СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРОФОРМА И 1,2-ДИХЛОРЭТАНА В МОЧЕ Российский патент 2000 года по МПК G01N33/50 G01N33/15 

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинским, токсикологическим исследованиям, и может быть использовано при диагностике экологически обусловленной патологии, вызванной хлорорганическими соединениями, в лабораториях биохимии, специализированных учреждениях и клинико-диагностических лабораториях медицинских учреждений.

Большая часть современных методов определения хлорированных углеводородов, в частности хлороформа и дихлорэтана, основана на реакции Фудживара - окрашивании раствора пиридина, содержащего определяемое вещество в щелочной среде. По этой реакции образуется соль пиридиния, а под влиянием щелочи она превращается в производное глутаконового альдегида, при гидролизе которого образуется глутаконовый альдегид, имеющий окраску (см., например, В.Ф.Крамаренко "Токсикологическая химия", Киев, Изд-во "Выща школа", 1989 г., с. 155).

Эта реакция характерна для всего класса алифатических хлорированных углеводородов и позволяет проводить только качественное определение.

Известен также микродиффузионный способ определения хлорированных углеводородов в различных биосубстратах (кровь, моча) в интервале 5-35 мг% (см., например, И.Д. Гадискина и др. "Превращение и определение промышленных органических ядов в организме", Л., Изд-во "Медицина", 1971 г., с. 80-81).

Согласно этому способу по интенсивности окраски с помощью спектрофотометра осуществляют количественное определение хлорированных углеводородов. Ошибка определения при этом составляет ±5%.

Недостатком указанного известного способа является его недостаточная чувствительность.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является способ количественного определения дихлорэтана в биологических материалах, описание которого приведено в брошюре "Методические указания об обнаружении и определении 1,2-дихлорэтана в биологическом материале методом газожидкостной хроматографии", М., Минздрав СССР, 1978, с. 1-9. Согласно этому способу, для концентрирования и извлечения дихлорэтана из биологических жидкостей во флакон из-под пенициллина помещают 5 см³ исследуемого объекта, флакон закрывают резиновой пробкой и ставят в металлический цилиндр с просверленными в стенках отверстиями и навинчивающейся крышкой. Затем цилиндр с флаконом погружают на 2/3 высоты в кипящую водяную баню. По истечении 5 мин отбирают шприцем из флакона 5 см³ парогазовой пробы и вводят ее в испаритель хроматографа ЛХМ-80 с пламенно-ионизационным детектором. Анализ осуществляется на стальной колонке длиной 2,4 м и диаметром 0,6 см, заполненной сорбентом Сферохром - 1 с неподвижной жидкой фазой 15% триэтиленгликоля. Температура колонки 100^oC, температура испарителя 170^oC, скорость газа-носителя 33 см³/мин, скорость водорода 33 см³/мин, скорость воздуха 300 см/мин. Количественное определение проводят методом абсолютной калибровки.

Недостатком указанного известного способа является его невысокая чувствительность (граница определения 1,2-дихлорэтана не ниже 10 мкг) и недостаточная точность определения при наличии в пробе биологического материала алифатических хлорированных углеводородов, в частности при совместном присутствии хлороформа и 1,2-дихлорэтана.

Целью настоящего изобретения является повышение чувствительности и точности определения хлороформа и 1,2- дихлорэтана при их совместном присутствии.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе количественного определения хлороформа и 1,2-дихлорэтана в моче путем извлечения указанных хлорированных углеводородов из пробы мочи и последующего газохроматографического анализа, новым является то, что перед извлечением хлорированных углеводородов из пробы мочи последнюю подкисляют раствором щавелевой кислоты до pH 2 и добавляют в пробу высаливающий агент, а извлечение хлорированных углеводородов производят путем экстракции их гептаном. При этом в качестве высаливающего агента используют хлорид натрия, а в качестве раствора щавелевой кислоты используют ее водный раствор 10%-ной концентрации.

Из патентной и научно-технической литературы нам неизвестны способы количественного определения хлороформа и 1,2-дихлорэтана в моче, содержащие совокупность предложенных нами признаков, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения.

Кроме того, из существующего уровня техники нам неизвестно, что существенные признаки, характеризующие предлагаемый способ, способны обеспечить повышение чувствительности и точности определения хлороформа и 1,2-дихлорэтана в моче при их совместном присутствии.

Экспериментальным путем обнаружено, что только применение в качестве экстрагента гептана позволяет более полно извлечь хлороформ и 1,2-дихлорэтан из мочи и, как неожиданно оказалось, повышает точность определения. Данные о степени экстракции хлороформа и 1,2-дихлорэтана из мочи различными растворителями приведены в таблице 1.

Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что оптимальный эффект наблюдается при использовании в качестве экстрагента гептана, т.к. исследуемые компоненты (хлороформ, 1,2-дихлорэтан) хорошо растворимы в нем.

Для денатурации низкомолекулярных белков и повышения степени экстракции, анализируемые пробы мочи подкисляют 10%-ным раствором щавелевой кислоты до pH 2 и добавляют хлорид натрия в качестве высаливающего агента. Зависимость степени экстракции хлороформа и 1,2-дихлорэтана от pH среды и природы органических растворителей приведена в таблице 2.

Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что только при создании в пробе мочи pH 2 обеспечивается наиболее полная экстракция гептаном хлороформа и 1,2-дихлорэтана.

Использование щавелевой кислоты для подкисления пробы объясняется тем, что она не мешает определению и не вызывает погрешности.

При осуществлении предлагаемого способа проводят следующие операции в нижеуказанной последовательности:
- берут пробу мочи, содержащую хлороформ и 1,2-дихлорэтан;
- подкисляют ее 10%-ным водным раствором щавелевой кислоты до pH 2;
- добавляют высаливающий агент - хлорид натрия;
- затем в пробу мочи добавляют гептан и смесь встряхивают в течение 10 минут для проведения экстракции хлороформа и дихлорэтана;
- полученный экстракт подвергают газохроматографическому анализу;
- количество хлороформа и 1,2-дихлорэтана определяют с использованием калибровочного графика.

Пример 1.

Брали 100 см³ мочи, содержащей хлороформ и 1,2-дихлорэтан. В эту пробу добавляли 10%-ный водный раствор щавелевой кислоты до достижения pH 2. Далее добавляли 30 г высаливающего агента - хлорида натрия и затем - 10 см³ гептана. Полученную смесь встряхивали в течение 10 минут для лучшего осуществления экстракции гептаном хлороформа и 1,2-дихлорэтана из пробы мочи. Полученный экстракт хроматографировали на хроматографе 3700 с детектором электронного захвата. Анализ осуществляли на стальной колонке 3 м х 3 мм, заполненной Хроматоном N-AW-DHCS с нанесенной неподвижной жидкой фазой 15% Apiezon L. Режим работы прибора: температура термостата колонки 90^oC, температура испарителя 170^oC, температура детектора 250^oC, скорость газа-носителя (азот) 33 см³/мин. Затем, используя ранее построенные калибровочные графики, проводили количественное определение хлороформа и 1,2-дихлорэтана в моче.

Для построения калибровочных графиков использовали пробы мочи, отобранные у контрольной группы детей и содержащие заданные концентрации хлороформа и 1,2-дихлорэтана. Определение проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что при построении калибровочных графиков полученный экстракт - стандартный раствор каждой пробы - хроматографировали на хроматографе не менее 5 раз.

В результате проведенных лабораторных исследований было установлено, что чувствительность определения хлороформа в моче предлагаемым способом составляет 0,0125 мкг/см³, а 1,2-дихлорэтана - 0,04 мкг/см³.

Также в ходе лабораторных испытаний устанавливали точность (относительную погрешность) определения предлагаемым способом концентрации хлороформа и 1,2-дихлорэтана в моче при их совместном присутствии. Данные об этом приведены в таблице 3.

Данные, приведенные в таблице 3, показывают, что погрешность определения хлороформа предлагаемым способом составляет 6,46%, а 1,2-дихлорэтана - 14,05%.

Таким образом, предлагаемым способом можно с высокой степенью точности и чувствительности определять хлороформ и 1,2-дихлорэтан в моче при их совместном присутствии в пробе.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить чувствительность определения по 1,2-дихлорэтану в 50 раз по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к медицине, в частности, может быть использовано для проведения токсикологических исследований. Определение хлороформа и 1,2-дихлорэтана в моче осуществляется путем их извлечения гептаном в кислой среде, полученной с помощью щавелевой кислоты с добавлением высаливающего агента хлорида натрия и последующим хроматографированием при использовании метода абсолютной калибровки. Изобретение позволяет повысить чувствительность и точность при совместном определении хлороформа и 1, 2-дихлорэтана. 2 з. п.ф-лы, 3 табл.

1. Способ количественного определения хлороформа и 1,2-дихлорэтана в моче путем извлечения указанных хлорированных углеводородов из пробы мочи и последующего газохроматографического анализа, отличающийся тем, что перед извлечением хлорированных углеводородов из пробы мочи последнюю подкисляют раствором щавелевой кислоты до pH 2 и добавляют в пробу высаливающий агент, а извлечение хлорированных углеводородов производят путем экстракции их гептаном. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высаливающего агента используют хлорид натрия. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве раствора щавелевой кислоты используют ее водный раствор 10%-ной концентрации.