркерных пептидов, их фрагментов и наилучших параметров детекции; синтез маркерных пептидов; определение профиля переходов синтетических маркерных пептидов; оптимизацию MRM-теста в соответствии с полученными профилями; очистку пептидов; подготовку биологического образца; идентификацию белка в биологическом образце с заколом синтетических пептидов; определение значений времени удержания маркерных пептидов с внесением установленных значений в MRM-тесты; проведение мультиплексных калибровочных измерений; количественное измерение содержания маркерных пептидов в биологическом образце; и суждение о содержании интересующих белков в биологическом образце.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения микропримесей мышьяка и сурьмы в лекарственном растительном сырье. Способ заключается в переводе соединений мышьяка и сурьмы в соответствующие гидриды путем восстановления смесью, содержащей 40%-ный раствор иодида калия, 10%-ный раствор аскорбиновой кислоты, 4 M раствор соляной кислоты и цинк металлический.

Группа изобретений относится к области экологии и воздухотехнического оборудования и предназначена для измерения качества воздуха. Для измерения качества воздуха осуществляют отбор проб воздуха с первой частотой выборки, чтобы получить множество проб качества воздуха при использовании первого датчика.

Изобретение относится к судебной медицине, а именно к определению использования гладкоствольного оружия для нанесения огнестрельных повреждений. Предложенный способ включает выделение частиц на преграде, изучение их визуально, помещение выделенных частиц на предметное стекло в 2-3 капли дистиллированной воды, при нагревании до температуры плавления парафина на поверхности воды образуется прозрачная тонкая пленка, а при охлаждении формирующиеся кусочки приобретают первоначальные физико-механические свойства парафина, что свидетельствует об использовании гладкоствольного оружия для нанесения огнестрельных повреждений.

Изобретение относится к области фундаментальной физики и может быть использовано при исследовании теплофизических свойств сверхтекучих квантовых жидкостей. Платина-платинородиевые термопары 1 и 2 погружают в расплав чистого борного ангидрида 5.

Изобретение относится к области океанологии, в частности сейсмологии и гидробиологии, и может быть использовано для экспресс-оценки повышенной геофизической активности в морских акваториях, приводящей к землетрясениям.

Изобретение относится к области экологии, а именно к оценке качества атмосферного воздуха населенных мест по состоянию эпифитной лихенофлоры. Для этого вычисляют индекс загрязнения воздуха (ИЗА) по жизненности лишайников в пределах 89%, сравнивая его с комплексным показателем, определяемым на учетной площадке, и коэффициента толерантности лихенофлоры по отношению к индексу загрязнения воздуха, который исчисляется по формуле ИЗА=(0,89-G/89)/0,298, где 0,89 - максимальная относительная жизненность лихенофлоры в чистом воздухе; G% - комплексный показатель жизненности лихенофлоры на площадке лихеноиндикации; 89% - теоретически возможное максимальное значение жизненности лихенофлоры в чистом воздухе, выраженное в процентах; 0,298 - коэффициент толерантности лихенофлоры к ИЗА. Значение ИЗА около 1 и наличие всех видов лишайников показывает благоприятную экологическую обстановку и качество атмосферного воздуха; при оценке в пределах 5-6 единиц оценивают повышенное загрязнение; оценка 7-13 характеризует высокое загрязнение; оценка выше 14 характеризует очень высокое загрязнение. Изобретение позволяет произвести экологическую оценку и вывести среднегодовой показатель загрязнения воздуха. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к экотоксикологии, а именно к исследованию особенностей развития оксидативного стресса у двухстворчатых моллюсков, и может быть использовано для выявления влияния техногенного загрязнения среды на состояние популяций речных и морских моллюсков. Для этого пробы гепатопанкреаса двухстворчатых моллюсков из загрязненных водоемов гомогенизируют в 10-кратном объеме 50 мМ трис-буфера рН 7,8, содержащего 2 мМ этилендиаминтетроацетат. Затем проводят анализ на содержание малонового диальдегида (МДА) и 4-гидроксиалкенов для определения уровня перекисного окисления липидов. Состояние моллюсков оценивают по результатам определения уровня окислительных повреждений липидов гепатопанкреаса по сравнению с контрольными образцами, взятыми из условно чистых водоемов. Изобретение обеспечивает возможность выявить на разных стадиях интоксикации нарушения метаболического баланса клеток, индуцированного действием загрязнителей водной среды. 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к измерению качества различных видовых комплексов трав и травянистых растений на пробах, преимущественно на пойменных лугах, и может быть использовано в экологическом мониторинге территорий с травяным покровом. Изобретение относится также к ландшафтам малых рек с луговой растительностью и может быть использовано при оценке видового разнообразия травы по наличию отдельных видов растений. Способ включает выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга с травяным покровом, разметку на этом участке по течению малой реки или ее притока в характерных местах не менее трех гидрометрических створов в поперечном направлении. Вдоль каждого гидрометрического створа размечают пробные площадки с каждой стороны малой реки или ее притока. Выявляют закономерности показателей проб травы. Для подсчета разнообразия видов травяных растений на участке пойменного луга выделяют точки будущих центров комплексных пробных площадок. В каждом центре комплексных пробных площадок забивают колышки и концентрически устанавливают квадратные рамки с разными размерами сторон. Квадратные рамки устанавливают с ориентацией сторон вдоль и поперек русла малой реки или ее притока. Затем внутри каждой квадратной рамки сосчитывают количество видов травы и записывают в таблицы для каждого размера пробных площадок. После этого по каждой таблице вычисляют суммы видов травы и пробных площадок. По этим суммам вычисляют отношения к общей сумме видов травы и к общей сумме всех комплексных пробных площадок. Затем статистическим моделированием выявляют ранговые распределения по двум показателям: относительной встречаемости каждого вида травы на всех пробных площадках и разнообразия видов травы на каждой пробной площадке данного участка, после этого вычисляют коэффициент коррелятивной вариации по численности видов травы, а оценку видового состава травянистых растений осуществляют по ранговому распределению относительной встречаемости видов растений. Способ обеспечивает повышение точности учета наличия видов травяных и травянистых растений на всех пробных площадках при одновременном снижении трудоемкости анализа видового состава на них, упрощение процесса анализа видового состава только по численности видов на пробных площадках, повышение возможностей сравнения проб травы по двум показателям: относительной встречаемости каждого вида на всех пробных площадках и разнообразию (относительной встречаемости) видов травы на каждой пробной площадке данного участка, причем без срезания с пробных площадок травяных проб. 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 11 табл., 1 пр.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения диоктилфталата в равновесной газовой фазе над изделиями из ПФХ-пластизоля. Для этого применяют способ идентификации и полуколичественного определения диоктилфталата в смеси соединений, выделяющихся из ПВХ-пластизоля. Для определения диоктилфталата используют частотомер с массивом из 2-х пьезокварцевых резонаторов с собственной частотой колебаний 10 МГц, электроды которых модифицируют нанесением на них из индивидуальных растворов многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) массой пленки 3-5 мкг и полифенилового эфира (ПФЭ) массой 15-20 мкг. Модифицированные пьезокварцевые резонаторы помещают в закрытую ячейку детектирования и выдерживают в течение 5 мин для установления стабильного нулевого сигнала. Затем в пробоотборник помещают образец мягкого изделия из ПВХ-пластизоля массой 1,00 г, плотно закрывают пробкой и выдерживают при температуре 20±1°С в течение 15 мин для насыщения газовой фазы парами диоктилфталата. 5 см3 равновесной газовой фазы отбирают шприцем и инжектируют ее в закрытую ячейку детектирования и фиксируют в течение 120 с изменение частоты колебаний пьезосенсоров. Каждую секунду автоматически фиксируются отклики сенсоров, после чего регенерируют систему в течение 2 мин осушенным воздухом. Затем пробу в пробоотборнике нагревают в сушильном шкафу до 30±1°С в течение 10 мин, отбирают шприцем 5 см3 равновесной газовой фазы и повторно инжектируют в закрытую ячейку детектирования, фиксируют в течение 120 с изменение частоты колебаний пьезосенсоров при 20 и 30°С. По сигналам сенсоров автоматически рассчитывают площади под кривой для каждого сенсора: S(МУНТ), S(ПФЭ), Гц·с, и рассчитывают соотношение площадей при 20°С и 30°С соответственно - параметр. По указанным параметрам делают выводы о наличии диоктилфталата в образцах: если А30/20>20, то диоктилфталат присутствует в образцах изделий из ПВХ-пластизоля с концентрацией больше допустимого количества миграции (ДКМ, мг/дм3), если А30/20≤1, то содержание диоктилфталата на уровне допустимого количества миграции и его содержание меньше содержания других легколетучих соединений, присутствующих в пробе. Изобретение обеспечивает идентификацию и полуколичественное определение диоктилфталата, выделяющегося из ПВХ-пластизоля. 1 пр.

