Способ количественного определения n-нитрозодиметиламина и n-нитрозодиэтиламина в моче методом газохроматографического анализа


 


Владельцы патента RU 2521711:

Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения") (RU)

Изобретение относится к медицинским токсикологическим исследованиям, в частности к санитарной токсикологии, и может быть использовано для количественного определения N-нитрозаминов в биологических жидкостях, в частности в моче. Способ количественного определения N-нитрозаминов в моче заключается в том, что производят отбор пробы мочи. Далее осуществляют подготовку пробы мочи к анализу, для этого добавляют к ней сульфат натрия при соотношении: 1 объемная часть пробы к 3,2 массовой части сульфата натрия, смесь нагревают на водяной бане до установления фазового равновесия, в дальнейшем производят отбор образовавшейся парогазовой пробы и вводят эту пробу в капиллярную колонку газохроматографа. Осуществляют газохроматографическое разделение N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина, а количество каждого указанного вещества устанавливают по градуировочному графику. Техническим результат является расширение спектра определения нитрозоаминов в моче, повышение чувствительности и точности, при одновременном упрощении стадии пробоподготовки. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к медицинским токсикологическим исследованиям, в частности к санитарной токсикологии, и может быть использовано для количественного определения N-нитрозаминов в биологических жидкостях, в частности в моче.

Из патентной литературы известны способы определения N-нитрозаминов в воде (Патент РФ №2090864 и Авт. свид. СССР №1259187). Согласно первому патенту, выполняют колориметрический анализ природных и сточных вод, загрязненных высокотоксичными химическими веществами, такими как диметилгидразин и продукт его окисления - нитрозодиметиламин (НДМА). При анализе известным способом водный раствор НДМА смешивают с цинком в присутствии гидроокиси натрия в течение 1-3 мин при соотношении воды к гидроокиси натрия и к цинку, равном 1:(0,013-0,047):(0,005-0,15) соответственно, в реакционный раствор после отделения цинка вносят гидроксиламин солянокислый при массовом соотношении раствор: гидроксиламин солянокислый 1: 0,02 и гидроксид натрия при массовом соотношении воды к общему содержанию гидроокиси натрия, равном 1:(0,23-0,33), с последующей отдувкой образовавшегося несимметричного диметилгидразина в смесь паранитробензальдегида, этиленгликоля и уксусной кислоты с последующим его колориметрированием.

А согласно техническому решению по Авт.свид. СССР №1259187 проводят газохроматографическое определение летучих аминов и нитрозоаминов в пищевых продуктах и в других объектах окружающей среды. При реализации этого способа производят подготовку пробы путем экстракции и последующей обработки ее соляной кислотой и щелочью, и последующий газохроматографический анализ.

Недостатком указанного известного способа определения N-нитрозаминов в воде (Патент РФ №2090864 и Авт.свид. СССР №1259187) является неспецифичность и неселективность колориметрического метода. Это физический метод химического анализа, основанный на определении концентрации вещества по интенсивности окраски растворов. Невозможно сравнивать интенсивность окраски раствора в присутствии других окрашенных мешающих веществ. Мешающие вещества снижают чувствительность метода.

Также из уровня техники известен ряд методов определения нитрозоаминов в биосредах. Например, для определения N-нитрозодиметиламина в биосредах (Pylypiw НМ Jr., Zimmerman F, Harrington GW, et al. 1985. Apparatus for trace determination of volatile N-nitrosamines in small samples. Anal Chem 57:2996-2997) используется метод газовой хроматографии с термоэнергетическим анализом. Для этого в объем 2 см образцов крови или мочи добавляют серную кислоту и антивспениватель. Затем проводят экстракцию образцов крови или мочи хлористым метиленом в экстракторе. Биологические образцы концентрируют и анализируют методом газовой хроматографии с термоэнергетическим анализатором. Предел обнаружения N-нитрозодиметиламина в биологической среде этим известным способом составил 0,1 мкг/л.

Недостатком указанного известного способа является высокая трудоемкость выделения N-нитрозодиметиламина из биосреды и невозможность определения N-нитрозодиэтиламина. При этом для осуществления этого процесса используется дорогостостоящее оборудование - термоэнергетический анализатор.

В известном способе [Preussmann R. 1984. Occurrence and exposure to N-nitroso compounds and precursors. IARC Sci Publ. 57:3-15. Spiegelhalder B, Eisenbrand G, Preussmann R. 1982. Urinary excretion of N-nitrosamines in rats and humans. IARC Sci Publ 41:443-449] проводили качественное определение N-диметилнитрозамина в моче методом тонкослойной хроматографии. Для исследований использовали силикагель-гель, нанесенный на стеклянные пластины. В качестве растворителя применяли смесь N-гексан-эфир и дихлорметан в соотношениях 4:3 и 2:2. Положительный фиолетовый цвет на пластинах подтвердил присутствие нитрозаминов в моче.

В статье «Метод непрерывной твердофазной экстракции для определения аминов в моче человека с кислотным гидролизом в микроволновой печи» [Beatriz Jurado-Sanchez, Evaristo Ballesteros and Mercedes Gallego. Continuous solid-phase extraction method for the determination of amines in human urine following on-line microwave-assisted acid hydrolysis. ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY Volume 396, Number 5, 1929-1937, DOI: 10.1007/s00216-009-3395-3] предложен метод для определения N-нитрозаминов, анилинов и хлоранилинов в моче человека с помощью кислотного гидролиза в микроволновой печи. После этого амины концентрировались с использованием метода твердофазной экстракции. Разделение и определение выполнялось методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии, работающей в режиме контроля заданных ионов. Метод имеет низкий предел обнаружения (2-26 нг/л), хорошую точность (относительное стандартное отклонение менее 7%).

