Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Структура и физико-химические свойства ПХБ 9
1.2. Источники ПХБ 26
1.3. Метаболизм и токсическое действие ПХБ 33
1.4. Биодеградация ПХБ 47
1.5. Методы определения ПХБ 50
2. Собственные исследования 68
2.1. Материалы и методы 68
2.1.1. Используемое оборудование и реактивы 68
2.1.2. Методы исследований 72
2.1.3. Проведение метрологической аттестации методик измерения массовой доли маркерных и диоксиноподобных ПХБ 102
2.2. Результаты исследований 108
2.2.1. Отработка условий хроматографического разделения ПХБ 108
2.2.2. Отработка условий ГЖХ-ЭЗД и ГЖХ-МС-МС детектирования ПХБ 115
2.2.3. Экстракция ПХБ и методы очистки экстрактов 120
2.2.4. Определение ПХБ в аттестованных стандартных образцах 126
2.2.5. Метрологическая аттестация методик определения ПХБ 131
2.2.6. Результаты мониторингового определения ПХБ в рыбной муке и рыбе 138
3. Обсуждение результатов 141
4. Выводы 163
5. Практические предложения 164
6. Список литературных источников
- Метаболизм и токсическое действие ПХБ
- Методы определения ПХБ
- Используемое оборудование и реактивы
- Отработка условий хроматографического разделения ПХБ
Введение к работе
Актуальность темы
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) принадлежат к группе хлорированных углеводородов, которые синтезируются прямым хлорированием бифенила. В зависимости от числа атомов хлора в молекуле и их положения различают 209 конгенеров ПХБ [54].
В отличие от диоксинов, которые являются побочным продуктом химического синтеза или образуются в результате термического воздействия на хлорированные углеводороды, ПХБ производились промышленностью в больших количествах, как технические жидкости, начиная с 1929 г. Благодаря их физико-химическим свойствам, таким как негорючесть, химическая стабильность, высокая точка кипения, низкая теплопроводность и высокие диэлектрические постоянные, технические смеси ПХБ широко использовались в ряде промышленных производств: в трансформаторах, конденсаторах, тепловых и гидравлических системах, промышленных маслах, красителях, клеях, пластиках и т.д.. Термическая, химическая стабильность и способность ПХБ биоаккумулироваться в пищевых цепях, сделали их опасными контаминантами окружающей среды [28, 126, 35, 36, 17,86].
Практически все страны запретили производство ПХБ в 70-е годы из-за их высокой токсичности и стойкости в окружающей среде, однако большие количества этих веществ до настоящего времени используются в электротехническом оборудовании, на предприятиях машиностроения, химической, легкой, нефтегазовой промышленности [47, 48, 205, 86, 106].
Сейчас, когда производство ПХБ запрещено, загрязнение окружающей среды происходит за счет их испарения и утечки из промышленного оборудования, а также в ходе неправильной его утилизации. По оценкам экспертов, около 35% общего объема произведенных ПХБ все еще присутствует в окружающей среде [193, 32, 20].
До последнего времени, при определении допустимого содержания ПХБ в кормах и пищевых продуктах, учитывалось содержание только «маркерных» конгенеров (28, 52, 101, 138, 153 и 180), которые являются доминирующими контаминантами. Однако токсичность данных конгенеров относительно низка, а данных по содержанию наиболее опасных «диоксиноподобных» конгенеров (77, 81, 126, 169, 105, 114, 118, 123, 156, 157, 167 и 189), которые по своим токсикологическим свойствам намного важнее, до сих пор недостаточно [17, 19].
Диоксиноподобные ПХБ относятся к группе стойких экотоксикантов, обладающих канцерогенным, тератогенным, эмбриотоксическим, мутагенным действием и способных наносить вред человеку, сельскохозяйственным, диким животным и окружающей среде в очень низких концентрациях. Причем, данные последних лет показывают, что главная опасность диоксиноподобных ПХБ не столько в их острой токсичности, сколько в кумулятивном действии и отдаленных последствиях [41,32,9,110,81,133].