Изобретение относится к области обработки воздуха. Способ калибровки датчика воздуха устройства обработки воздуха включает в себя этапы, на которых: i) - очищают воздух, используя устройство обработки воздуха; ii) - измеряют первое количество воздуха, используя датчик воздуха для получения первого значения для калибровки датчика воздуха, причем первое количество воздуха представляет собой смесь окружающего воздуха и очищенного воздуха, причем устройство обработки воздуха расположено в воздухонепроницаемом пространстве, а этап 2 дополнительно включает в себя этапы, на которых: определяют, удовлетворяет ли качество первого количества воздуха в воздухонепроницаемом пространстве заданному критерию; и если качество первого количества воздуха удовлетворяет заданному критерию, измеряют первое количество воздуха, используя датчик воздуха, для получения первого значения. Это позволяет повысить точность измерений и, как следствие, оптимизировать работу устройства обработки воздуха. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии для определения аминов в безводных средах. Для этого анализируемую пробу, содержащую амины, растворяют в ацетонитриле с добавкой от 0,01 до 1 моль/л инертной соли, погружают электрод с предварительно нанесенным на него покрытием толщиной от 10 нм до 10 мкм, состоящим из полимерных комплексов переходных металлов с основаниями Шиффа, и регистрируют вольтамперограмму в диапазоне потенциалов, включающем потенциалы от -0,2 до 1,2 В, со скоростью развертки в пределах 5-1000 мВ/с, которую сравнивают с эталонными вольтамперограммами известных аминов и по ним идентифицируют аналогичные эталонному образцу амины в анализируемой пробе хроноамперометрическим методом с использованием калибровочных кривых. В качестве инертной соли применяют тетрафторборат тетраэтиламмония или тетрафторборат аммония. Изобретение может применяться в химической, фармакологической, медицинской и пищевой промышленности для качественного и количественного анализа аминов. 2 з.п. ф-лы, 9 ил., 4 пр.

Изобретение относится к методам определения состава и количества компонентов, входящих как в природные минералы, так и соединения, полученные в различных химических реакциях, при действии температуры и давления. Способ определения концентрации манганита лантана в смеси синтезированного порошка системы La(1-x)SrxMnO3, полученного смешиванием исходных составляющих в виде порошков La2O3, MnCO3 и SrCO3 и их последующим синтезом, включает определение коэффициента отражения порошка манганита лантана в видимой области спектра на длине волны 546 нм. Значение концентрации манганита лантана, соответствующее определенной величине коэффициента отражения в видимой области спектра на длине волны 546 нм, определяют по градуировочной зависимости, предварительно построенной для различных синтезированных порошков манганита лантана системы La(1-x)SrxMnO3 по данным рентгенофазового анализа, определяющим концентрацию манганита лантана, и значениям коэффициента отражения в видимой области спектра на длине волны 546 нм. Техническим результатом является определение концентрации манганита лантана для порошков, полученных в различных условиях. 4 ил., 1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для прогноза течения умереннодифференцированных эндометриоидных карцином тела матки T1N0M0. Способ включает следующее. При размерах первичной опухоли в пределах 1 см определяют клетки опухоли матки, экспрессирующие Ki-67, топоизомеразу 2 альфа, рассчитывают коэффициент соотношения топоизомераза 2 альфа/Ki-67 и при значении коэффициента менее или равно 0,8 прогнозируют благоприятный исход без проведения адъювантной терапии. При значении коэффициента более 0,8 прогнозируют неблагоприятное течение заболевания и рекомендуют проведение адъювантной терапии. Использование изобретения позволяет повысить точность и информативность прогноза течения умереннодифференцированных эндометриоидных карцином матки. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к фармацевтике, а именно к количественному определению производных имидазола, незамещенного в 5-положении, а именно гистидина гидрохлорида, гистамина дигидрохлорида, клотримазола, тиамазола, озагреля, бифоназола в субстанциях лекарственных препаратов. Для приготовления испытуемых растворов точный объем ампульного раствора 4% гистидина гидрохлорида (1 мл) помещают в колбу на 25 мл в 10 мл воды очищенной, перемешивают и доводят тем же растворителем до метки; точно отмеренный объем 0,1% гистамина дигидрохлорида (1 мл) или точные навески клотримазола (около 0,1 г), тиамазола (около 0,005 г), озагреля (около 0,01 г), бифоназола (около 0,005 г) помещают в мерные колбы емкостью 50 мл, растворяют в метаноле при комнатной температуре до полного растворения, а затем доводят объемы колб этим же растворителем до метки. Затем в мерные колбы емкостью 20 мл точно отбирают по 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0 мл приготовленного раствора гистидина гидрохлорида и клотримазола, по 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0 мл раствора гистамина дигидрохлорида, по 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0 мл раствора тиамазола, по 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 мл раствора озагреля и по 4,0, 5,0, 6,0, 7,0, 8,0 мл раствора бифоназола. В каждую колбу прибавляют по 5,5 мл раствора диазотированного п-анизидина в соляной кислоте и доводят до метки метанолом, появляется окрашивание. Полученные через 2-3 минуты ярко-красные окрашенные растворы устойчивы в течение 2 часов. Пробы фотоэлектроколориметрируют при длине волны 490 нм и в кювете толщиной 10 мм. Количество определяемых препаратов рассчитывают с помощью калибровочных графиков. В качестве раствора сравнения используют раствор диазотированного п-анизидина в соляной кислоте. Изобретение обеспечивает простой, быстрый и воспроизводимый способ количественного определения лекарственных средств производных имидазола. 7 ил., 1 пр.

Изобретение относится к животноводству, а именно к способу оценки состояния здоровья молодняка крупного рогатого скота. Способ предусматривает использование в качестве диагностической биосреды шерсти животного, исследование образцов шерсти по 25 химическим элементам и оценку результатов исследования элементного статуса шерсти по центильной шкале. При значениях в интервалах от 10 до 24,9 центиля и от 75,01 до 90 центиля в центильной шкале состояние животного оценивают как нормальное. Использование изобретения позволит выявить ранние и скрытые формы нарушения здоровья животных. 3 табл.

Изобретение относится к экологии, а именно способу одновременного определения пестицидов разных химических классов в биологическом материале. Для этого печень рыбы гомогенизируют с безводным сульфатом натрия и гидроцитратом натрия, экстрагируют ацетонитрилом, встряхивают и отстаивают. Далее пробы центрифугируют при 3000 обмин и добавляют сорбенты - силикагель С-18, Bondesil-PSA и безводный сульфат натрия, после чего повторяют центрифугирование. Полученный раствор упаривают, сухой остаток растворяют в ацетонитриле и анализируют с помощью ВЭЖХ с УФ-детектором. Изобретение позволяет оценивать уровень загрязнения пестицидами биологических объектов при проведении экологического мониторинга. 2 ил., 4 пр.

ТОКСИКОЛОГІЯ ПЕСТИЦИДІВ

УДК 543?632.95]?636.085/.087

В.Д. Чмиль, д.б.н.

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ОСТАТКОВ ПЕСТИЦИДОВ
(по материалам 10 Международного Конгресса ИЮПАК
по химии защиты растений)

Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, г. Киев

С 4 по 9 августа 2002 г. в Базеле (Швейцария) проходил Международный Конгресс по химии защиты растений под эгидой Международного союза чистой и прикладной химии (IUPAC) (до 1998 года этот Конгресс был известен как Конгресс ИЮПАК по химии пестицидов). Этот Конгресс проходит раз в четыре года и является одним из знаменательных событий в календаре проведения встреч специалистов различных стран и научных дисциплин, работающих в области синтеза, использования и контроля химических средств защиты растений.

Научная программа Конгресса состояла из одного пленарного и шести секционных заседаний и более чем 20-ти постерных сессий, на которых были рассмотрены проблемы химии, биохимии и молекулярной биологии средств защиты растений от болезней, сорняков и вредителей, пестицидных формуляций и их применения, судьбы и поведения пестицидов в окружающей среде и их безопасного применения, остатков пестицидов и безопасности потребителей.

Тематика Конгресса, связанная с современным состоянием в области разработки методов анализа остатков пестицидов, которая была отражена в заказных секционных докладах и постерах, касалась следующих вопросов:
- хранение проб и стандартных растворов;
- подготовка проб к анализу;
- экстракция;
- очистка экстрактов;
- определение остатков пестицидов:
а) газожидкостная хроматография (ГЖХ);
б) высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и капиллярный электрофорез;
в) тонкослойная хроматография;
г) иммунохимический анализ;
- детектирование остатков пестицидов;
- методы анализа множественных остатков пестицидов;
- определение полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД) и полихлорированных дибензофуранов (ПХДФ);
- автоматические анализаторы.