Однако все указанные выше способы характеризуются следующими недостатками:

- большие затраты времени на исследования, ввиду сложности выполнения пробоподготовки;

- высокая трудоемкость выделения N-нитрозодиметиламина из биосреды и невозможность определения N-нитрозодиэтиламина;

- применение дорогостоящего оборудования;

- неспецифичность и неселективность метода.

Также известен метод газовой хроматографии и масс спектрометрии количественного определения нитрозодиметиламина и нитрозопролина в моче человека, описанный в статье «Выделение нитрозодиметиламина и нитрозопролина с мочей у человека: межличностные и внутрииндивидуальные различия, эффект от назначения аскорбиновой кислоты и альфа-токоферола» [William A. Garland, 1 Wolfgang Kuenzig, Felix Rubio, Halyna Kornychuk, Edward P. Norkus, 2 and Allan H. Conney. Urinary Excretion of Nitrosodimethylamine and Nitrosoproline in Humans: Interindividual and Intraindividual Differences and the Effect of Administered Ascorbic Acid and a-Tocopherol. CANCER RESEARCH 46, 5392-5400, October 1986]. Согласно известному способу производили отбор пробы мочи, ее пробоподготовку и выполнение газохроматографического анализа. Сущность указанного известного способа состоит в следующем: в пробу мочи объемом 20 мл или контрольный водный образец добавляли 40 мкл НДМА с меченным I5N2-. Затем пробу переливали в 50 мл центрифужные пробирки, центрифугировали на вортексе и оставили стоять в течение 30 мин. После этого в пробу добавляли 1 мл 1 молярного боратного буфера (61,8 г борной кислоты и 74,7 хлорида калия растворяли в 1 дм3 дистиллированной воды и титровали этот раствор до рН=10 с 1 м карбоната натрия) и экстрагировали в течение 30 мин 20 мл гексана. Образец центрифугировали в течение 15 мин. Гексан удаляли с помощью аспирации и добавляли 10 мл дихлорметана. Проба перемешивалась и центрифугировалась способом, описанным выше, при этом слой дихлорметана разливали на 2 пробирки по 5 мл. Объем дихлорметана был уменьшен при комнатной температуре до 50 мкл под потоком аргона, вторично очищенного через ловушку с концентрированной серной кислотой.

Две пробы по 5 мкл раствора дихлорметана вводили в стеклянную колонку (1,9-м × 2 мм, 10% SP-1000 на 100/120 гранулы очищенного кислотой Chromosorb W) газового хроматографа. Температура колонки - 102°C, температура испарителя 150°C. В качестве газа носителя использовался водород (1,6 кг/см). Время удерживания для НДМА и НДМА с меченным l5N2 составило 90 с. Эффлюент из газохроматографической колонки через 45 с после введения направлялся в стеклянный сепаратор масс-спектрометра высокого разрешения с источником химически ионизированных ионов. Разрешающая способность масс-спектрометра составила М/ΔМ=10,000, ионы с m/z 75.0558 (МН+ от НДМА) и m/z 77.0499 (МН+ от 15N2-меченных НДМА) генерируются положительной химической ионизацией. Температура сепаратора и источника ионов составила 150°C. В пробу вводился изобутан через химическую ионизацию для обеспечения давления 20 Па. Небольшое количество изобутанола (МН+=75,0810) добавлялось в ионный источник для настройки и калибровки.

Отношение иона (y) с m/z 75 к m/z 77 в экспериментальном образце было вычислено и преобразовано в концентрацию НДМА из формулы x=(y-b)/m, где m-наклон и b-точка пересечения - это константы из среднеквадратичного линейнорегрессионного анализа отношения иона (ордината) против концентрации (абсцисса). Данные анализа дублировались на водных образцах (20 мл). В каждую пробу добавлялось 2000 пг 15N2-меченных НДМА или по 0, 200, 400, 800, 1600 пг НДМА. Количество НДМА, выделенное с мочой, вычислялось с поправкой на разбавление водой, морфолином и растворами азида натрия, которые добавлялись в контейнеры с мочой. Предел определения известным способом для НДМА составил 5 пг/мл (1 пг=10-12 грамма). Это очень высокая чувствительность достигается в результате использования хромато-масс-спектрометра высокого разрешения, ориентировочная стоимость которого около 20 млн. рублей.

Недостатками указанного известного способа являются:

- сложность подготовки образцов мочи к количественному определению, которую осуществляют путем длительной экстракции и перемешивания;

- в известном способе в моче определяют только НДМА;

- применение дорогостоящего оборудования - хромато-масс-спектрометр высокого разрешения с химической ионизацией молекул;

- применение дорогих стандартных образцов (изотоп меченных I5N2).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения N-нитрозодиметиламина в биологической среде, описанный в статье Raymond Koseniauskas и Eric S. Burak «Reduced Blood Clearance and Increased Urinary Excretion of Nitrosodimethylamine in Patas Monkeys Exposed to Ethanol or Isopropyl Alcohol 1». American Association for Cancer Research. 52,1463-1468, March 15, 1992. Согласно этому способу выполняют пробоподготовку отобранной биологической среды. Для этого рекомендуется использовать реакцию окисления с пентафлуоробензойной кислотой. Затем в биологический образец добавляют буфер, при рН 10 экстрагируют растворителем, затем растворитель концентрируют и проводят определение изучаемого соединения на газовом хроматографе с детектором электронного захвата.

Недостатком указанного известного способа является:

- недостаточная чувствительность, т.к. детектор электронного захвата обладает меньшей чувствительностью, чем, например, термоэнергетический анализ и требует более тщательной очистки биологического образца;

- невозможность определения N-нитрозодиэтиламина;

- неспецифичность и неселективность метода.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в расширении спектра определения нитрозоаминов в моче, в повышении чувствительности и точности, при одновременном упрощении стадии пробоподготовки.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом количественного определения N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина в моче методом газохроматографического анализа, включающим отбор пробы мочи, подготовку ее к анализу и количественное определение нитрозоамина в пробе методом газохроматографического анализа, при этом новым является то, что подготовку пробы мочи к анализу производят путем добавления к ней сульфата натрия при соотношении: 1 объемная часть пробы к 3,2 массовой части сульфата натрия, с последующим нагревом смеси на водяной бане до установления фазового равновесия, последующего отбора образовавшейся парогазовой пробы и введения этой пробы в капиллярную колонку газохроматографа, далее осуществляют газохроматографическое разделение N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина, а количество каждого указанного вещества устанавливают по градуировочному графику.

