Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии



Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии
Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии
Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии
Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии
Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии
Способ количественного определения смеси афлатоксинов b1, b2, g1, g2 методом инверсионной вольтамперометрии

 


Владельцы патента RU 2592049:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для анализа пищевых продуктов, кормов и кормовых добавок, сельскохозяйственной продукции растительного происхождения, а также в медицине. Способ одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 методом инверсионной вольтамперометрии включает перевод афлатоксинов из пробы в раствор, использование анодной инверсионной вольтамперометрии в дифференциальном режиме и стеклоуглеродного электрода в качестве индикаторного. Накопление смеси афлатоксинов в перемешиваемом растворе проводят в течение от 30 до 40 с при потенциале электролиза Еэ=(0,0±0,05) В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода на фоне 0,1 M сульфата аммония в диапазоне рН от 4 до 5 с последующей регистрацией анодных пиков в дифференциальном режиме съемки вольтамперограмм при скорости развертки потенциала от 20 до 30 мВ/с. Концентрацию смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 определяют по высоте пиков в диапазоне потенциалов Εп(G1)=(+0,252±0,001) В, Εп(Β1)=(+0,505±0,002) В, Еп(В2)=(+0,675±0,007) В, Eп(G2)=(+0,902±0,001) В методом добавок аттестованных смесей. Технический результат - одновременное определение смеси афлатоксинов В1, В2, Gl, G2. 4 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для анализа пищевых продуктов, кормов и кормовых добавок, сельскохозяйственной продукции растительного происхождения, а также в медицине.

Известен способ одновременного количественного определения афлатоксинов В1, В2, G1, G2 методом жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрическим обнаружением LC-ESI-MS/MS [Shuyu Liu, Feng Qiu, Weijun Kong, Jianhe Wei, Xiaohe Xiao, Meihua Yang. Development and validation of an accurate and rapid LC-ESI-MS/MS method for the simultaneous quantification of aflatoxin В1, B2, G1 and G2 in lotus seeds / Food Control. 2013. V. 29. №1. P. 156-161] в семенах лотоса с пределом количественного обнаружения (мкг/кг): В1 - 0,02, В2 - 0,015, G1 - 0,01, G2 - 0,015 на основе соотношения сигнал:шум (10:1). Разделение афлатоксинов проводили на колонке C18 Zorbax SB (50×2,1 мм внутренний диаметр, 3,5 мкм) при комнатной температуре. Подвижная фаза состояла из растворителей А (0,1% муравьиной кислоты в бидистиллированной воде) и В (0,1% муравьиной кислоты в ацетонитриле) при скорости потока 0,4 мл/мин в ступенчатом режиме.

Известен способ одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 методом высокоэффективной жидскостной хроматографии в сочетании с флуоресцентным детектором системы Kobra [Jongin Lee, Jae-Young Her, Kwang-Geun Lee. Reduction of aflatoxins (В1, B2, G1, and G2) in soybean-based model systems / Food Chemistry. 2015. In Press, Corrected Prof - Note to users] в модельных системах на основе соевых бобов (соевая матрица) с пределом количественного обнаружения (нг/г): В1 - 0,28, В2 - 0,34, G1 - 0,27, G2 - 0,25.

В этих способах одновременное количественное определение смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 осложнено использованием дорогостоящего оборудования и наличием высокотоксичных растворителей, используемых в качестве подвижной фазы.