Хранение проб и стандартных растворов . Очень часто отобранные пробы, содержащие остатки пестицидов, хранятся в течение какого-то времени до проведения анализа. Важно, чтобы в течение срока хранения не происходило разрушение остатков пестицидов. При изучении стабильности хранения отобранных проб воздуха на фильтр из стекловолокна и комбинированный фильтр из стекловолокна и смолы XAD-2, содержащих 9 карбаматных пестицидов, в течение 28 дней было показано, что карбофуран, изопрокарб, метомил и тиодикарб были стабильны в течение 28 дней, карбарил и оксамил были стабильны в течение 14 дней, а метиокарб и пропопоксур - в течение 7 дней .

Важным обстоятельством в анализе остатков пестицидов является стабильность действующих веществ пестицидных формуляций при хранении стандартных растворов. Например, с помощью ВЭЖХ было установлено, что растворы трибенурон-метила в ацетоне, этилацетате и ацетонитриле можно хранить при –20°С без разложения в течение 2-х месяцев . Хранение тех же растворов при 25°С в течение одной недели и двух месяцев привело к разложению трибенурон-метила на 16-24% и 82-98% соответственно. Хранение этих же растворов при 5°С привело к разложению 0,5% трибенурон-метила через неделю и около 4% после двух месяцев.

Подготовка проб к анализу . Перед взятием навески из пробы, доставленной в лабораторию для анализа, материал пробы должен быть гомогенизирован. Эта операция осуществляется с помощью дробления, размола, измельчения или смешения пробы. К сожалению, в отечественных исследованиях по разработке методик выполнения измерений (МВВ) микроколичеств пестицидов и использованию МВВ для определения остатков пестицидов, например, в овощах и фруктах, не всегда придается должное значение способу подготовки пробы для дальнейшего анализа и оборудованию, которое должно использоваться для этой операции. Недостаточно измельченная и гомогенизированная проба не позволит взять представительную навеску для анализа и приведет к низкому проценту извлечения (экстракции) анализируемых пестицидов. Так, например, сравнение способов подготовки проб овощей при определении манкоцеба с помощью электрического измельчителя (800 rpm) и ручного измельчения с помощью ножниц показало, что возврат прибавленных количеств манкоцеба составил 93 и 67% соответственно .

Обращенно-фазовый вариант ВЭЖХ (ОФ ВЭЖХ) имеет ряд преимуществ перед другими вариантами жидкостной хроматографии:

– это очень гибкий метод, так как, изменяя состав водноорганических смесей, используемых в качестве подвижной фазы, можно на одной колонке обеспечить разделение соединений различной природы;

– селективность данного метода почти всегда значительно выше, чем других вариантов хроматографии для всех соединений, кроме сильнополярных

– при использовании гидрофобизированных силикагелей быстро устанавливается равновесие между подвижной и неподвижной фазой, эти сорбенты отличаются высокой эффективностью разделения;

– можно осуществлять разделение соединений, растворимых как в воде, так и в органических растворителях;

– возможность использования в подвижной фазе буферных растворов может улучшить селективность и эффективность разделения ионогенных соединений.

В обращенно-фазовой хроматографии неподвижной фазой служат гирдофобизированные силикагели, которые получают при обработке силикагеля хлор- и алкоксисиланом. Широко в аналитической практике используют гидрофобизированные силикагели с привитыми октадецильными группами (С18 ) Плотность прививки составляет 1,1- 2,3 нм-2 .

В зависимости от способа обработки свойства гидрофобизированных силикагелей могут изменяться, поэтому свойства коммерческих колонок различных фирм несколько отличаются. Содержание углерода составляет 5-20%. Степень покрытия поверхности силикагеля органическим модификатором составляет 10-60%, в лучших случаях она достигает 90%. Наличие остаточных силанольных групп приводит к тому, что

адсорбционный и ионообменный механизмы удерживания всегда сопутствуют обращенно-фазовому. Для уменьшения числа силанольных групп сорбенты дополнительно обрабатывают триметилхлорсиланом (это называют эндкеппингом). В табл. 12 представлены типичные обращеннофазовые сорбенты. Наиболее популярными являются силикагели следующих торговых марок: бондопак, лихросорб, порасил, сепарон, сферисорб, нуклеосил, кромасил. Недостатками обращенно-фазовых сорбентов на основе силикагеля являются ограниченно допустимый диапазон рН и сорбционная активность силанольных групп. Этого недостатка в значительной степени лишены колонки нового поколения фирмы «Феноминекс», ее колонка Луна С18 обладает стабильностью в диапазоне значений рН 1,5-10.

Механизм разделения соединений в этом варианте хроматографии пока до конца неясен. Наиболее удачными и распространенными являются теория, использующая представления о параметрах растворимости Гильдебранта, и сольвофобная теория Хорвата-Меландера. По теории, основанной на параметрах растворимости Гильдебранта, удерживание определяется молекулярными взаимодействиями разделяемых веществ с подвижной и неподвижной фазой. Зависимость фактора емкости вещества от состава подвижной фазы описывается уравнением

lnk = Aφ2 + Bφ + C (12),

где φ – объемная доля органического компонента (модификатора) в подвижной фазе, А, В и С – константы.

Однако поведение соединений сложного строения с несколькими функциональными группами часто не удается описать данной зависимостью. Более адекватно закономерности удерживания сорбатов в ОФ ВЭЖХ описываются сольвофобной теорией. Хорвартом и Миландером впервые было показано, что водные элюенты, не содержащие

Таблица 12. Сорбенты для обращенно-фазовой ВЭЖХ
	Sp , м2 /г			Форма частиц
			частиц, мкм
Адсорбсил С8				Нерегулярная
Адсорбсил С18				Нерегулярная
Адсорбсфер С8				Сферическая
Адсорбсфер С18				Сферическая
Алтима С8				Сферическая
Алтима С18				Сферическая
АльфаБонд С8				Нерегулярная
АльфаБонд С18				Нерегулярная
М-Бондопак С18				Нерегулярная
М-Бондопак Фенил				Нерегулярная
Гиперсил С8				Сферическая
Гиперсил ОДС				Сферическая
Зорбакс С8				Сферическая
Зорбакс ОДС				Сферическая
Диасорб-130-С1				Нерегулярная
Диасфер 130-С8				Сферическая
Диасфер-130-С18Т				Сферическая
Лихросорб RP-2				Нерегулярная
Лихросорб RP 18				Сферическая
				Сферическая
				Сферическая
Нуклеосил С18				Сферическая
Партисил ОДС-3				Нерегулярная
Сепарон С18				Сферическая
Силасорб С2				Нерегулярная
Силасорб С8				Нерегулярная
Силасорб С18				Нерегулярная
				Сферическая
Сферисорб С18

органических растворителей, могли быть использованы для разделения полярных биологических молекул на октадецилсиликагеле. Даже при отсутствии органического компонента в элюенте, взаимодействие между растворенным веществом и привитыми углеводородными радикалами

неподвижной фазы, являлось причиной удерживания растворенного вещества. Что позволило сделать вывод о том, что удерживание в обращено-фазовом варианте в основном определяется гидрофобными взаимодействиями.

Важнейшую роль в понимании механизма удерживания обращеннофазовой хроматографии сыграли работы Хорвата и его школы. Суть теории Хорвата заключается в следующем. Существует принципиальное различие между процессами сорбции на полярных поверхностях из относительно неполярных растворителей («нормально-фазовый режим») и сорбции из воды либо сильнополярных растворителей на неполярных поверхностях («обращенно-фазовый режим»). В первом случае, между молекулами сорбатов и неподвижных фаз образуются ассоциаты за счет кулоновских взаимодействий или водородных связей. Во втором случае, причиной ассоциации на поверхности являются так называемые сольвофобные взаимодействия в подвижной фазе. Для полярных подвижных фаз, в особенности содержащих воду, характерно сильное кулоновское взаимодействие и образование водородных связей между молекулами растворителей. Все молекулы в таких растворителях связаны довольно прочно межмолекулярными силами. Для того чтобы поместить в эту среду молекулу сорбата, необходимо образование «полости» между молекулами растворителя. Энергетические затраты на образование такой «полости» лишь частично покрываются за счет взаимодействия полярных групп в молекуле сорбата с полярными молекулами растворителя. В аналогичном положении по отношению к растворителю находятся и неполярные молекулы неподвижной фазы. С энергетической точки зрения более выгодно такое положение, когда поверхность раздела между полярной средой (растворителем) и неполярными фрагментами неподвижной фазы и молекул сорбата минимальна. Уменьшение этой поверхности и достигается при сорбции (рис. 15).