Газохроматографическое разделение N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина осуществляют с использованием газового хроматографа с термоионным детектором на капиллярной колонке DB-624

- 30m*0,32mm*0,25µm, при температурном режиме: колонка - от 50°C-200°C; испаритель - 200°C; детектор - 250°C; расход газа-носителя - азота - 20 см3/мин, с делением потока 1:14,3.

Нагрев смеси на водяной бане осуществляют в течение 5 минут. Отбор образовавшейся парогазовой пробы производят шприцом, нагретым до температуры 60±5°C.

Поставленный технический результат достигается за счет следующего.

Следует пояснить, что для повышения полноты извлечения изучаемых соединений из мочи используется прием высаливания, который является фактором, понижающим растворимость вещества в моче и повышающим его экстрагируемость из биологических жидкостей [Токсикологическая химия: учебник для вузов/ под ред. Плетеневой. - 2-е изд., испр. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. - 512 с]. Высаливание или выделение вещества из биологической жидкости путем введения вещества-высаливателя, как правило, хорошо растворимого в данном растворителе, приводит к разрушению связей между веществами и заряженными группами белков мочи [Михайлов В.А., "Ж. физ. химии", 1962, т.36, №2, с.306-13; Высаливание-всаливание веществ из растворов, Каунас, 1970]. В процессе высаливания извлекаемые вещества могут выделяться в виде новой фазы - твердого осадка, жидкой или газовой фазы. В предлагаемом способе в качестве вещества-высаливателя рекомендуется использовать сульфат натрия в виде порошка или, иными словами, в виде твердой фазы. Механизм высаливания заключается во взаимодействии анионов (SO42-) и катионов (Na+) соли с заряженными группами белков мочи (группы NH4+ и COO-). В результате заряд белка исчезает и одновременно резко уменьшается гидратная оболочка, т.к. ионы соли притягивают поляризованные молекулы воды. Количество воды, взаимодействующей с белком, уменьшается, поскольку при высоких концентрациях солей количество ионов соли огромно по сравнению с заряженными группами белков. А так как растворимость белков в воде зависит от образования гидратной оболочки вокруг гидрофильных ионных групп, перемещение молекул воды к другим ионам снижает растворимость белка. Все это приводит к "слипанию" молекул белка, их осаждению, высвобождению извлекаемых веществ и появлению их в моче в более высоких концентрациях.

При пробоподготовке производился последующий нагрев смеси мочи с сульфатом натрия в дозаторе равновесного пара (преимущественно, в течение 5 минут) до установления фазового равновесия. При этом при отработке оптимальных условий подготовки биопробы (моча) к парофазному анализу учитывали такие параметры как температура и давление, создаваемые в замкнутой гетерогенной системе жидкость-газ. Для исключения влияния изменений температуры и общего давления на точность парофазного анализа при количественных измерениях применяли технику пневматического парофазного дозирования биопроб в капиллярную колонку хроматографа дозатором DANI HSS 86.50 HEAD SPACE SAMPLER.

Цикл дозирования представляет собой механические операции, выполняемые дозатором DANI HSS 86.50 HEAD SPACE SAMPLER для переноса газовой фазы из виалы в газохроматографическую колонку. В процессе исследований были отработаны оптимальные параметры цикла дозирования проб мочи: температура термостата - 80°C; узла дозирования - 130°C; переходной линии - 135°C; время инкубации, мин - 25; расход газа-носителя - 60 мл/мин; оптимальное давление наддува - 0,2 bar.

Кроме того, вышеуказанные операции, по-видимому, обеспечивают снижение нижнего предела обнаружения и повышение чувствительности определений N-нитрозодиметиламина (НДМА) и N-нитрозодиэтиламина (НДЭА) в моче за счет их концентрирования с помощью метода селективной экстракции (методом анализа равновесной паровой фазы) из мочи N-нитрозаминов.

Экспериментальным путем были также подобраны оптимальные условия хроматографического процесса для четкого разделения пиков НДМА и НДЭА от пиков других соединений на аппаратно-программном комплексе "Кристалл 5000" с применением стандартных образцов. В процессе исследований были апробированы следующие капиллярные колонки различной длины и толщины пленки неподвижной фазы: DB-624, HP-FFAP, HP-Plot/U, HP-VOC. Качественное разделение N-нитрозаминов (N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина) с близкими по физико-химическими свойствам соединениями было достигнуто на капиллярной колонке серии DB-624 - 30m*0,32mm*0,25µm, при температурном режиме: колонка - от 50°C-200°C; испаритель - 200°C; детектор - 250°C; расход газа-носителя - азота - 20 см3/мин, с делением потока 1:14,3. Это позволило расширить спектр определения нитрозоаминов в моче (два компонента вместо одного в прототипе) и повысить чувствительность и точность их определения.

Таким образом, благодаря совокупности и последовательности указанных операций предлагаемого способа, их режимам и обеспечивается высокая степень точности и чувствительности.

