Способ измерения количества нитрозосоединений в окружающей среде

 

Изобретение относится к аналитической химии. Способ измерения количества нитрозосоединений в окружающей среде заключается в том, что готовят пробу, измеряют дозу γ-облучения, полученную пробой, отделяют азотсодержащие ионы, определяют концентрацию предшественников нитрозосоединений. При этом пробу предварительно очищают путем применения буфер-осадителя от компонентов, влияющих на оптическую плотность пробы, с возможностью получения пробы, содержащей только предшественников нитрозосоединений, затем определяют величину рН пробы. Дополнительно измеряют дозу β-облучения и по содержанию предшественников нитрозосоединений, величинам доз γ и β-облучений и величине рН определяют концентрацию S,О,N,C-нитрозосоединений. Техническим результатом является разработка технологии измерения содержания нитрозосоединений (S, О, N,С-нитрозоаминов) во всех объектах окружающей среды, включая и живые организмы, а также повышение точности измерения и расширение области применения. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения и измерения количества нитрозосоединений: нитрит-ионов, S,O,N,C-нитрозосоединений (HC) и радиоактивного загрязнения (из которых 80% проявляют себя как канцерогенные, мутагенные, эмбриотоксичные и тератогенные вещества) во всех объектах окружающей среды: воде, воздухе, продуктах питания, продовольственном сырье, медикаментах, жидкостях и тканях человека и т.д.

Известен способ контроля азотсодержащих соединений, включающий приготовление пробы путем выделения азотсодержащих соединений, содержащихся в ней, выделение на хроматографической колонке летучих нитрозоаминов, содержащихся в ней, пиролиз HC и определение их концентрации по содержанию окиси азота в продуктах пиролиза. Патент США N 3996002, МКИ G 01 N 21/52, 1987.

Известный способ позволяет с достаточной точностью определить концентрацию HC в пробе. Недостатком указанного способа является высокая трудоемкость выделения HC и длительность процесса, доходящая до 48 часов, обусловленная наличием многоступенчатого режима исследования, включающего химическую экстракцию из пробы большей массы, хроматографическое разделение веществ, очистку и дальнейший анализ. При этом, для осуществления этого процесса используется дорогостостоящее оборудование, в частности термоэлектронный анализатор "ТЭА-502". Кроме этого, известный способ обладает ограниченными возможностями, так как позволяет определять только N-нитрозосоединения.

Ближайшим аналогом является способ измерения количества нитрозосоединений в окружающей среде, заключающийся в том, что готовят пробу, измеряют дозу γ-oблучения, из полученной пробы отделяют азотсодержащие ионы, определяют концентрацию нитрит-ионов и по их содержанию и измеренной дозе облучения определяют концентрацию нитрозосоединений, в частности диметилнитрозоамина (ДМНА). Патент BY N 1999, МКИ G 01 N 33/48, 1997.

Известный способ позволяет с достаточной точностью определить концентрацию ДМНА в пробе. Однако недостатком данного способа является возникновение систематической ошибки при измерении только γ-активности и использовании существующих Методических рекомендаций по определению нитратов и нитритов, утвержденных МЗ БССР "Организация и методика санитарного контроля за содержанием нитритов в пищевых продуктах в условиях РБ", Минск, 1986 г. Кроме этого, известный способ обладает ограниченными возможностями, так как он не может быть использован для анализа многих сред, как- то: биологической и иной жидкости человеческого организма, воздушно-аэрозольных смесей, а также других видов нитрозосоединений.

В основу изобретения положена задача создания способа, обладающего широкими техническими возможностями, заключающимися в обеспечении измерения содержания S, O, N, C-нитрозосоединений во всех объектах окружающей среды, включая и живые организмы. Способ позволяет повысить точность измерения на 15-20% и расширить область применения на все виды S,O,N,C-нитрозосоединений.

Технический результат при решении задачи заключается в использовании γ-спектрометра для дополнительного определения β и γ-излучения, обеспечении коррекции оптической плотности конечных растворов проб за счет применения новой технологии пробоподготовки и соответственно использования проб малых объемов, что допускает его практическое применение в области онкологии, санитарной гигиены, фармакологии.

Для достижения указанного выше технического результата в известном способе измерения количества нитрозосоединений в окружающей среде, заключающемся в том, что готовят пробу, измеряют дозу γ-облучения, отделяют азотсодержащие ионы, определяют концентрацию нитрит-ионов и по их содержанию и измеренной дозе облучения определяют концентрацию диметилнитрозоамина, пробу предварительно очищают путем применения буфер-осадителя от компонентов, влияющих на оптическую плотность пробы и ее химические свойства, с возможностью получения пробы, содержащей только предшественников нитрозосоединений, затем определяют величину pH пробы, дополнительно измеряют дозу β-излучения и по содержанию предшественников нитрозосоединений, величинам доз γ и β-излучений и величине pH определяют концентрацию S,O,N,C-нитрозосоединений.

Кроме этого, при исследовании проб, образующих коллоидные смеси, после введения буфер-осадителя целесообразно осуществлять центрифугирование с последующей фильтрацией пробы.