Рис. 15. К механизму обращенно-фазовой хроматографии: а - сорбат в растворе; б - сорбат на поверхности неподвижной фазы. Молекулы воды и органического растворителя обозначены светлыми и темными кружками соответственно.

Обращенно-фазовая хроматография широко применяется не только для разделения нейтральных соединений, но и ионогенных веществ. В принципе, и для таких соединений процесс сорбции описывается сольвофобной теорией. Однако сорбаты такого рода существуют в растворе и адсорбированном состоянии, как в виде нейтральных молекул, так и в виде ионов. Каждой из этих форм соответствует свое значение фактора удерживания. В зависимости от рН среды изменяются соотношение различных форм в растворе и факторы удерживания.

В качестве подвижной фазы обычно используют смеси растворителей, т.к. это позволяет улучшить селективность и эффективность разделения и уменьшить время необходимое для его проведения.

Меняя состав подвижной фазы в ОФЖХ, можно изменять удерживание в очень широких пределах. Почти для всех анализируемых соединений удерживание в некоторых чистых растворителях (метанол, тетрагидрофуран) пренебрежимо мало, а в чистой воде чрезвычайно велико. Поэтому, чтобы добиться приемлемого времени удерживания,

обычно необходимо использовать смеси воды с органическим растворителем – так называемым модификатором. Зависимость фактора удерживания вещества от состава подвижной фазы описывается уравнением

где C – концентрация органического	компонента (модификатора) в

подвижной фазе, b и p – константы.

При постоянных условиях хроматографирования удерживание различных сорбатов определяется следующими факторами:

– гидрофобностью сорбатов;

– дипольным моментом;

– объемом их молекул;

– поляризуемостью;

– уменьшением площади неполярной поверхности при сорбции.

При описании взаимосвязи удерживания и свойств сорбатов наиболее популярны уравнения, связывающие факторы удерживания, измеряемые в хроматографической системе, с коэффициентами распределения (чаще всего в системе октанол – вода). Для соединений близкой структуры наблюдается линейная зависимость между логарифмами коэффициентов

где Pi,j - коэффициент распределения вещества между водной и органической фазами.

Во многих случаях логарифм фактора удерживания линейно связан с

Самым распространенным дескриптором является число атомов углерода. Эти соотношения полезны как при подборе состава подвижной фазы

как при разделении, так и для идентификации компонентов смеси.

Для решения каждой конкретной задачи состав как подвижной, так и неподвижной фазы должен быть тщательно подобран с точки зрения как физических, так и химических свойств ее компонентов. Общая схема выбора варианта ВЭЖХ в зависимости от природы разделяемых веществ показана на рис. 16.

Система для проведения разделения методом ВЭЖХ состоит из нескольких блоков: насоса, дозатора, колонки, детектора и регистрирующего устройства.

Рассмотрим основные типы насосов, используемых в ВЭЖХ.

Шприцевые насосы. Вращение прецизионного синхронного двигателя преобразуется в перемещение поршня в цилиндре. При движении поршня подвижная фаза либо поступает в цилиндр, либо выдавливается из него. Преимущество данного типа насоса – практически полное отсутствие пульсаций потока подвижной фазы, недостаток – невозможность создания градиента с помощью одного насоса.

Пневмоусилительные насосы . Обеспечивают постоянное давление на входе в колонку. Преимущества – отсутствие пульсаций потока, высокая надежность; недостаток – невысокая воспроизводимость объемной подачи подвижной фазы.

Плунжерные возвратно-поступательные насосы. С помощью электромеханического устройства приводится в возвратно-поступательное движение плунжер, перемещающийся в рабочей головке, в результате чего насос либо набирает подвижную фазу, либо подает ее с заданной скоростью. Преимущество – постоянная объемная подача подвижной фазы, недостаток – довольно большие пульсации потока, которые являются основной причиной повышенного шума и снижения чувствительности детектора.

Рис. 16. Выбор условий ВЭЖХ с учетом гидрофобности разделяемых веществ

Для ввода пробы в жидкостной хроматографии используют следующие типы дозаторов:

– дозирующая петля

– дозаторы с мембраной (без остановки потока и с остановкой

Основные виды детекторов и их характеристики приведены в табл. 13. Наиболее распространенным детектором в адсорбционной ВЭЖХ является спектрофотометрический . В процессе элюирования веществ в специально сконструированной микрокювете измеряется оптическая плотность элюата при заранее выбранной длине волны, соответствующей максимуму поглощения определяемых веществ. Такие детекторы измеряют поглощение света в ультрафиолетовой или видимой области спектра, причем первый вариант используется чаще. Это связано с тем, что большинство химических соединений имеют достаточно интенсивные полосы поглощения в диапазоне длин волн 200-360 нм. Фотометрические детекторы имеют достаточно высокую чувствительность. Чувствительность УФ-детектора может достигать 0,001 ед. оптической плотности на шкалу при 1% шума. При такой высокой чувствительности может быть зафиксировано до нескольких нг даже слабо поглощающих УФ веществ. Широкая область линейности детектора позволяет анализировать как примеси, так и основные компоненты смеси на одной хроматограмме. Возможности спектрофотометрического детектора существенно расширились после появления его современного аналога – детектора на диодной матрице (ДДМ), работающего как в УФ-, так и видимой области. В таком детекторе «матрица» фотодиодов (их более 200) постоянно регистрирует поглощение электромагнитного излучения в режиме сканирования. Это позволяет снимать при высокой чувствительности неискаженные спектры быстро проходящих через

ячейку детектора компонентов. По сравнению с детектированием на одной длине волны, сравнение спектров, полученных в процессе элюирования пика, позволяет идентифицировать разделяемые компоненты с гораздо большей степенью достоверности.

Принцип действия флуориметрического детектора основан на измерении флуоресцентного излучения поглощенного света. Поглощение обычно проводят в УФ-области спектра, длины волн флуоресцентного излучения превышают длины волн поглощенного света. Флуориметрические детекторы обладают очень высокой чувствительностью и селективностью. Наиболее важная область их применение детектирование ароматических полициклических углеводородов.

Амперометрический детектор применяют для определения органических соединений, которые могут быть окислены на поверхности твердого электрода. Аналитическим сигналом является величина тока окисления. В детекторе имеется по крайне мере два электрода – рабочий и электрод сравнения (хлоридсеребрянный или стальной), иногда устанавливают вспомогательный электрод, необходимый для подавления влияния омического падения напряжения в растворах низкой проводимости. Успех определения определяет выбор материала и потенциала рабочего электрода. В амперометрическом детекторе используют электроды из углеродных материалов, наиболее часто стеклоуглеродный, и металлические: платиновый, золотой, медный, никелевый. Потенциал рабочего электрода устанавливают в интервале 0 - +1,3 В. Можно проводить измерения либо при постоянном потенциале, либо импульсном режиме, когда задается трехступенчатая развертка потенциала, которая обеспечивает на разных стадиях – окисление вещества, очистку электрода и его регенерацию. Использование этого

детектора особенно важно при определении фенолов, фенольных соединений, гидразинов, биогенных аминов и некоторых аминокислот.

Кондуктометрический детектор используют для определения неорганических анионов и катионов в ионной хроматографии. Принцип его работы основан на измерении электропроводности подвижной фазы в процессе элюирования вещества.

Таблица 13. Детекторы для высокоэффективной жидкостной хроматографии, используемые в анализе объектов окружающей среды

	Вид детектора	Измеряемый	Минимально	Селективность
		параметр	определяемое
			количество, г
	Спектрофото-	Оптическая	10 -10
	метрический	плотность
	Флуориметри-	Интенсивность	10 -11
		флуоресценции
	Кондуктомет-	Электропровод-	10-9
	рический
	Амперометри-	Величину тока	10-11 - 10-9
	Масс-спектро-	Величину	10 -12 – 10 -10
	метрический	ионного тока

Исключительно информативным является масс-

спектрометрический детектор, который обладает высокой чувствительностью и селективностью. Основная проблема, затрудняющая использование этого детектора, проблема ввода потока элюента в массспектрометр. Развитие микроколоночной хроматографии позволяет

разработать системы прямого ввода потока элюента в ионный источник масс-спектрометра. Используют масс-спектрометры высокого разрешения

и достаточного быстродействия с химической ионизацией при

атмосферном давлении или ионизацией с применением электрораспыления. Последние модели масс-спектрометров для жидкостной хроматографии работают в диапазоне масс m/z от 20 до

4000 а.е.м. Масс-спектрометрический детектор предъявляет жесткие требования к чистоте растворителей, является дорогостоящим и сложным

в обращении.