Известен способ количественного определение афлатоксинов В1 и В2 электрохимическим методом с помощью адсорбционной катодной инверсионной вольтамперометрии на электроде с висящей ртутной каплей [Hajian R., Ensafi А.А. Determination of aflatoxins B1 and B2 by adsorptive cathodic stripping voltammetry in groundnut / Food Chemistry. Analytical Methods. 2019. V. 115. №3. P. 1034-1037] в арахисе, выбранный в качестве прототипа. Вольтамперные измерения проводились с использованием прибора Metrohm, модель 797 с трехэлектродной электрохимической ячейкой в системе газообразного азота. В качестве рабочего электрода использовали электрод с висящей ртутной каплей, вспомогательного - угольный стержень и электрода сравнения - Ag/AgCl (3,0 M KCl). Были исследованы фоновые электролиты: 0,1 M фосфата, 0,1 M ацетата, 0,1 M бората и универсальная буферная смесь Бриттона-Робинсона (БР) в интервале рН от 2 до 11. Накопление проводили при потенциале -0,4 В в течение 60 с, в развертке потенциалов от -0,9 до -1,5 В. Градуировочные зависимости для афлатоксинов В1 и В2 были линейны в диапазонах 0,4-40 нг/мл и 0,2-70 нг/мл с пределом обнаружения (ПРО) 0,15 и 0,10 нг/мл соответственно. Результаты исследований сравнивали с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Недостатком этого способа является использование газообразного азота и токсической ртути.

Задачей заявленного изобретения является одновременное количественное определение смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 методом инверсионной вольтамперометрии.

Предложенный способ одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 методом инверсионной вольтамперометрии, так же, как в прототипе, включает перевод афлатоксинов из пробы в раствор.

Согласно изобретению используют анодную инверсионную вольтамперометрию в дифференциальном режиме для одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 и стеклоуглеродный электрод в качестве индикаторного. Накопление смеси афлатоксинов в перемешиваемом растворе проводят в течение от 30 до 40 с при потенциале электролиза Еэ=(0,0±0,05) В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода на фоне 0,1 M сульфата аммония в диапазоне рН от 4 до 5 с последующей регистрацией анодных пиков в дифференциальном режиме съемки вольтамперограмм при скорости развертки потенциала от 20 до 30 мВ/с. Концентрацию смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 определяют по высоте пиков в диапазоне потенциалов Εп(G1)=(+0,252±0,001) В, Εп(Β1)=(+0,505±0,002) В, Еп(В2)=(+0,675±0,007) В, Еп(G2)=(+0,902±0,001) В методом добавок аттестованных смесей.

Выбор стеклоуглеродного электрода обусловлен его высокой химической и электрохимической устойчивостью, отсутствием токсической ртути, широкой областью рабочих потенциалов, а также простотой механического обновления поверхности и требованиями техники безопасности.

Установленные условия проведения электродного процесса позволили количественно определять в совместном присутствии смесь афлатоксинов В1, В2, G1, G2 на основе реакции электроокисления. Предлагаемый вольтамперометрический способ позволил сократить количество используемых реактивов, в частности высокотоксичных растворителей, и дополнительных химических реагентов, используемых в аналогах, а также существенно улучшить метрологические характеристики одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 представлены вольтамперограммы электроокисления афлатоксинов В1, В2, G1, G2, полученные на стеклоуглеродном электроде методом добавок (время накопления - 30 сек при 0,0 В), где кривая 1-10 мл 0,1 M (NH4)2SO4; кривая 2-10 мл 0,1 M (NH4)2SO4+0,02 мл смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2; кривая 3-10 мл 0,1 M (NH4)2SO4+0,04 мл смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2; кривая 4-10 мл 0,1 M (NH4)2SO4+0,06 мл смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2, относительно Ag/AgCl, нас. KCl.

На фиг. 2 представлены градуировочные зависимости тока пика электроокисления афлатоксинов В1, В2, G1, G2, полученные на стеклоуглеродном электроде от объема аликвоты пробы, при следующих условиях: фоновый электролит - 0,1 (NH4)2SO4; Vал=0,02 мл; Сп(B1)=2·10-7 мг/мл, Сп(В2)=6·10-7 мг/мл, Сп(G1)=2·10-7 мг/мл, Сп(G2)=6·10-7 мг/мл; Енак=0,0 В; τэ=30 с; Еразв=0,0…+1,1 В; w=30 мВ/с.

