СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРОБЫ ДЛЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ В БИОМАТЕРИАЛЕ Российский патент 2015 года по МПК G01N33/483 

Изобретение относится к способам подготовки проб и может быть использовано в биологии, экологии, медицине для газохроматографического определения хлорорганических пестицидов, а именно α-ГХЦГ, β-ГХЦГ, γ-ГХЦГ, ДДТ, ДДД, ДДЕ в различном биоматериале, содержащем липиды, - внутренних органах и тканях, крови, молоке. Кроме того, в качестве биоматериала можно использовать перья птиц.

Известен способ подготовки пробы для газохроматографического определения хлорорганических пестицидов в крови, включающий экстракцию пестицидов из крови n-гексаном, очистку от соэкстративных веществ концентрированной серной кислотой, концентрирование n-гексанового экстракта (см. патент РФ №2414711, МПК G01N 33/50, G01N 33/48, дата публикации 20.03.2011).

Недостатком технического решения является ограниченная область применения из-за невозможности исследований внутренних органов и тканей.

В качестве ближайшего аналога принят способ подготовки пробы для газохроматографического определения хлорорганических пестицидов в биоматериале, включающий их отбор, измельчение и последующую экстракцию пестицидов n-гексаном, после чего полученный материал очищают от соэкстративных веществ концентрированной серной кислотой, формируют концентрат n-гексанового экстракта пестицидов (см. Клисенко М.А. Методы определения микроколичеств пестицидов. - М.: Колос. - 1977. - С.15, 19).

Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность и точность исследования из-за неполной экстракции n-гексаном связанных с липидами пестицидов, а также длительности анализа из-за многократности этапов экстракции и очистки экстракта серной кислотой.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка эффективного способа подготовки пробы для газохроматографического определения пестицидов в различном биоматериале.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении эффективности и точности исследований за счет проведения более полной экстракции n-гексаном связанных с липидами пестицидов и уменьшения количества этапов экстракции и очистки от соэкстративных веществ концентрированной серной кислотой.

Поставленная задача решается тем, что в способе подготовки пробы для газохроматографического определения пестицидов в биоматериале, включающем его отбор, измельчение и последующую экстракцию пестицидов n-гексаном, после чего полученный материал очищают от соэкстративных веществ концентрированной серной кислотой, формируют концентрат n-гексанового экстракта пестицидов, используют измельченный биоматериал в представительном объеме, содержащий липиды, который подвергают как минимум двукратной экстракции липидов путем обработки биоматериала n-гексаном с объединением фильтратов, полученных на различных этапах экстракции, причем в первый раз экстрагируют не менее 20 минут, а в последующие - не менее 10 минут, далее объединенный фильтрат выпаривают при температуре 69-70°, образовавшийся жир взвешивают и растворяют в n-гексане, после чего названный материал заливают концентрированной серной кислотой до разрушения соэкстративных веществ и отбирают гексансодержащий слой, далее материал гексансодержащего слоя отбирают и отмывают от концентрированной серной кислоты до достижения pH=6, затем выпаривают n-гексан при температуре меньшей температуры его кипения, после чего формируют пробу, растворяя полученный материал в фиксированном объеме n-гексана, предпочтительно 0,5-1 мл.

Кроме того, в качестве биоматериала используют внутренние органы, преимущественно печень, массой не менее 10 г, и/или ткани, например мышцы, массой не менее 10 г, и/или кровь, молоко объемом не менее 20 мл. Кроме того, в качестве биоматериала можно использовать перья птиц массой не менее 5 г.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «используют измельченный биоматериал в представительном объеме, содержащий липиды» обеспечивает возможность исследования и позволяет расширить область применения благодаря использованию в качестве биоматериала не только крови, но и органов, тканей. Кроме того, в качестве биоматериала можно использовать перья птиц.

Признак «биоматериал… подвергают как минимум двукратной экстракции липидов путем обработки биоматериала n-гексаном с объединением фильтратов, полученных на различных этапах экстракции, причем в первый раз экстрагируют не менее 20 минут, а в последующие не менее 10 минут» обеспечивает возможность выделения липидов из измельченного биоматериала.

Признак «объединенный фильтрат выпаривают при температуре 69-70°» позволяет удалить лишний n-гексан при сохранении липидов.

Признак «образовавшийся жир взвешивают и растворяют в n-гексане» позволяет получить навеску жира известного веса с липидами для последующего выделения из нее пестицидов методом газовой хроматографии.

Признак «материал заливают концентрированной серной кислотой до разрушения соэкстративных веществ и отбирают гексансодержащий слой» обеспечивает возможность эффективного удаления липидов при сохранении в материале пестицидов.

Признак «материал гексансодержащего слоя отбирают и отмывают от концентрированной серной кислоты до достижения pH=6» позволяет удалить остатки концентрированной серной кислоты при достижении оптимального уровня кислотности и обеспечить более надежную и длительную эксплуатацию оборудования, а именно хроматографической колонки.

Признак «выпаривают n-гексан при температуре меньшей температуры его кипения» позволяет удалить n-гексан при сохранении материала, содержащего пестициды.