3.1.2. Использование обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии для решения экологических задач

Определение загрязнений воды и почвы. Высокоэффективная жидкостная хроматография активно используется для определения различных экотоксикантов в водах и почвах. Наиболее значимые задачи, решаемые ВЭЖХ в анализе вод и почвы – определение фенольных соединений, ПАУ и пестицидов. Так как ПДК этих экотоксикантов в водах и почвах очень низки, их определение обычно проводят после предварительного концентрирования или выделения. Для этого можно использовать жидкостную экстракцию, но более удобным и эффективным методом является сорбция или твердофазная экстракция.

Определение фенолов в сточных и природных водах. Весьма распространенными экотоксикантами являются фенол и его хлорпроизводные и нитропроизводные, гваякол, крезолы. Эти соединения образуются в процессе производственной деятельности человека, в частности, в целлюлозно-бумажном производстве. Возникает необходимость их определения в различных типах вод: природных,

водопроводной, производственных и сточных. Состав вод весьма сложен и может включать большое число фенольных соединений, которые образуются как на стадии загрязнения, так и в процессе очистки вод. Наиболее вероятными компонентами сточных вод являются фенол, гваякол, о-, м- и п-крезолы, моно-, ди-,три- и пентахлорфенолы, моно- и динитрофенолы. Для разделения и одновременного определения летучих и малолетучих фенолов весьма удачным является использование высокоэффективной жидкостной хроматографии на гидрофобизированном силикагеле. Эффективность и селективность разделения фенолов определяется составом подвижной фазы. Наиболее часто для разделения фенолов в ВЭЖХ используют смеси ацетонитрила или метанола с буферными растворами (ацетатными или фосфатными), успешное разделение фенолов различного состава может быть достигнуто, если в качестве водного компонента подвижной фазы используется вода, подкисленная уксусной, хлоруксусной или фосфорной кислотой. Время удерживания фенолов определяется их гидрофобностью и увеличивается с ее ростом. Для наиболее значимых фенолов, загрязнителей окружающей среды, удерживание растет в ряду: катехол < фенол < 4-нитрофенол < гваякол < п-крезол < 2,4-нитрофенол < 2-нитрофенол < 2-хлорфенол < 4- хлорфенол < 3-хлорфенол < 2,4-диметилфенол < 4-хлор-3-метилфенол < 2,4-дихлорфенол < 2,4,6- трихлорфенол < пентахлорфенол и зависит от состава подвижной фазы. Чем больше в ней содержание ацетонитрила или метанола, тем меньше удерживание. Для разделения столь сложной смеси фенольных соединений не удается подобрать подвижной фазы определенного состава. Необходимо либо использование градиентного элюирования, либо разные фенолы делят с использованием различных подвижных фаз.

Низкие ПДК фенольных соединений в водах требуют чувствительных методов детектирования или предварительного

концентрирования. Достаточно успешным является детектирование фенолов с использование ДДМ, предел обнаружения фенола при длине волны 260 нм в этом случае достигает 1 мг/л. Еще большей чувствительностью и селективностью к фенолу и его производным обладает амперометрический детектор. Его использование позволяет определять фенолы на уровне ПДК даже в природных водах. В природных водах ПДК для фенола составляет 0,001 мг/л, п-хлорфенола – 0,002 мг/л, 2,4-дихлорфенола – 0,004 мг/мл, 2,4,6 – трихлорфенола – 0,006 мг/л и пентахлорфенола – 0,01 мг/л. Амперометрическое детектирование основано на окислении фенолов на поверхности твердого электрода, в качестве которого обычно используют стеклоуглеродный электрод. Установлено, что максимальный сигнал регистрируется при потенциале стеклоуглеродного электрода – +1300 мВ относительно стального или +1100 мВ относительно хлоридсеребрянного электродов сравнения. Важным является использование в качестве компонента подвижной фазы фосфорной кислоты, в этом случае минимальны флуктуации базовой линии сигнала амперометрического детектора, что позволяет уменьшить величину минимальной определяемой концентрации, которая соответствует сигналу, равному удвоенной “ширине” базовой линии. В табл. 14. приведены примеры определения фенола в водах в различных условиях, на рис. 17 показана хроматограмма смеси, а на рис. 18 – 20 определение фенолов в водопроводной и сточной воде.

Определение пестицидов . В современном сельском хозяйстве широко применяются химические соединения, используемые для борьбы с вредными организмами, грибами, сорняками, так называемые пестициды. Наряду с несомненной пользой крупномасштабное производство и бесконтрольное применение пестицидов привело к существенному обострению экологической обстановки.

Таблица. 14. Примеры определения фенольных соединений в водах ВЭЖХ

	Определяемые фенолы	Неподвижная фаза	Подвижная фаза	Детектор	сmin , мг/л
	Катехол, фенол, 4-нитрофенол, 2-	Spherisorb C18 ,	Метанол (МеОН) – 1%		0,03 ─0,1(прямой
	нитрофенол, п -крезол, 2,4-динитрофенол,		раствор уксусной
	2,4-диметилфенол, 2-хлорфенол, 4-		кислоты градиентный		(0,65 ─ 1,0) 102
	хлорфенол, 2,4-дихлорфенол, 2,4,6-				(предварительное
	трихлорфенол, пентахлорфенол		25 ─ 100% МеОН		концентрирование
		Hypersil Green C18
			Ацетонитрил (АН) - 1%		(0,3 – 8,0) 102
			раствор уксусной		(предварительное
			кислоты; градиентный		концентрирование
		Kromasil C18 , 5	30 ─ 100% АН		(2,5 – 27) 103
			МеОН – Н2 О;		(0,04 – 0,3) 103
			градиентный режим:
	Фенол, 2-хлорфенол, 2,4-дихдорфенол, 2,4,6-		25 ─ 100% МеОН
	трихлорфенол, пентахлорфенол		АН ─ 0,1% раствор H3 PO4
	Фенол, гваякол, п -крезол, о -крезол,
			АН ─ 0,1% раствор H3 PO4
	Пирагаллол, 4-гидроксианилин, бензкатехол,
	2- гидроксианилин, фенол, крезолы, моно-,	Силикагель С18 ,	МеОН ─ 0,1 М раствор		8 10-5 – 4 10-4
	ди-, трихлорфенолы, моно-, динитрофенолы,		Na2 HPO4 ─ 50 нM	ячейками
	пентахлорфенол		нитрилтрехуксусная
			кислота ─ 0,03 M раствор
			додецилсульфата натрия;
			градиентный режим

Рис. 17. Хроматограмма смеси: 2 – фенол; 3 – гваякол; 4 – п -крезол; 5 – о -крезол; 6 – хлоркрезол; 7 – п -хлорфенол; 1 – системный пик.Колонка: (150х4,6) мм, Mightysil RP-18; Подвижная фаза:

ацетонитрил:вода:фосфорная кислота (20,0:79,9:0,1)%об

Рис. 18. Хроматограмма образца сточной воды целлюлозо-бумажного комбината: 1 – системный пик; 2 – 2,4,6-трихлорфенол; 5 – пентахлорфенол; 3,4,6 – неидентифицированные пики.

Колонка (150х4,6) мм Mightysil RP-18; Подвижная фаза:

ацетонитрил:вода:фосфорная кислота (70,0:29,9:0,1) %об. Скорость подачи подвижной фазы 0,7 мл/мин. Детектор амперометрический. Потенциал рабочего электрода 1300 мВ

Рис. 19. Хроматограмма водопроводной воды с добавкой фенолов (1 мкг/л) с предварительной ион-парной экстракцией: 1 – фенол; 2 – 4- нитрофенол; 3 – 2,4-динитрофенол; 4 – 2-хлорфенол; 5 – 2-нитрофенол; 6

– 2,6-диметилфенол; 7 – 2,4-диметилфенол; 8 – 2-метил-4,6- динитрофенол; 9 – 4-хлор-3-метилфенол; 10 – 2,4-дихлорфенол; 11- 2,4,6- триметилфенол; 12 – 2,4,6-трихлорфенол; 13 – пентахлорфенол. Колонка: стальная (250х4,6 мм), Spherisorb ODS-2, 5мкм; Подвижная фаза: метанол – 1% уксусная кислота, градиентный режим (метанол 25-100%); детектор спектрофотометрический, 280 нм (пентахлорфенол 302 нм)

Рис. 20. Хроматограмма образца водопроводной воды с добавками фенолов: 1 – фенол (0,1 мкг/л); 2 – 2-хлорфенол (0,1 мкг/л); 3 – 2,6- дихлорфенол (0,2 мкг/л); 4 – 2,4-дихлорфенол (0,2 мкг/л).