На фиг. 3 представлены градуировочные зависимости тока пика электроокисления афлатоксинов В1, G1, полученные на стеклоуглеродном электроде от концентрации афлатоксинов в пробе, при следующих условиях: фоновый электролит - 0,1 (NH4)2SO4; Vал=0,02 мл; Сп(B1)=2·10-7 мг/мл, Сп(G1)=2·10-7 мг/мл; Енак=0,0 В; τэ=30 с; Еразв=0,0…+1,1 В; w=30 мВ/с.

На фиг. 4 представлены градуировочные зависимости тока пика электроокисления афлатоксинов В2, G2, полученные на стеклоуглеродном электроде от концентрации афлатоксинов в пробе, при следующих условиях: фоновый электролит - 0,1 (NH4)2SO4; Vал=0,02 мл; Сп(В2)=6·10-7 мг/мл, Сп(G2)=6·10-7 мг/мл; Енак=0,0 В; τэ=30 с; Еразв=0,0…+1,1 В; w=30 мВ/с.

В таблице 1 представлены вольтамперометрические условия одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2.

В таблице 2 представлены результаты вольтамперометрического одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 в арахисе.

В таблице 3 представлена проверка правильности методики измерения методом «введено-найдено» на содержание афлатоксинов В1, В2, G1, G2 в пробах модельных растворов.

Пример 1. Определение содержания смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 на уровне 2·10-7 и 6·10-7 мг/мл.

В кварцевый стаканчик емкостью 20 мл наливают 10 мл 0,1 M раствора сульфата аммония рН=4. Стаканчик с раствором помещают в электролитическую ячейку. Опускают в раствор электроды (индикаторный - стеклоуглеродный, вспомагательный и сравнения - хлоридсеребряные). Проводят электронакопление при потенциале (0,0±0,05) В в течение 30 с при перемешивании раствора и скорости развертки потенциала 20 мВ/с. По окончании электролиза начинают регистрацию вольтамперограммы в диапазоне потенциалов от 0,0 до +1,1 В (фиг. 1, кривая 1). Вольтампрограммы регистрировали в дифференциальном режиме съемки на комплексе аналитическом вольтамперометрическом типа СТА (ТУ 4215-001-20694097-98). Определение рН осуществляли с использованием переносного рН-метра-милливольтамперметра (рН-673). Погрешность в определении рН раствора не превышала ±0,1%. Отсутствие пиков свидетельствует о чистоте фона. Затем добавляют 0,02 мл стандартного раствора смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 с концентрацией каждого афлатоксина в отдельности 1·10-4 мг/мл, 3·10-4 мг/мл, 1·10-4 мг/мл, 3·10-4 мг/мл соответственно и проводят электронакопление при потенциале (0,0±0,05) В в течение 30 с (таблица 1) при перемешивании раствора с последующей регистрацией вольтамперограммы в диапазоне потенциалов пиков Eп(G1)=(+0,252±0,001) В, Еп(В1)=(+0,505±0,002) В, Еп(В2)=(+0,675±0,007) В, Eп(G2)=(+0,902±0,001) В (отн. ХСЭ) при чувствительности прибора (0,5÷1)·10-9 А/мм (фиг. 1, кривая 2). Проводят разметку вольтамперограмм, средняя высота анодных пиков составляет Iп(G1)=0,423 нА, Ιп(Β1)=1,645 нА, Iп(В2)=0,754 нА, Iп(G2)=1,5865 нА. Далее в стаканчик с анализируемым раствором с помощью дозатора вносят добавку аттестованной смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 в объеме 0,02 мл концентрацией каждого афлатоксина в отдельности 1·10-4 мг/мл, 3·10-4 мг/мл, 1·10-4 мг/мл, 3·10-4 мг/мл соответственно. Электронакопление и регистрацию аналитического сигнала проводят в тех же условиях (фиг. 1, кривая 3). Пики регистрируют в диапазоне потенциалов Eп(G1)=(+0,252±0,001) В, Εп(Β1)=(+0,505±0,002) В, Еп(В2)=(+0,675±0,007) В, Eп(G2)=(+0,902±0,001) В (отн. ХСЭ), средняя высота анодных пиков составляет Iп(G1)=1,012 нА, Ιп(Β1)=3,011 нА, Iп(В2)=1,196 нА, Iп(G2)=3,485 нА. Далее в стаканчик с анализируемым раствором вновь вносят с помощью дозатора добавку аттестованной смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 в объеме 0,02 мл концентрацией каждого афлатоксина в отдельности 1·10-4 мг/мл, 3·10-4 мг/мл, 1·10-4 мг/мл, 3·10-4 мг/мл соответственно. Электронакопление и регистрацию аналитического сигнала проводят в тех же условиях (фиг. 1, кривая 4). Пики регистрируют в диапазоне потенциалов Eп(G1)=(+0,252±0,001) В, Εп(Β1)=(+0,505±0,002) В, Еп(В2)=(+0,675±0,007) В, Eп(G2)=(+0,902±0,001) В (отн. ХСЭ), средняя высота анодных пиков составляет Ιп(G1)=1,679 нА, Ιп(Β1)=3,232 нА, Iп(В2)=1,143 нА, Iп(G2)=4,568 нА.