Это обеспечивается тем, что готовят гомогенизированную пробу, применяя при этом разработанную пробоподготовку, использующую систему буфер-осадителя для отделения всех мешающих компонент, т.е. компонентов, влияющих на оптическую плотность пробы и ее химические свойства, определяют содержание предшественников HC, измеряют дозы β и γ-излучений и рассчитывают концентрацию нитрозосоединений по количественному содержанию предшественников, величине pH-среды и дозе излучения.

Анализ нескольких тысяч экспериментальных данных по содержанию предшественников и самих нитрозосоединений выявил наличие закономерной и устойчивой связи между их концентрациями независимо от материала пробы, при этом степень корреляции зависит от дозы облучения, мощности дозы полученных проб, а также pH и соотношения предшественников HC.

В проведенных по данному способу исследованиях различных проб их объем мог варьироваться в зависимости от конкретного вида и материала пробы. В частности, измерения различных проб, в том числе воздуха, выделений человеческого организма (кровь, слюна и т.д.), показали, что минимальный объем пробы, требуемый для проведения анализа, не превышает одного грамма.

В качестве доказательств, подтверждающих возможность осуществления способа измерения количества нитрозосоединений в окружающей среде, служат следующие примеры.

Пример 1.

Образцы молока после подготовки пробы, включающей осаждение с помощью хромокалиевых квасцов, анализировались двумя методами, по которым для определения дозы облучения в одном использовался гамма-дозиметр, а в другом гамма-спектрометр, позволяющий учитывать вклад β -излучения. После этого рассчитывались концентрации нитрит-иона [NO₂^-] и ДМНА и диэтилнитрозоамина (ДЭНА).

В табл. 1 представлены результаты измерений, полученные в соответствии с данным способом.

Из приведенных в табл. 1 данных очевидна существенная разница между результатами, полученными по настоящему изобретению и при использовании известного способа, в частности существенно повысилась точность измерения количества содержания нитрозосоединений и составляет 15-25%.

Пример 2. Образцы жидкостей организма человека готовят с использованием системы буфер-осадителя. Для проведения анализа требуется минимальное количество пробы, а именно, для анализа мочи достаточно взять 0,5 мл. Затем осуществляют очистку пробы путем применения буфер-осадителя. Для этого добавляют к пробе 0,5 мл консерванта типа MeOH (Me=K, Li и т.д.) и 4,0 мл буфер-осадителя на основе MeSO₄ (Me=Ba, Sr, Cu и т.п.). Полученный после введения буфер-осадителя раствор представляет собой коллоидную смесь. С целью получения оптически чистого раствора производят его центрифугирование в течение 10 мин при 3000 об/мин, с целью разделения полученной коллоидной смеси. Затем отфильтровывают и измеряют концентрацию предшественника HC и активность пробы. Замеряемая pH пробы варьируется в пределах 6,1-6,3, после этого измеряют оптическую плотность на спектрофотометре типа АИФ М340. Далее рассчитывают известным образом содержание нитрозосоединений.

Содержание нитрозодиметиламина в исследуемой моче человека представлено в табл. 2.

Пример 3. В соответствии с предложенным способом проводился анализ крови человека. Для анализа требуется минимальное количество пробы, а именно, для исследования крови достаточно было взять 0,5 мл. Сначала осуществляют очистку пробы путем применения буфер-осадителя. Для этого к 0,5 мл крови добавляют 0,5 мл консерванта типа MeOH и 4 мл буфер-осадителя на основе MeSO₄. Полученный коллоидный раствор центрифугируют и отфильтровывают. Замеряемая при этом pH пробы варьируется в пределах 6,9-7,1. Затем определяют концентрацию НДМА и НДЭА любым известным методом, например спектрофотометрическим.

Результаты исследований представлены в табл. 3.

Результаты проведенных исследований мочи и крови человека показали, что способ измерения количества нитрозосоединений в окружающей среде обладает широкой областью применения, обеспечивает возможность измерения содержания S,O,N,C-нитрозосоединений во всех объектах окружающей среды, включая и живые организмы. Кроме этого, способ обеспечивает получение высокой точности измерения нитрозосоединений в минимальных объемах проб. Никаким другим методом невозможно по столь малой величине пробы определить концентрацию нитрозосоединений.

Изобретение соответствует условию "промышленная применимость", поскольку осуществимо при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.

Формула изобретения

1. Способ измерения количества нитрозосоединений в окружающей среде, заключающийся в том, что готовят пробу, измеряют дозу γ-облучения, полученную пробой, отделяют азотсодержащие ионы, определяют концентрацию предшественников нитрозосоединений, отличающийся тем, что пробу предварительно очищают путем применения буфер-осадителя от компонентов, влияющих на оптическую плотность пробы, с возможностью получения пробы, содержащей только предшественников нитрозосоединений, затем определяют величину pH пробы, дополнительно измеряют дозу β-облучения и по содержанию предшественников нитрозосоединений, величинам доз γ и β облучений и величине pH определяют концентрацию S, O,N,C-нитрозосоединений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при исследовании проб, образующих коллоидные смеси, после введения буфер-осадителя осуществляют центрифугирование с последующей фильтрацией пробы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3