Фенолы концентрировали из 30 мл.

Колонка (150х4,6) мм Mightysil RP-18. Подвижная фаза:

ацетонитрил:вода:фосфорная кислота (70,0:29,9:0,1) %об. Скорость подачи подвижной фазы – 0,7 мл/мин. Детектор амперометрический; потенциал рабочего электрода – 1300 мВ

Так как пестициды попадают в организм людей, не имеющих профессионального контакта с ядохимикатами, главным образом, с пищей и водой необходима постоянно действующая система анализа качества сельскохозяйственной продукции, продуктов питания и воды. При этом наибольший интерес представляют методы анализа, которые можно было бы использовать не только в научных исследованиях, но и при широкомасштабном серийном аналитическом контроле. Учитывая высокую токсичность пестицидов, для мониторинга необходимы специфические и очень чувствительные аналитические методы, позволяющие определять остатки пестицидов и их метаболитов на следовом уровне.

Хроматографические методы анализа обладают более высокой чувствительностью и позволяют различать родственные соединения и их метаболиты или продукты гидролиза. В последнее время для определения и разделения пестицидов все чаще используется ВЭЖХ. Метод наиболее удобен при анализе малолетучих или термически нестабильных пестицидов, которые не могут быть проанализированы с помощью газовой хроматографии.

Наиболее успешно ВЭЖХ используется для определения карбаматов, мочевин, гербицидов на основе феноксиуксусных кислот, триазинов и их метаболитов, бензимидозолов и некоторых других соединений.

Одними из наиболее популярных гербицидов являются триазины, большинство из которых являются производными s-триазина – шестичленного гетероцикла с симметрично расположенными атомами азота. Заместители располагаются в положении 2,4 и 6. Наиболее известными являются три триазина: пропазин, атразин и симазин, два последних включены в список приоритетных загрязнителей для стран ЕС. Максимально допустимая концентрация триазинов в питьевой воде установлена на уровне 100 нг/л. При анализе вод триазины обычно предварительно концентрируют, а затем разделяют ОФ ВЭЖХ. Неподвижной фазой служат гидрофобизированные силикагели, подвижной фазой – смеси ацетонитрила с водой или буферными растворами Детектируют триазины с помощью детектора с диодной матрицей, УФ-, амперометрического и масс-спектрометрического детекторов. Примеры определения триазинов ВЭЖХ в водах и почве приведены в табл. 15.

Таблица 15. Примеры определения пестицидов в водах и почве ВЭЖХ

	Определяемые пестициды	Неподвижная фаза	Подвижная фаза	Детектор	Сmin , мг/л
	Триазины: атразин, симазин, пропазин,	Ultracarb C18 ,	Ацетонитрил (АН) – 1мМ		предварительное
	прометин, тетбутилазин, деэтилатразин,		фосфатный буферный		концентрирование
	деизопропилатразин, гидроксиатразин		раствор, рН 7		(0,8-3,0)10-3 мг/кг
			градиентный режим
			15 – 70 % АН
	Триазины: гидроксиатразин,	Hypersil C18	Ацетонитрил(АН) - 1мМ	амперомет	2.10-5 М
	гидроксисимазин, гидроксидеэтилатразин		фосфатный буферный	рический
			раствор, рН 6,5
			градиентный режим
			30 –100 % АН
	Производные фенилмочевины:	Supelkosil C18 ,	АН– Н2 О		предварительное
	Монурон, флуметирон, Диурон, сидурон,		градиентный режим		концентрирование
	линурон, небурон		40 – 90 % АН		(2-4)10-3
					(0,4-3)10-4
	Сульфонилмочевины
	Хлорсульфурон, метилсульфурон,	Ultraspher C18 ,	МеОН–Н2 О(рН 2,5),		предварительное
	хлоримурон, тифенсульфурон		градиентный режим		концентрирование
		Viospher C6 , 5 мкм	40 –70% МеОН
	Циносульфурон, тифенсульфурон, метил-	LiСhrospher C18 ,	МеОН – 0,1% H3 PO4		0,01-0,05 мг/кг
	сульфурон, сульфометурон, хлорсульфурон
	Карбаматы: карбарил, профарм, метиокарб,	Supelkosil C18 ,	АН– Н2 О (55:45)		предварительное
	промекарб, хлорпрофам, барбан				концентрирование
					(0,3-8)10-3

7. Соли четвертичных аммониевых оснований: паракват, дикват, дифензокват,хлормекват хлорид, мепикват

8. Гербициды кислотного характера: дикамба, бентазон, беназолин, 2,4 Д, МЦПА (2-метил- 4-хлорфеноксиуксусная кислота)

9. Производные фосфоновой и аминокислот: глифосат, глуфосинат, биалофос

10. Смеси пестицидов различных классов Симазин, фенсульфотион, изопрокарб, фенобукарб, хлортилонил, этридиазол, мепронил, пронамид, мекрпром, бенсулид, изофенофос, тербутол

11. Симазин, дихлофос, тирам, 1,3-дихлопропен, фенобукарб, пропизамин, ипрофенфос, изопротиолан, хлортилонил, фенитротион, диазитион, изохатион, тиобенкарб, хлорнитрофен, азулан, ипродион, бенсулин

12. Беномил, 2,4-Д, дикамба, римсульфурон, хлорсульфурон, линурон, хлорсульфоксим, пропиконазол, дифеноконазол

				(0,1–10)10-4
Силикагель С18 ,	АН с добавками NaCl,			4,4.10-4 мг/кг
	MeOH – раствор
	гидроксида
	тетраметиламмония
LiChrosorb C18	MeOH – 0,01 M триэтил			предварительное
	амин, рН 6,9			концентрирование
	градиентный режим			(0,2–1,0)10-4
	MeOH – 0,05 M NaH2 PO4 ,
		Флуоресц.		0,2.10-4
Nova-Pak C18	AH - 0,05 M NaH2 PO4 ,			(0,3–1.0)10-4
LiChrosorb NH2	0,02 M бромид ТМА
Капиллярная	АН –Н2 О			предварительное
колонка LC	градиентный режим			концентрирование
Parkings C18 ,				(0,15–0,8)10-3
	АН – 1мМ фосфатный			предварительное
	буферный раствор, рН 6,			концентрирование
	градиентный режим			(0,04–0,5)10-3
Diaspher C16 , 5 мкм	АН – 0,01 М фосфатный
	буферный раствор, рН 4,2

Еще одной группой пестицидов, для которых использование ВЭЖХ более перспективно, чем капиллярная газовая хроматография, являются производные фенилмочевины. Наиболее известными из них являются линурон, монолинурон, пиразон, и сульфонилмочевины (хлорсульфурон, тифенсульфурон, римсульфурон, метилсульфурон и др.).

ВЭЖХ широко применяется и для разделения и определения карбаматов. Особое внимание обращают на определение карбарила, профарма, метиокарба. Условия разделения фенилмочевин, сульфонилмочевин и карбаматов близки к условиям разделения триазинов.

Круг используемых детекторов включает: детектор с диодной матрицей, УФ-, флуориметрический и масс-спектрометрический детекторы. Достаточно широко используют амперометричекий детектор. Этот детектор дает выигрыш в чувствительности по сравнению с УФ при определении производных карбамата и мочевины (алдикарба, карбарила, хлорпрофарма, диметоата, метиокарба) примерно в 10 раз. Некоторые примеры разделения сульфонилмочевин, фенилмочевин и карбаматов показаны в табл. 15 и на рис. 21.

Селективные гербициды – призводные феноксиуксусной кислоты (2,4-Д, дикамба, бентазон, трихлорпир и др), также предпочтительнее определять ВЭЖХ. Неподвижной фазой служат гидрофобные силикагели, подвижной фазой – смеси ацетонитрила или метанола с буферными растворами или водой с добавкой кислот. Выбор рН подвижной фазы особенно важен при анализе соединений кислотного характера, его значение выбирают ниже, чем рКа разделяемых соединений. Для повышения селективности разделения можно использовать также ионпарный вариант обращенно-фазовой ВЭЖХ.

Рис. 21. Хроматограмма экстракта почвы с добавкой (10мкг/г) гербицидов, производных фенилмочевины: 1 – циносульфурон; 2 – тиофенсульфурон метил; 3 – метилсульфурон метил; 4 – сульфометурон метил; 5 – хлорсульфурон.