Для осуществления предлагаемого способа проводят следующие операции в нижеуказанной последовательности:

- проводят отбор пробы мочи в количестве примерно 10 см3;

- в виалы помещают по 5 см3 образца мочи и 16 г сульфата натрия (т.е. при соотношении 1 объемная часть пробы к 3,2 массовой части сульфата натрия);

- виалы помещают в дозатор равновесного пара (пневматический парофазный дозатор биопроб);

- после установления фазового равновесия при оптимальных параметрах цикла дозирования проб мочи (температура термостата - 80°С, узла дозирования - 130°C, переходной линии - 135°C, время инкубации мин - 25, расход газа-носителя - 60 мл/мин, оптимальное давление наддува - 0,2 bar) парогазовая проба вводится в капиллярную колонку газохроматографа через испаритель и анализируют в условиях: термоионный детектор (ТИД), капиллярная колонка DB-624 -30m*0,32mm*0,25µm, температурный режим: колонка - от 50°C-200°C; испаритель - 200°C; детектор - 250°C; расход газа-носителя 1 (азот) - 1,4 см3/мин; расход газа-носителя 2 (азот) - 20 см3/мин; количественное содержание N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина устанавливают по градуировочным графикам, которые строятся посредством использования отобранных у контрольной группы детей проб мочи (дети проживают на экологически безопасной территории, и их пробы мочи не содержат нитрозамины) и стандартных растворов N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина.

Градуировочный график строится следующим образом.

Сначала осуществляют приготовление исходного раствора. Для этого в мерную пробирку объемом 10 см3 дозатором добавляют бидистиллированную воду в объеме 10 см3, вводят микрошприцем по 0,2 мм3 N-нитрозаминов (N-нитрозодиметиламин и N-нитрозодиэтиламин) (вводят по отдельности в одну мерную колбу. Строят отдельно график для первого и для второго). Весовое содержание компонентов в исходном стандартном растворе составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества): N-нитрозодиметиламин - 0,2 мкг/см3, N-нитрозодиэтиламин - 0,19 мкг/см3. Срок хранения раствора 12 часов.

Градуировочные характеристики устанавливают на градуировочных растворах N-нитрозоаминов методом абсолютной градуировки. Приготовленные стандартные растворы хроматографируют на капиллярной колонке не менее 5 раз. На полученной хроматограмме определяют площади пиков определяемых компонентов и по средним результатам из 5 серий растворов для градуировки строят градуировочную характеристику. Она выражает зависимость площади пика исследуемого вещества на хроматограмме (мВ - при автоматическом обсчете с использованием программно-аппаратного комплекса) от концентрации (мкг/см3). Каждая серия состоит из 6 растворов. Градуировочные растворы N-нитрозаминов готовят в мерных пробирках объемом 10 см3. Для этого в каждую пробирку дозатором вносят по 10 см бидисстилированной воды и добавляют исходный стандартный раствор для градуировки в соответствии с таблицей 1 и тщательно перемешивают.

Таблица 1
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентраций N-нитрозаминов (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин)
Градуировочный раствор 1 2 3 4 5 6
Объем исходного стандартного раствора, мм3 1 2 3 5 10 15
Концентрация N-нитрозодиметиламина, мкг/см3 0,04 0,08 0,12 0,2 0,4 0,6
Концентрация N-нитрозодиэтиламина, мкг/см3 0,038 0,076 0,114 0,19 0,38 0,57

Для построения градуировочного графика используют мочу, не содержащую исследуемые компоненты. В виалы помещают по 5 см3 образца мочи со стандартной смесью (таблица 1) и 16 г сульфата натрия и ставят в пневматический дозатор равновесного пара. После установления фазового равновесия при оптимальных параметрах цикла дозирования проб мочи (температура термостата - 80°C, узла дозирования - 130°C, переходной линии - 135°C, время инкубации мин - 25, расход газа-носителя - 60 мл/мин, оптимальное давление наддува - 0,2 bar) парогазовая проба вводится в капиллярную колонку газохроматографа через испаритель и анализируют в условиях: температуру термостата колонок 50-200°C при скорости нагревания 10°C/мин; расход газа-носителя (азот) - 1,4 см3/мин; деление потока 1:14,3 (часть парообразной пробы поступает в колонку, но основная часть пробы выводится из системы. Использование делителя потока гарантирует получение узких зон пробы на входе в колонку).

Для получения достоверных результатов анализ каждой градуировочной смеси проводят не менее 2-х раз. Процедуру повторяют аналогично для каждого градуировочного раствора.

Отработка оптимальных газохроматографических параметров для определения N-нитрозаминов в моче осуществлялась с использованием аппаратно-программного комплекса на базе газового хроматографа "Кристалл-5000" с термоионным детектором (ТИД). Высокая эффективность метода достигнута путем подбора оптимальных условий газохроматографического анализа: термоионный детектор (ТИД), капиллярная колонка DB-624 - 30m*0,32mm*0,25µm, температурный режим: колонка - от 50°C-200°C; испаритель - 200°C; детектор - 250°C; расход газа-носителя 1 (азот) - 1,4 см3/мин; расход газа-носителя 2 (азот) -20 см3/мин.

Учитывая, что не любой высаливатель пригоден для определения N-нитрозоаминов в моче, в процессе исследований для извлечения N-нитрозоаминов из мочи предлагаемым способом при выборе высаливателя

применяли нейтральные соли щелочных и щелочноземельных металлов (Na2S04, К2НРО4, NaCl, NH4HPO4), а также смесь солей хлорида калия, К2НРО, Na2S04. Прецизионность анализа и эффективность извлечения N-нитрозаминов из мочи устанавливали экспериментально способом «введено-найдено» с применением стандартных растворов. Средние значения полноты экстракции N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина из мочи методом анализа равновесной паровой фазы с применением нейтральных солей при п=5 (п-число проб) и с вероятностью р=0,95 представлены в таблице 2.