Негативное воздействие ПХБ на здоровье человека сделали актуальным проведение широкомасштабного мониторинга контаминации кормов и пищевого сырья этими соединениями.
Для обеспечения выполнения работ по мониторингу необходимо создание чувствительных и специфичных методов контроля. В соответствии с международными правилами контроля опасных контаминантов, система их контроля должна включать скрининговые и арбитражные (подтверждающие) методы анализа [82].
Наиболее перспективным является использование ГЖХ-ЭЗД для скрининговых исследований, поскольку она обладает высокой чувствительностью, простотой проведения анализа и низкой себестоимостью. Для арбитражных исследований перспективным является использование ГЖХ-МС-МС, так как этот метод обладает
чувствительностью, сопоставимой с ГЖХ-ВРМС, но более низкой стоимостью.
Цель и задачи исследований
Целью работы являлась разработка двухуровневой системы контроля маркерных и диоксиноподобных ПХБ в кормах и пищевом сырье, включающей скрининговое определение этих ксенобиотиков методом ГЖХ-ЭЗД и арбитражный анализ положительных образцов методом ГЖХ-МС-МС.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Разработать эффективные способы экстракции, очистки и фракционирования ПХБ из образцов кормов и пищевого сырья;
Оптимизировать условия хроматографического определения маркерных и диоксиноподобных ПХБ с использованием детектора электронного захвата и масс-спектрометрического детектора типа «ионная ловушка»;
Разработать методики скринингового и арбитражного определения ПХБ в кормах и пищевом сырье и провести их метрологическую аттестацию;
Оценить правильность разработанных методов путем испытания международных стандартных образцов с аттестованным содержанием ПХБ;
Провести мониторинговые исследования образцов рыбной муки и рыбы для оценки степени их загрязненности ПХБ.
Научная новизна работы
Разработаны оригинальные условия подготовки проб методом ускоренной экстракции растворителями (УЭР) (экстрагент - н-гексан, температура экстракции 80С, два цикла экстракции по 5 мин., микроволновая сушка и гомогенизация пробы с сернокислым натрием, многослойное заполнение экстракционной ячейки силикагелем и силикагелем, импрегнированным серной кислотой), позволяющие повысить
эффективность извлечения маркерных и диоксиноподобных ПХБ из пищевого сырья и кормов, значительно сократить время экстракции, объемы экстрагентов и одновременно проводить очистку экстрактов.
Впервые арбитражное определение маркерных и диоксиноподобных ПХБ в кормах и пищевом сырье реализовано на хромато-масс-спектрометре с масс анализатором типа «ионная ловушка» в резонансном режиме тандемнои масс-спектрометрии (МС-МС) и регистрации положительных ионов, что существенно снижает стоимость проведения анализов при сохранении высокой чувствительности и соблюдении международных требований по анализу этих контаминантов. Разработаны условия скринингового определения методом ГЖХ-ЭЗД как маркерных, так и диоксиноподобных ПХБ.
С целью гармонизации отечественных и международных подходов к оценке качества результатов измерений, проведена оценка расширенной неопределённости измерения индивидуальных конгенеров ПХБ при анализе кормов и пищевого сырья методами ГЖХ-МС-МС и ГЖХ-ЭЗД.
Практическая значимость работы
Создана комплексная двухуровневая система контроля содержания ПХБ в пищевом сырье и кормах, позволяющая проводить определение маркерных и диоксиноподобных ПХБ скрининговым и арбитражным (подтверждающим) методами.
Проведена метрологическая аттестация методик выполнения измерений
(МВИ) маркерных и диоксиноподобных ПХБ, позволяющих проводить их
количественное измерение в соответствии с международными требованиями.