Колонка стальная (100х4,6 мм), силикагель С18 , 3 мкм. Подвижная фаза метанол – 0,1% раствор фосфорной кислоты (45:55). Детектор спектрофотометрический, 226 нм

Триэтиламин используют в качестве ион-парного реагента для увеличения удерживания дикамбы, бентазона, беназолина, 2,4-Д и МЦПА (2-метил-4-хлорфеноксиуксусной кислоты) на октадецилсиликагеле в нейтральной области pH. Таким образом определяют гербициды кислотного характера в питьевых и подземных водах (табл. 15). Детектирование проводят УФ-детектором, наиболее низкие пределы обнаружения получены для УФ-детектора с диодной матрицей.

Важной задачей является также разделения смесей, содержащих пестициды различных классов, так как в объектах окружающей среды они

гидрофобизированных силикагелях: полярные соединения элюируются уже при небольшом содержании ацетонитрила (20-30)% в подвижной фазе, более гидрофобные при большем содержании (до 70%), поэтому для разделения смесей используют градиентный режим элюирования. Примеры разделения смесей пестицидов приведены на рис. 22, 23.

Рис. 22. Хроматограмма воды с добавкой пестицидов (0,2 мг/л) после предварительного сорбционного концентрирования: 1 – дисизопропилатразин; 2 – метамитрон; 3 – хлордиазон; 4 – дисэтилатразин; 5 – кримидин; 6 – карбетамид; 7 – бромацил; 8 – симазин; 9 – цианазин; 10 – дисэтилтербутилазин; 11 – карбутилат; 12 – метабензтиазурон; 13 – хлортолурон; 14 - атразин; 15 – монолинурон; 16 – изопротурон; 17 – метазахлор; 18 – метапротрин; 19 – димефурон; 20 – себутилазин; 21 – пропазин; 22 – тетбутилазин; 23 – линурон; 24 – хлорхурон; 25 – прометрин; 26 – хлорпрофарм; 27 – тербутрин; 28 – метолахлор; 29 – пенцицурон; 30 – бифенокс; 31 – пердиметалин.

Колонка: LiChroCART (250x4 мм), Superspher 100 RP-18, 5 мкм; подвижная фаза ацетонитрил – 1 мМ ацетат аммония (градиентный режим - ацетонитрил 25–90 %). Детектор спектрофотометрический, 220 нм

Рис. 23. Хроматограмма разделения смеси пестицидов: 1-метаболит беномила (2 мкг/мл); 2 – ацетамиприд (4 мкг/мл); 3 – ленацил (10 мкг/мл); 4

– дикамба (4мкг/мл); 5 – хлорсульфурон (5 мкг/мл); 6 - тирам(5 мкг/мл); 7 – хлорсульфоксим (8 мкг/мл); 8 – пенконазол (5 мкг/мл); 9 – линурон (5 мкг/мл); 10 – флудиоксонил (5 мкг/мл); 11-пропиконазол (5 мкг/мл); 12 – дифеноконазол (5 мкг/мл).

Условия хроматографического определения: колонка Diaspher C16 (150x4,6) мм со средним размером частиц 5мкм; подвижная фаза ацетонитри-0,01 М фосфатный буферный раствор (рН 4,2) (40:60). Скорость подвижной фазы 1 мл/мин. Детектор спектрофотометрический (230 нм)

Разделение хлорорганических пестицидов с помощью ВЭЖХ еще только изучается. Отчасти это, по-видимому, объясняется отсутствием общедоступных селективных методов обнаружения после разделения их посредством обращенно-фазовой хроматографии. Предел обнаружения хлорорганических пестицидов (типа ДДТ) и эфиров феноксикарбоновых кислот по поглощению при 254 нм составляет 1-15 и 15 мкг соответственно.

Как метод анализа остатков фосфорорганических пестицидов ВЭЖХ не получила должного распространения. Эти соединения обнаруживают по поглощению при 254 нм, по ингибированию холинэстеразы и

полярографически. Показана применимость в ВЭЖХ фосфорчувствительных детекторов для селективного обнаружения фосфорорганических соединений.

Одним из важных вопросов, определяющим чувствительность определения пестицидов является способ детектирования. Для большинства исследований характерно использование спектрофотометрического способа, но его использование ограничено рядом факторов: не все соединения хорошо поглощают, разные соединения имеют разные спектры поглощения. Поэтому очень трудно подобрать соответствующую длину волны. В объектах окружающей среды могут быть другие соединения, в присутствии которых определение пестицидов будет затруднено.

В последнее время широко исследуются возможности электрохимического детектирования (ЭХД) в жидкостной хроматографии. Пытаясь повысить чувствительность определения хлорорганических пестицидов с помощью ВЭЖХ, Долан и Зибер сконструировали усовершенствованный вариант электролитического кондуктометрического детектора Коулсона (ЭКДК). Для этого детектора характерна высокая селективность определения хлорорганических соединений, его линейный диапазон соответствует изменению величины концентрации в пределах пяти порядков, а нижний предел обнаружения линдана составляет 5-50 нг. Применимость ЭКДК в аналитической системе была продемонстрирована на примере анализа необработанных экстрактов листьев салата и речной воды, содержащих альдрин и диэльдрин в концентрациях менее 10-4 %. Использование в данном случае УФ-детектора с длиной волны 254 или 220 нм не позволяет определить альдрин и диэльдрин.

Достигаемые с помощью вольтамперометрических детекторов пределы обнаружения, относительная простота устройства и приемлемая стоимость делают этот метод вполне пригодным для анализа следовых количеств органических веществ. При использовании ЭХД, работающего в

режиме восстановления, одной из существенных проблем является восстановление растворенного в элюенте кислорода, пик которого может мешать определению анализируемого вещества. Есть различные пути удаления растворенного кислорода, однако при столь низких определяемых концентрациях пестицидов не всегда удается избавиться от его следовых количеств. В связи с этим, если имеется возможность, определение пестицидов проводится в анодной области потенциалов.

В сочетании с методом ВЭЖХ наиболее часто применяется амперометрическое детектирование, при котором потенциал рабочего электрода поддерживается постоянным и возникающий при окислении или восстановлении электроактивных молекул ток измеряется как функция времени. Амперометрический детектор позволяет определять с высокой чувствительностью широкий круг пестицидов: тирам, триазины (симазин, атразин, цианазин, пропазин и анилазин), карбаматные пестициды (барбан, байгон, беномил, хлорпрофам, ландрин, мезурол, профам, севин, аминокарб, карбендазим, десмедифам), фенилмочевинные пестициды (метобромурона и линурона). Эти соединения с помощью амперометрического детектора определяют в водах, в большинстве случаев пределы обнаружения ниже, чем со спектрофотометрическим детектором. Например, предел обнаружения для аминокарба и карбендазима меньше 1 мкг/л, десмедифама и дихлорана меньше 5 мкг/л, метамитрона 10 нг/л, хлортолурона и изопротурона 20 нг/л.

Определение полициклических ароматических углеводородов

(ПАУ). Весьма часто для определения ПАУ в водах и почвах используют жидкостную хроматографию. При необходимости одновременного определения средне и малолетучих ароматических углеводородов обычно выбирают обращенно-фазовую высокоэффективную жидкостную хроматографию.

Вследствие уникальных свойств и широкой доступности октадецилсиликагелевых (ОДС) обращенных фаз большинство исследований ПАУ выполнено на этих фазах. С уменьшением длины цепи, привитого углеводородного радикала, значения коэффициента емкости быстро снижаются, что существенно усложняет анализ многокомпонентных смесей ПАУ. Так, в идентичных условиях (состав подвижной фазы, расход элюента, температура, размеры колонки) время удерживания ПАУ на колонке с Нуклеосилом С18 примерно вдвое больше, чем на Нуклеосиле С8 . Считают, что молекулы ПАУ удерживаются на неполярной поверхности алкилсиликагеля за счет ван-дер-ваальсовых сил, причем прочность связи растет с увеличением длины боковой цепи.

Сорбенты с привитыми полярными группами также используются для разделения ПАУ. Радикалы алкил(арил)алканов, используемых для модификации поверхности сорбентов, содержат одну или несколько полярных групп (-NH2 ,-NO2 ,- OH, -CN и др.). Механизм удерживания ПАУ на сорбентах с привитыми полярными группами довольно сложен.

Учитывается взаимодействие между π – электронной системой компонентов пробы и различными структурами полярной поверхности. Незамещенные ПАУ элюируются в порядке возрастания молекулярной массы. На полярной фазе, содержащей аминогруппы, удерживание ПАУ растет с увеличением количества ароматических ядер в молекуле. В отличие от колонок с гидрофобными силикагелями, на полярных фазах присутствие алкильных групп в молекулах ПАУ незначительно влияет на порядок удерживания, что позволяет использовать указанные фазы для предварительного фракционирования при анализе сложных смесей ПАУ.