Таблица 2

Средние значения полноты экстракции N-нитрозоаминов из образца мочи с добавлением различных солей (высаливателей)

Высаливатель Введено Найдено Степень экстракции, %
ГМ-нитрозодиметиламин (концентрация, мкг/см-5)
l.Na2S04 0,2±0,015 0,180±0,042 90,0
2. К2НРО4 0,2±0,022 0,107±0,039 53,5
3. NaCl 0,2±0,025 0,053±0,028 26,5
4. NH4HPO4 0,2±0,019 0,120±0,084 60,0
5. Смесь солей хлорида калия, К2НРО, Na2S04. 0,2±0,020 0,120±0,084 60,0
N-нитрозодиэтиламин (концентрация, мкг/см-*)
l.Na2SO4 0,2±0,015 0,192±0,064 96,0
2. K2HPO4 0,2±0,022 0,168±0,045 84,0
3. NaCl 0,2±0,025 0,133±0,014 66,5
4. NH4HPO4 0,2±0,019 0,180±0,133 90,0
5. Смесь солей хлорида калия, К2НРО, Na2SO4 0,2±0,020 0,170±0,133 85,0

Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что наибольшая

полнота экстракции N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина в моче обеспечивается использованием в предлагаемом способе в качестве высаливателя - сульфата натрия.

Проведенные исследования показали все-таки недостаточно высокую полноту экстракции N-нитрозосоединений из мочи при отработанных параметрах пробоподготовки. Поэтому были проведены дополнительные исследования по изучению полноты экстракции из образца мочи изучаемых соединений с использованием различной массы сульфата натрия в качестве высаливающего реагента. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3
Средние значения полноты экстракции N-нитрозосоединений из образца мочи с использованием различной массы сульфата натрия (на 5 см3 мочи)
Масса высаливающего реагента, г Соотношение объемного количества мочи к массе сульфата натрия Введено Найдено Степень экстракции, %
N-нитрозодиметиламин (концентрация, мкг/см3)
5 1:1 0,2±0,014 0,10±0,009 50
8 1:1,6 0,2±0,019 0,18±0,075 90
16 1:3,2 0,2±0,060 0,198±0,075 99
N-нитрозодиэтиламин (концентрация, мкг/см3)
5 1:1 0,2±0,06 0,140±0,028 70
8 1:1,6 0,2±0,045 0,198±0,085 99
16 1:3,2 0,2±0,039 0,20±0,035 100

В процессе проведенных исследований установлено, что наибольшая степень извлечения N-нитрозоаминов из мочи методом анализа равновесной паровой фазы достигается при соотношении: 1 объемная часть пробы мочи к 3,2 массовой части сульфата натрия, и составила для N-нитрозодиметиламина - 99%, для N-нитрозодиэтиламина-100%.

Таким образом, результаты исследований доказывают, что благодаря совокупности и последовательности операций предлагаемого способа, их режимам и достигается высокая степень точности и чувствительности определения N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина в моче методом газохроматографического анализа.

При проведении исследований также проводили анализы проб мочи у детей (группа обследования), проживающих в условиях экологического неблагополучия с возможным влиянием N-нитрозаминов на организм ребенка. Пробы мочи обрабатывали предлагаемым способом и по калибровочному графику определяли содержание компонентов в пробах. Полученные результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4
Содержание N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина в моче детей группы обследования, проживающих в условиях экологического неблагополучия, установленных предлагаемым способом
№ пробы N-нитрозодиметиламин N-нитрозодиэтиламин
Концентрация, мкг/см3
1 0 0,023
2 0,003 0,005
3 0,0022 0,0028
4 0 0,0015
5 0 0,0021
6 0,0026 0,002

Исследования показали, что предлагаемый способ позволяет с высокой степенью точности и чувствительности выполнять определение N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина) в моче в диапазоне концентраций от 0,04 до 0,6 мкг/см3 (концентрация N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина табл.4 в моче детей определена на уровне нижнего предела определения, который составляет для методики 0,002 мкг/см3), при погрешности метода 23,5% при оптимальных параметрах газохроматографического анализа и пробоподготовки. Установлено, что наибольшая степень извлечения N-нитрозоаминов из мочи методом анализа равновесной паровой фазы (предлагаемым способом) достигается при использовании высаливающего реагента сульфата натрия, при соотношении: 1 объемная часть пробы мочи к 3,2 массовой части сульфата натрия, и составила для N-нитрозодиметиламина - 99%, для N-нитрозодиэтиламина - 100%.

1. Способ количественного определения N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина в моче методом газохроматографического анализа, включающий отбор пробы мочи, подготовку ее к анализу и количественное определение нитрозоамина в пробе методом газохроматографического анализа, отличающийся тем, что подготовку пробы мочи к анализу производят путем добавления к ней сульфата натрия при соотношении 1 объемная часть пробы к 3,2 массовой части сульфата натрия, с последующим нагревом смеси на водяной бане до установления фазового равновесия, последующего отбора образовавшейся парогазовой пробы и введения этой пробы в капиллярную колонку газохроматографа, далее осуществляют газохроматографическое разделение N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина, а количество каждого указанного вещества устанавливают по градуировочному графику.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газохроматографическое разделение N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина осуществляют с использованием газового хроматографа с термоионным детектором на капиллярной колонке DB-624 - 30m*0,32mm*0,25µm, при температурном режиме: колонка - от 50°C-200°C; испаритель - 200°C; детектор - 250°C; расход газа-носителя - азота - 20 см3/мин, с делением потока 1:14,3.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев смеси на водяной бане осуществляют в течение 5 минут.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбор образовавшейся парогазовой пробы производят шприцом, нагретым до температуры 60±5°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам исследования свойств каменноугольных продуктов по результатам хроматографического анализа. Способ определения качества каменноугольных продуктов включает нанесение жидкой пробы с растворенным в ней исследуемым каменноугольным веществом на линию старта на хроматографическую пластину, содержащую слой сорбента.