Линейный диапазон определяемых концентраций для смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 составил (мг/мл): В1 - до 4·10-7, В2 - до 12·10-7, G1 - до 8·10-7, G2 - до 18·10-7 (фиг. 2-4).

Пример 2. Определение содержания смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 в арахисе на уровне ПДК (5·10-7 мг/мл).

Образцы пробы измельчают на высокой скорости в бытовом блендере в течение 3 минут. Затем отбирают 5 г пробы и проводят экстракцию водно-этанольным раствором 10 мл С2Н5ОН:H2O (80:20) с последующим добавлением 5 мл гексана. Суспензию встряхивают в течение 3 минут и пропускают через бумажный фильтр. Для анализа полученный водный слой разбавляют в 10 раз. Затем 0,02 мл полученного анализируемого раствора вносят в кварцевый стаканчик с фоновым раствором 0,1 М сульфата аммония с рН=5. Проводят электронакопление при потенциале (0,0±0,05) В в течение 40 с при перемешивании раствора и скорости развертки потенциала 30 мВ/с. По окончании электролиза начинают регистрацию вольтамперограммы в диапазоне потенциалов от 0,0 до +1,1 В. Анодные пики смеси афлатоксинов B1, В2, G1, G2 фиксируют в диапазоне потенциалов Eп(G1)=(+0,252±0,001) В, Еп(В1)=(+0,505±0,002) В, Еп(В2)=(+0,675±0,007) В, Eп(G2)=(+0,902±0,001) В на стеклоуглеродном электроде при чувствительности прибора (1÷5) 10-8 А/мм в дифференциальном режиме съемки вольтамперограмм. Массовую концентрацию смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 в пробе оценивают методом добавок аттестованных смесей, измеряя высоту анодных пиков (фиг. 3, 4) по формуле (1):

,

где:

X1 - содержание афлатоксина в анализируемой пробе, мг/мл;

Сд - концентрация афлатоксина в аттестованной смеси /АС/, из которой делается добавка к анализируемой пробе, мг/мл;

Vд - объем добавки АС афлатоксина, мл;

I1 - величина максимального тока компонента в анализируемой пробе, нА;

I2 - величина максимального тока компонента в пробе с добавкой АС, нА;

Vал - объем навески пробы, взятой для анализа, мл.

Время анализа одной пробы с учетом времени пробоподготовки занимает около 37 минут. В таблице 2 представлены результаты вольтамперометрического одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 в арахисе.

Проведена проверка правильности методики измерения методом «введено-найдено» на модельных растворах (таблица 3) с погрешностью измерений 15-20%.

Предложенный способ прост, не требует большого количества реактивов и трудозатрат и может быть использован в любой химической лаборатории, имеющей полярограф, особенно в настоящее время, когда налажен выпуск отечественной и зарубежной электроаппаратуры с контрольным управлением и обработкой данных (анализаторы типа СТА, ТА и др.).