На практике чаще разделение ПАУ проводят на гидрофобных силикагелях, поскольку выше селективность разделения, лучше воспроизводимость результатов, а также наблюдается более длительный срок службы хроматографических колонок.

В варианте обращенно-фазовой хроматографии для разделения ПАУ чаще всего в качестве элюентов используют водно-спиртовые смеси (водаметанол) и водно-ацетонитрильные смеси. Относительные времена удерживания для индивидуальных ПАУ сильно отличаются, поэтому чаще используют градиентный режим элюирования.

Существует множество вариантов детектирования ПАУ: амперометрическое, флуоресцентное, ультрафиолетовое. Наиболее часто используется флуоресцентное детектирование ПАУ. ВЭЖХ в сочетании с флуоресцентным детектором является селективным и чувствительным методом определения ПАУ в природных образцах. Спектрофотометрический детектор в УФ и видимой области на диодной матрице полезен для количественного и качественного анализа ПАУ в почвенных образцах в нанограммном диапазоне, в то время как флуоресцентный детектор рекомендован для анализа ПАУ в водных образцах в пикограммной области.

Наивысшая чувствительность флуоресцентного детектора может быть получена только при оптимальных длинах волн возбуждения и флуоресценции индивидуальных ПАУ. Это возможно только при программировании этих длин волн во времени. После оптимизации всех индивидуальных параметров минимальный предел детектирования отдельных ПАУ в питьевой воде достигает уровня 0,5 пикограмм.

Широко распространенные методики ЕРА рекомендуют определять нафталин, аценафтилен, аценафтен и флуорен при помощи ультрафиолетового детектора и использовать флуоресцентный детектор для определения всех остальных ПАУ. На рис. 24 показано разделение смеси 16 приоритетных ПАУ.

Рис. 24. Хроматограмма стандартной смеси EPA полициклических ароматических углеводородов: 1 – нафталин; 2 – аценафтен; 3 – флуорен; 4 – фенантрен; 5 - антрацен; 6 – флуорантен; 7 – пирен; 8 – 3,4-дибенз- антрацен; 9 – хризен; 10 – 3,4-бензфлуорантен; 11 – 11,12-бензфлуорантет; 12 – 3,4-бензпирен; 13 – 1,2,5,6-дибензантраце и 1,12-бензперилен; 14 – 2,3-о -фениленпирен.

Колонка (150х4,6мм) Mightysil RP-18; подвижная фаза: (75:25)

ацетонитрил-вода: детектор ─ флуоресцентный, режим програмирования по длинам волн флуоресценции

Определение ПАУ в объектах окружающей среды, особенно в водах

и почвах, является важной проблемой практической аналитической химии.

В литературе много работ, посвященных определению ПАУ методом ВЭЖХ в водах и почвах. Данные этих работ обобщены соответственно в табл. 16 и 17.

Трудности при проведении определения ПАУ ВЭЖХ связаны с необходимостью предварительной очистки экстрактов и принципиальными сложностями идентификации родственных по

химической

структуре

изомерных

соединений.

Таблица 16. Определение ПАУ методом ВЭЖХ в водах

		Определяемые ПАУ	Неподвижная фаза	Подвижная фаза	Детектор	Cmin , нг/л
	Питьевая	Фл, Б(b)Ф, Б(k)Ф, Б(a)П,		Ацетонитрил: вода
		Б(g,h,i)П, Инд(1,2,3-cd)П	(250х4,6) мм, 5мкм	Градиентный режим
	Загрязненная			Ацетонитрил: вода
			(100х8) мм, 5 мкм	Градиентный режим
			Lichrospher РАН С-18	Ацетонитрил: вода
			(125× 2) мм, 4 мкм	Градиентный режим
	Поверхностные			Метанол: вода (85: 15) с
			(250х4,6) мм, 5мкм
			Spherisorb S5 РАН	Ацетонитрил: вода(80:20)
			(150× 4,6) мм, 5 мкм	изократи-ческий режим
		Фл, Б(b)Ф, Б(k)Ф, Б(a)П,		Метанол: вода (85: 15)
		Б(g,h,i)П, Инд(1,2,3-cd)П	(165× 4,6) мм, 5 мкм	изократи-ческий режим
	Поверхностные			Ацетонитрил: вода
			(250х4,6) мм, 5мкм	Градиентный режим
		Фл, П, Б(a)П		Ацетонитрил: вода
			(150× 4) мм, 5 мкм)	Градиентный режим
	Природная		Lichrospher 100 RP-18	Ацетонитрил: вода (80:20)		0,5 нг/л (Б(а)П)
			(125× 4) мм,5 мкм	изократи-ческий режим
		Фл, Б(b)Ф, Б(k)Ф, Б(a)П,	SpherisorbODS – 2	Ацетонитрил: вода (80:20)		~ 8 пг (Б(а)П)
		Б(g,h,i)П, Инд(1,2,3-cd)П	(300× 4) мм,5 мкм	изократи-ческий режим
	Городские		Hypersil Green PAH	Ацетонитрил: вода
			(100× 4,6) мм, 5 мкм)
				Градиентный режим

Примечания:Фл – флуоресцентный детектор; Амп – амперометрический детектор;

TCAA – трихлоруксусная кислота; i-PrOH – изопропанол; 16 ПАУ – 16 ПАУ из стандартной смеси ЕРА

Фл – флуорантен; П – пирен; Б(b)Ф – бенз(b)флуорантен; Б(k)Ф – бенз(k)флуорантен; Б(g,h,i) – бенз(g,h,i)перилен;

Инд(1,2,3-cd)П – индено(1,2,3-cd)пирен;

ПО – предел обнаружения

Таблица 17. Определение ПАУ методом ВЭЖХ в почвах

Тип почвы	Определяемые	Неподвижная	Подвижная		С min,
Осадочные		С18 ((250× 4,6)	Ацетонитрил:
отложения
			Градиентный
Почвенные		С18 ((250× 4,6)	Ацетонитрил:
	Б(k)Ф, Б(a)П,
			Градиентный
Сильноза-			Ацетонитрил:
грязненные			вода (80:20)
		ODS ((243× 4)	Изократичес-
			кий режим
		С18 ((250× 4,6)	Ацетонитрил:
грязненные
			Градиентный
Осадочные		С18 ((250× 4,6)	Ацетонитрил:
отложения
			Градиентный

При анализе образцов речных вод, поскольку они могут содержать примеси флуоресцирующих соединений, при относительных временах удерживания ПАУ предложено использование предварительного разделения фракций ПАУ методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) и последующий анализ отдельных фракций ПАУ методом обращеннофазовой ВЭЖХ с флуоресцентным детектором.

В почвах и сложных природных смесях ПАУ для определения специфических изомеров ПАУ бывает необходимо использовать нормально-фазовый метод ВЭЖХ. Этот метод обеспечивает отделение и концентрирование изомеров, которые сложно определить в общей

фракции ПАУ из-за низких концентраций или из-за относительно низкой чувствительности и селективности флуоресцентного детектирования. Описан метод разделения природного экстракта морских отложений на аминопропилсиликагеле. Эта предварительная стадия обеспечивает получение фракций, содержащих только изомерные ПАУ и алкилзамещенные изомеры. Фракции изомерных ПАУ анализируют методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с флуоресцентным детектором.

Таким образом, ВЭЖХ с использованием флуоресцентного и ультрафиолетового детекторов позволяет определять ПАУ в различных объектах. Успех анализа определяется, как условиями разделения и детектирования, так и грамотной подготовкой пробы к анализу.

Определение загрязнений воздуха. Для определения загрязнений в водухе ВЭЖХ используется реже, чем в воде и почве. Этот метод незаменим при определении в воздухе токсичных высокомолекулярных и высококипящих органических соединений: к ним относятся диоксины, пестициды, полихлобифенилы, ПАУ, фенолы, ароматические амины и имины, азарены (азотсодержащие гетероциклические углеводороды) и их метильные производные. Во всех случаях предварительно загрязняющие компоненты улавливают из воздуха в специальных концентрирующих трубках, и после экстракции из фазы адсорбента анализируют полученный раствор ВЭЖХ.

Наиболее важным является определение в воздухе ПАУ (ПДК для атмосферного воздуха составляет 10-6 мг/м3 , воздуха рабочей зоны – 1,5.10-4 мг/м3 ) , анализ концентрата проводят аналогично тому, как описано для вод и почвы. Много внимания уделяют также определению фенолов и крезолов. Эта задача важна для жилых помещений, так как строительные материалы, покрытия, мебель могут выделять фенолы. Их улавливают при прокачивании воздуха через щелочные растворы или на специальных