Изобретение относится к области аналитической химии и предназначено для использования при определении фракционного состава каменноугольных смол. Способ определения фракционного состава каменноугольной смолы включает нанесение на хроматографическую пластину со слоем сорбента капли пробы, представляющей собой раствор смолы в растворителе.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может использоваться в газовых хроматографах для ввода проб в капиллярную колонку. Устройство состоит из стеклянной трубки, помещенной в выполненный в виде втулки металлический корпус, в нижней части которого расположен штуцер для подключения колонки и канал для сброса части пробы, соединенный через трехходовой кран и фильтр-ловушку с регулятором давления «до себя», датчик давления которого подключен к каналу для сброса части пробы, а вход его пропорционального клапана подключен к выходу фильтра-ловушки.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к определению летучих фитонцидов в воздухе хвойного леса методом газожидкостной хроматографии. Способ заключается в том, что пропускают воздух хвойного леса со скоростью 40-100 мл/мин в течение 60-180 мин через склянку Дрекселя диаметром 30 мм с 50 мл 96% этанола, для получения столба поглощающей жидкости не менее 40 мм.

Изобретение относится к биохимическим методам исследования с использованием измерения по селективным ионам, характеризующим маркеры микроорганизмов, для молекулярного микробиологического анализа.

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть использовано на стадиях строительства, эксплуатации, консервации и ликвидации скважин многопластовых нефтегазоконденсатных месторождений для определения природы углеводородных газов, поступивших в межколонные пространства скважин, или газов бурового раствора.

Изобретение относится к способу исследования, обеспечивающего оценку части природного газа, добываемого из плотных газовых коллекторов, с помощью анализа изотопного состава извлеченного газа и корреляции этого изотопного состава с коэффициентом газоотдачи.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для детектирования паров фенола в воздушной рабочей зоне. .

Изобретение относится к области газовой хроматографии, а именно к прокачке поверочных газовых смесей (ПГС) через какие-либо изделия, например концентраторы, используемые в дальнейшем в лабораторных комплексах для отбора и газохроматографического анализа проб воздуха из компрессора газотурбинного авиационного двигателя при его стендовых испытаниях на наличие и содержание вредных примесей.

Изобретение относится к химическим методам анализа жидкостей с использованием автоанализаторов проточного или проточно-дискретного типов, или отдельных спектрофотометров, имеющих гидравлическую систему с перистальтическим насосом, эластичными трубками и проточной кюветой.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может найти применение в лабораторных и промышленных газовых хроматографах. Пламенно-ионизационный детектор содержит выполненный в виде стакана с крышкой корпус из нержавеющей стали с расположенными в нем каналами для подачи воздуха, водорода, газообразной пробы и размещенный в крышке канал для выхода продуктов горения и элемент поджига пламени. В нижней части корпуса коаксиально и соосно с каналом для подачи газообразной пробы закреплена электрически связанная с корпусом металлическая горелка. Канал для подачи газообразной пробы связан пневматически с горелкой и каналом для подвода водорода, на выходе которого в непосредственной близости к горелке установлено пневмосопротивление, проходное сечение которого меньше проходного сечения горелки. В корпусе детектора коаксиально расположен выполненный в виде металлической втулки и одновременно выполняющий функции поляризационного электрода коллекторный электрод, связанный с входом электрометрического усилителя через центральный провод триаксиального канала связи. Коллекторный электрод помещен в изолированный от него и корпуса детектора электроизоляционными втулками электромагнитный экран, соединенный через электромагнитный экран триаксиального канала связи с электромагнитным экраном усилителя, электроизолированным от корпуса усилителя. На выходе электрометрического усилителя имеется аналого-цифровой преобразователь с гальванической развязкой. Источник поляризационного напряжения одним из своих «полюсов» соединен с общим проводом электрометрического усилителя, а другим «полюсом» через электроизолированный от корпуса экранизированный провод соединен только с корпусом детектора. В электромагнитном экране коллектора соосно с каналом для подвода воздуха, расположенным в боковой стенке цилиндрического корпуса детектора, выполнено отверстие, диаметр которого больше внутреннего диаметра канала подачи воздуха. Техническим результатом является улучшение метрологических характеристик детектора за счет снижения уровня флуктуационных шумов и расширение линейного динамического диапазона изменений детектора. 1 з.п. ф-лы,1 ил.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения химических соединений в различных областях химии, фармации, медицины, контроле окружающей среды и технологических процессах в нефтегазовой, химической и пищевой промышленности и так далее. По варианту 1 универсальный анализатор парогазовых проб и жидкостей и веществ на поверхности включает в себя трубку пробника 1 с противопыльным фильтром, ионизационную камеру 2 (ИК-1) фотоионизационного детектора (ФИД-1), содержащего сменную безэлектродную ультрафиолетовую (УФ) лампу (3 сигнала), электрометрический усилитель 3 (ЭМ-1) с микрокомпьютером и индикатором, насос 4 для прокачки воздуха и корпус для теплоизоляции, защиты от внешнего света и экранировки. При этом трубка пробника 1 с противопыльным фильтром соединена с ионизационной камерой 2 (ИК-1) фотоионизационного детектора (ФИД-1), а электрометрический усилитель 3 (ЭМ-1) с микрокомпьютером и индикатором и насос 4 для прокачки воздуха присоединены к ионизационной камере 2 (ИК-1) фотоионизационного детектора (ФИД-1). В ионизационной камере 2 (ИК-1) с противоположной стороны от УФ-лампы установлено сменное окно 5 (дополнительно 5 сигналов), сменная камера 6 (СК), соединенная с ИК-1 2 ФИД-1 по газовому питанию последовательно или параллельно, электрометрический усилитель 7 (ЭМ-2) с микрокомпьютером и индикатором. При этом сменная камера (СК) 6 представляет собой ионизационную камеру 8 (ИК-2) фотоионизационного детектора (ФИД-2) (при параллельном соединении 18 сигналов) или ионизационную камеру 9 (ИК-3) фотоэмиссионного детектора (ФЭД) (при параллельном соединении 21 сигнал) или сменную камеру 10 (СК-3) (78 сигналов), содержащую фотоэлемент 11, герметично закрепленный в окне пластины напротив УФ-лампы, и, по меньшей мере, одно боковое окно 12 со стеклом. Стекло закреплено герметично и расположено под углом менее 90° к основанию камеры. При этом на стекло через неметаллические прокладки последовательно установлены, по меньшей мере, один сменный светофильтр 13 с фотоумножителем 14 и/или, по меньшей мере, одна дифракционная решетка 15 с настройкой и фотоумножителем 16. При калибровке анализатора по веществам по характерным сигналам возможна идентификация и определение концентрации. Техническим результатом является расширение номенклатуры определяемых веществ, увеличение диапазона определяемых концентраций, повышение точности градуировки, увеличение точности проведения анализа. 5 н.п. ф-лы, 1 табл., 15 ил.