Способ одновременного количественного определения смеси афлатоксинов В1 и В2 методом адсорбционной катодной инверсионной вольтамперометрии, включающий перевод афлатоксинов из пробы в раствор, отличающийся тем, что используют анодную инверсионную вольтамперометрию в дифференциальном режиме для одновременного количественного определения смеси афлатоксинов B1, В2, G1, G2 и стеклоуглеродный электрод в качестве индикаторного, при этом накопление смеси афлатоксинов в перемешиваемом растворе проводят в течение от 30 до 40 с при потенциале электролиза Eэ=(0,0±0,05) В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода на фоне 0,1 М сульфата аммония в диапазоне pH от 4 до 5 с последующей регистрацией анодных пиков в дифференциальном режиме съемки вольтамперограмм при скорости развертки потенциала от 20 до 30 мВ/с и концентрацию смеси афлатоксинов В1, В2, G1, G2 определяют по высоте пиков в диапазоне потенциалов Eп(G1)=(+0,252±0,001) В, Еп(В1)=(+0,505±0,002) В, Eп(В2)=(+0,675±0,007) В, Еп(G2)=(+0,902±0,001) В методом добавок аттестованных смесей.



 

Похожие патенты:

Изобретение направлено на определение палладия в руде методом инверсионной вольтамперометрии и может быть использовано в гидрометаллургии, в различных геологических разработках при поиске и разведке в случае анализа руд, рудных концентратах и породах концентраций ионов палладия.

Изобретение относится к аналитической химии. Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота, включает модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из золя золота в течение 300 с при потенциале накопления -1,0 В с последующей регистрацией обратных пиков электроокисления метионина на катодной кривой при скорости развертки потенциала 100 мВ/с на фоне 0,1 M раствора NaOH в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В, и определение концентрации метионина осуществляют по величине обратных максимумов вольтамперных кривых в диапазоне потенциалов от минус 0,20 до плюс 0,10 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения технологических задач и задач экологического контроля. Концентрацию аммиака в анализируемом газе определяют по зависимости изменения величины одной из электрических характеристик электрохимической ячейки от количества аммиака, окисленного на поверхности внутренних электродов электрохимической ячейки, выполненных из электродного материала.

Изобретение относится к области аналитической химии. Согласно изобретению предложен способ определения серебра катодной вольтамперометрией из фонового раствора, содержащего 4,5 мл 1 М KNO3 и 0,5 мл 0,1 М этилендиаминтетраацетата натрия (ЭДТА), из образующегося комплексного соединения на стеклоуглеродном электроде.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля продуктов сельскохозяйственного производства растительного происхождения.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в исследовательской и производственной практике. Согласно изобретению предлагается определять флуоресцеин натрия вольтамперометрически на стационарном электроде из стеклоуглерода по волне восстановления указанного соединения в кислой среде на фоне 0,1 н.

Изобретение направлено на определение золота (III) в водных растворах методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Cпособ определения метионина в комбикормах методом катодной вольтамперометрии согласно изобретению включает следующие операции. Метионин переводят из комбикормового сырья в раствор.

Изобретение относится к технике измерения содержания растворенного газа в жидких и газовых средах, предназначено в основном для применения в океанографической аппаратуре и может быть использовано в горной, химической промышленности, в разных технологических и экологических системах измерения и контроля содержания растворенного газа в исследуемой среде. Технический результат - обеспечение основных метрологических характеристик устройства - чувствительность и долговременная стабильность.

Изобретение относится к медицине и описывает способ определения липоевой кислоты в биологически активных добавках методом катодной вольтамперометрии, включающий перевод вещества из пробы в раствор и вольтамперометрическое определение, при этом проводят катодную вольтамперометрию на ртутно-пленочном электроде при потенциале -0.373 В относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода на фоне боратного буферного раствора pH 9,18 при постоянно токовой форме развертки потенциала со скоростью 0,06 В/с с областью определяемых содержаний липоевой кислоты от 4.5·106 до 1.1·10-3 моль/л.
Наверх