Признак «формируют пробу, растворяя полученный материал в фиксированном объеме n-гексана, предпочтительно 0,5-1 мл» позволяет легко контролировать объем пробы для анализа.

На фиг.1 изображена хроматограмма смеси стандартных растворов пестицидов.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно производят отбор биоматериала - внутренних органов, преимущественно печени, массой не менее 10 г, и/или ткани, например мышц, массой не менее 10 г, и/или крови, молока объемом не менее 20 мл. Кроме того, в качестве биоматериала можно использовать перья птиц массой не менее 5 г.

Отобранный биоматериал измельчают путем растирания в фарфоровой ступке с безводным сульфатом натрия (Na₂SO₄ безв.) для удаления влаги. После этого подготавливают первую порцию, для чего измельченный биоматериал переносят в коническую колбу, заливают 40-50 мл n-гексана и экстрагируют не менее 20 мин. После этого жидкую часть фильтруют в грушевидную колбу, предварительно высушенную и взвешенную на аналитических весах до четвертого знака. Далее готовят вторую порцию, для этого измельченный биоматериал в отдельной конической колбе заливают 20 мл n-гексана и экстрагируют в течение 10 мин, после чего полученную жидкую часть соединяют с первой порцией фильтрата в грушевидной колбе.

Затем объединенный фильтрат выпаривают на водяной бане с температурой 69-70°C (температура кипения n-гексана - 68,742°C), отбирают навеску образовавшегося жира и определяют ее вес.

После взвешивания жир в грушевидной колбе растворяют в n-гексане (25 мл), далее полученный материал заливают концентрированной серной кислотой (5-7 мл), осторожно встряхивают и оставляют на несколько часов (2-4 часа). После разрушения соэкстративных веществ, когда смесь расслоилась, отбирают гексансодержащий слой стеклянным шприцом в делительную воронку объемом 250 мл.

Далее гексансодержащий слой в делительной воронке очищают концентрированной серной кислотой до получения бесцветного слоя серной кислоты. После этого гексансодержащий слой отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции pH=6 по универсальному бумажному индикатору. Затем отмытый гексансодержащий слой сушат, фильтруя через сернокислый натрий в остродонную колбу с одним горлом со шлифом (объем 25-100 мл). Далее из остродонной колбы выпаривают n-гексан при температуре меньшей температуры его кипения, например на роторном испарителе, или оставляют на несколько дней до полного испарения n-гексана. После этого формируют пробу, растворяя полученный материал в фиксированном объеме n-гексана, предпочтительно 0,5-1 мл, и проводят газохроматографическое определение содержания хлорорганических пестицидов на оборудовании известной конструкции при стандартных режимах. Если пики на хроматограмме слишком большие, то к материалу пробы добавляют некоторое контролируемое количество n-гексана.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам подготовки проб, и описывает способ подготовки пробы для газохроматографического определения пестицидов в биоматериале. Способ включает отбор, измельчение биоматериала, двухстадийную экстракцию пестицидов n-гексаном, очищение биоматериала от соэкстративных веществ концентрированной серной кислотой, формирование концентрата n-гексанового экстракта пестицидов, сушку, формирование пробы путем растворения в 0,5-1 мл n-гексана и проведение газохроматографического определения. Изобретение характеризуется повышенной эффективностью и точностью исследований и может быть использовано в биологии, экологии, медицине для газохроматографического определения хлорорганических пестицидов, а именно α-ГХЦГ, β-ГХЦГ, γ-ГХЦГ, ДДТ, ДДД, ДДЕ, в различных биоматериалах, таких как липиды внутренних органов и тканей, кровь, молоко, перья птиц. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ подготовки пробы для газохроматографического определения пестицидов в биоматериале, включающий его отбор, измельчение и последующую экстракцию пестицидов n-гексаном, после чего полученный материал очищают от соэкстративных веществ концентрированной серной кислотой, формируют концентрат n-гексанового экстракта пестицидов, отличающийся тем, что используют измельченный биоматериал в представительном объеме, содержащий липиды, который подвергают как минимум двукратной экстракции липидов n-гексаном с фильтрацией экстрактов каждой стадии с объединением полученных фильтратов, причем продолжительность первой экстракции 20 минут, а последующих 10 минут, далее объединенный фильтрат выпаривают при температуре 69-70°, образовавшийся осадок взвешивают и растворяют в n-гексане, после чего этот раствор заливают концентрированной серной кислотой до разрушения соэкстративных веществ и отбирают материал из гексансодержащего слоя, который отмывают от концентрированной серной кислоты до достижения pH=6, затем выпаривают n-гексан при температуре меньшей температуры его кипения, после чего формируют пробу, растворяя полученный материал в 0,5-1 мл n-гексана.

2. Способ подготовки пробы для газохроматографического определения пестицидов в биоматериале по п. 1, отличающийся тем, что в качестве биоматериала используют пробы, отобранные из внутренних органов, преимущественно печени, массой не менее 10 г, и/или тканей, например, мышц, массой не менее 10 г, и/или крови или молока объемом не менее 20 мл, и/или пробы массой не менее 5 г, сформированные из перьев птиц.