Изобретение относится к газовой хроматографии, в частности к использованию бинарных сорбентов, обеспечивающих разделение близкокипящих структурных и оптических изомеров органических веществ, например, пара- и мета-ксилолов, малополярных и полярных оптически активных форм камфена, пинена, лимонена, бутандиола-2,3 и ментола, и может быть использовано при анализе различных смесей в химической, фармацевтической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности. Способ анализа структурных и оптических изомеров включает разделение анализируемой смеси на бинарном сорбенте, содержащем супрамолекулярный жидкий кристалл 4-(3-гидроксипропилокси)-4'-формилазобензол с хиральной добавкой гептакис-(2,3,6-три-O-ацетил)-β-циклодекстрин в количестве 10% от массы жидкого кристалла. Техническим результатом является повышение селективности бинарного сорбента при разделении структурных и оптических изомеров, что позволяет анализировать эти изомеры в одном цикле хроматографического анализа. 3 табл.

Изобретение относится к области электронной техники и приборостроения, в частности к устройствам для детектирования и анализа органических соединений в составе воздуха атмосферного давления с использованием явления селективной поверхностной ионизации органических молекул на нагретой поверхности термоэмиттера ионов. Термоэмиттер ионов органических соединений выполняют из монокристалла оксидной бронзы, имеющего химическую формулу MexV2O5 , где Me - литий, натрий или калий, V - ванадий, О - кислород, при этом рабочая поверхность термоэмиттера совпадает с кристаллографической плоскостью [020] монокристалла оксидной бронзы, на рабочей поверхности термоэмиттера имеется пленка тугоплавкого металла. При этом тугоплавкий металл выбран из группы молибден, вольфрам, рений, рутений, родий. Техническим результатом является повышение эффективности ионизации органических нитросоединений на поверхности термоэмиттера и повышение долговечности термоэмиттера на основе оксидной бронзы щелочного металла при работе термоэмиттера в условиях воздуха атмосферного давления. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может найти применение в лабораторных газовых хроматографах. Термостат состоит из снабженного дверцей, входным и выходным каналами с управляемыми заслонками теплоизолированного корпуса, внутренний объем которого разделен установленным с зазором по периметру кожухом на две камеры - рабочую и смесительную с крыльчаткой осевого вентилятора и выполненного в виде двух подключенных через коммутатор к терморегулятору кольцеобразных спиралей нагревателя, закрепленных через изоляторы на плоскости кожуха, перпендикулярной оси крыльчатки вентилятора, напротив напорной части лопастей крыльчатки и заключенных в ограниченный с трех сторон объем, сформированный кожухом и двумя закрепленными на нем кольцеобразными отражателями воздуха, обращенными в сторону крыльчатки. На кожухе закреплен датчик температуры терморегулятора, расположенный в выполненном в кожухе соосно с осью крыльчатки отверстии, по размеру соответствующем центральному отражателю потока воздуха. На оси крыльчатки вентилятора в зазоре между двигателем и задней стенкой термостата установлена центробежная крыльчатка, а двигатель помещен в кожух в виде стакана, обращенного к термостату дном с отверстием, соответствующим крыльчатке. Заслонки каналов охлаждения закреплены на задней стенке термостата через теплоизолирующие прокладки и выполнены в виде функционально законченных узлов с элементами привода и уплотнения. Входной канал термостата соединен каналом с нижней частью внутреннего объема морозильной камеры, верхняя часть которого дополнительным каналом связана с рабочей камерой термостата, при этом внутренний объем морозильной камеры заполнен материалом с большой теплоемкостью, имеющим ребристую наружную поверхность. Техническим результатом является снижение шума и дрейфа выходного сигнала хроматографа за счет повышения относительной точности поддержания температуры и равномерности распределения теплового поля по длине колонки, повышение линейности и снижение относительных колебаний температуры при программировании температуры во всем диапазоне температур и скоростей подъема температуры, снижение теплопотерь и скорости охлаждения термостата, расширение диапазона поддерживаемых температур до отрицательных без применения криожидкости (жидкого азота, CO2). 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии и непосредственно касается хроматографического метода определения содержания органических примесей в макроциклических полиэфирах, а именно в бензокраун-эфирах, которые применяются в аналитической химии, биохимии, медицине, фармации. В качестве хроматографического метода для определения органических примесей в бензокраун-эфирах используется метод газожидкостной хроматографии, включающий стадию смешения раствора анализируемого бензокраун-эфира с веществом-стандартом (незамещенными краун-эфирами). Способ включает отбор анализируемой пробы, ее испарение, пропускание в токе инертного газа-носителя через капиллярную хроматографическую колонку. Затем осуществляют регистрацию сигналов на пламенно-ионизационном детекторе. При этом анализируемый бензокраун-эфир используют в виде (1-4)%-ного раствора в полярном растворителе, а вещество-стандарт в виде 1%-ного раствора в том же растворителе. После смешения полученную смесь встряхивают при температуре (30-70)°C, отобранную из нее пробу испаряют и пропускают в потоке инертного газа со скоростью (2,6-3,2) см3/мин при делении потока (1:10)-(1:25) через кварцевую капиллярную хроматографическую колонку с внутренним диаметром (0,25-0,5) мм и длиной (15-30), имеющую пленочную неподвижную жидкую фазу, содержащую 5% фенилполисилоксана и 95% диметилполисилоксана. После встряхивания анализируемых веществ возможно проведение центрифугирования со скоростью 5000-6000 оборотов в минуту. При этом количественное определение органических примесей в дибензо-18-краун-6 проводят при следующих температурных условиях: начальной температуре колонки 150°C, конечной температуре колонки 300°C, скорости повышения температуры 20°C/мин, температуре испарителя 350°C, температуре детектора 370°C; а в дибензо-21-краун-7 при начальной температуре колонки 180°C, конечной температуре колонки 340°C, скорости повышения температуры 10°C/мин, температуре испарителя 390°C, температуре детектора 400°C. Техническим результатом является повышение предела обнаружения органических примесей (до содержания их в бензокраун-эфирах на уровне 10-3% масс.) и снижении продолжительности анализа. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, а именно к источникам ионов с мягким методом ионизации с использованием электрораспыления анализируемых растворов в неоднородном постоянном электрическом поле при атмосферном давлении, и найдет широкое применение в масс-спектрометрии, спектрометрии подвижности ионов при решении задач органической и биоорганической химии, иммунологии, медицины, диагностике заболеваний, биохимических исследований, фармацевтике, проведении анализов в протеомике, метаболомике и криминалистике. Особенностями способа являются вертикальная ориентация мениска жидкости в пространстве, из вершины которого происходит эмиссия заряженных микрокапель в неоднородном постоянном электрическом поле и организации встречного потока фонового газа при нормальных условиях. При этом встречный поток фонового газа при нормальных условиях устраняет излишки нераспыленного раствора (жидкости), образующиеся на внешней стороне капилляра из области распыления, не влияя на стабильность распыления и монодисперсность заряженных микрокапель. Техническим результатом является возможность получать поток заряженных микрокапель электрораспылением для больших объемных скоростей растворов анализируемых веществ без образования крупных капель во все время проведения распыления при нормальных условиях, не прибегая к нагреву газа носителя, что существенно упрощает процесс получения стабильного и монодисперсного потока заряженных микрокапель в широком диапазоне объемных скоростей потоков распыляемой жидкости и соответственно стабильный ионный ток анализируемых веществ, поступающих в анализатор. 2 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в химической, косметической, фармацевтической и других отраслях промышленности при анализе парабенов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Изобретение позволяет проводить идентификацию и количественный анализ парабенов при использовании спектрофотометрического или (и) диодно-матричного детекторов. Способ включает процедуры подготовки образцов и условия хроматографического разделения и детектирования. Исходный образец пищевого продукта, косметического изделия, фармацевтического препарата или БАДа предварительно подготавливают согласно одной из процедур пробоподготовки. Затем подготовленный образец подвергают разделению на хроматографической колонке. На выходе каждую фракцию детектируют, измеряя величину абсорбции излученного света согласно закону Бугера-Ламберта-Бера. Идентификацию парабенов проводят по временам удерживания. В качестве дополнительного критерия идентификации возможно использование сигнальных отношений высот или площадей пиков, полученных на разных длинах волн или (и) электронных спектров интересуемых соединений. Количественный расчет концентраций парабенов проводится методом внешнего стандарта, учитывая линейный диапазон зависимости выходного сигнала от концентрации или массы парабенов в стандартных растворах. Техническим результатом является отсутствие необходимости в получении производных, сравнительно быстрая пробоподготовка и хроматографический анализ, относительно низкая себестоимость анализа, идентичность условий хроматографического анализа для всех типов исследуемой продукции, что уменьшает время подготовки системы между анализами, возможность применения дополнительных критериев для идентификации парабенов (сигнальные отношения или (и) электронные спектры). 2 ил.

Изобретение относится к газохроматографическим методам анализа и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности для скрытой маркировки нефти и нефтепродуктов при проведении различного типа экспертиз в торговых и промышленных предприятиях. Сущность изобретения заключается в том, что летучие соединения (маркеры) экстрагируют из нефти путем барботажного контакта газового потока с раствором летучих маркеров в малолетучем растворителе (нефть или нефтепродукты) с последующим парофазным анализом методом газовой хроматографии. Причем в качестве летучих маркеров используют алифатические одноатомные спирты и их смеси, а газовый поток, насыщенные летучими соединениями (спиртовые маркеры и углеводороды нефти), барботируют через неполярный растворитель для удаления летучих углеводородов нефти. Затем поток газа, насыщенный летучими спиртовыми маркерами, барботируют через небольшой объем дистиллированной воды для получения концентрированного водного раствора спиртового маркера, который дозируют в газовый хроматограф для анализа. Устройство для осуществления способа содержит последовательно соединенные блок подготовки газа и три последовательно соединенные барботера, первый из которых заполнен пробой нефти с летучим спиртовым маркером объемом V1, второй - неполярным растворителем объемом V2=Vi, а третий барботер заполнен дистиллированной водой объемом V3=0,01V1. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности газохроматографического определения летучих спиртовых маркеров транспортируемых нефти и нефтепродуктов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области испытаний и может использоваться для определения сорбционной емкости до заданной степени насыщенных водой сорбентов нефтью и нефтепродуктами. В различной степени водонасыщенный сорбент вводится в нефть или нефтепродукт непосредственно с водной среды. Расчет сорбционной емкости М рассчитывается по формуле М=p(C1-С2)/m, где р - плотность нефтепродукта, (C1) - объем нефти или нефтепродукта до введения сорбента, (C2) - объем нефти или нефтепродукта после удаления сорбента, m - масса сухого сорбента. Техническим результатом является разработка простого и эффективного способа испытаний для определения сорбционной нефтеемкости сорбентов от степени их водонасыщения. 1 ил.
Наверх