Разработанные МВИ включены в методические рекомендации (MP) по арбитражному и скрининговому определению маркерных и диоксиноподобных ПХБ в кормах, кормовых добавках и пищевом сырье. MP утверждены Минсельхозом РФ и используются при государственном
мониторинге образцов пищевого сырья и кормов для оценки их загрязненности ПХБ.
Использование относительно недорогих и простых в эксплуатации масс-спектрометров типа «ионная ловушка» позволило обеспечить невысокую стоимость анализа при достижении высокой чувствительности и селективности определения ПХБ.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены на:
3-ей Международной конференции «Экстракция органических соединений» (Воронеж, 2005).
Конференции молодых ученых ФГУ «ВГНКИ» (Москва, 2006).
15 Международном симпозиуме по анализу гормонов и остатков лекарственных средств в пищевых продуктах (Антверпен, Бельгия, 2006).
Международном конгрессе по аналитической химии ICAS-2006 (Москва, 2006).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
Разработка способов экстракции и очистки ПХБ из пищевого сырья и кормов с использованием метода УЭР.
Оптимизация условий анализа маркерных и диоксиноподобных ПХБ методами ГЖХ-ЭЗД и ГЖХ-МС-МС.
3.Проведение метрологической аттестации и контроля правильности результатов определения ПХБ в пищевом сырье и кормах с использованием международных аттестованных стандартных образцов.
4. Результаты мониторингового определения маркерных и диоксиноподобных ПХБ в рыбной муке и рыбе.
Публикации По теме диссертации опубликовано 6 статей и тезисов докладов, 2 методические рекомендации.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 203 страницах машинописного текста и включает введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение результатов, выводы, практические предложения, список литературы, включающий 223 источника, 40 из которых опубликовано в отечественных и 183 - в зарубежных изданиях, и приложения. Работа иллюстрирована 38 рисунками и 42 таблицами.
Метаболизм и токсическое действие ПХБ
Метаболизм ПХБ, как и других ксенобиотиков протекает по двум направлениям. В первой фазе биотрансформации проходит присоединение функциональных групп с помощью ферментных систем организма: цитохрома Р-450 (гидроксилирование), флавиновых монооксигеназ (N- и S-окисление), эстераз, гидролаз, дегидрогеназ. Во второй фазе метаболизма протекают процессы конъюгации с помощью следующих ферментов: глутатион трансфераз, сульфотрансфераз, UDP-глюкоронозил трансфераз, ацетилаз, метилаз [ПО].
Цитохром Р-450 (CYP) имеет свыше 57 форм у человека и представляет класс гемопротеинов наиболее часто локализованных в эндоплазматическом ретикулуме (микросомы). Для работы этих ферментов требуется НАДФ и кислород. По номенклатуре классифицируются: семейство-подсемейство-ген, например CYP1A1. Многие из цитохромов индуцируемы ПХБ (таблица 4).
В основном ПХБ метаболизируются в организме в гидрокси и серо содержащие метаболиты. Гидроксилирование проходит, прежде всего, в мета и пара положениях, или через эпоксид, или прямой вставкой гидроксильной группы [144]. Несколько моногидрокси метаболитов высоко хлорированных бифенилов были найдены в сыворотке крови человека [58]. Как гидрокси, так и метилсульфониловые метаболиты ПХБ токсичны [69]. На рис. 9 показан метаболизм ПХБ 101с участием цитохрома.
Процесс гидроксилирования ПХБ протекает с участием CYP1A и CYP2B. Кроме того, на примере ПХБ 101 был показано, что он может быстро метаболизироваться у млекопитающих с участием ферментных систем CYP2B, CYP3A и CYP2A6 с формированием 4-гидрокси ПХБ 101 метаболита [155].
На рисунке 10 показаны возможные пути метаболизма 3,3 ,4,4 -тетраХБ в микросомах печени кита белухи. 4-гидрокси-3,3 ,4 ,5-тетраХБ отражает позиционный сдвиг атома хлора.
Гидрокси производные ПХБ (ОН-ПХБ) менее гидрофобны чем родительские ПХБ, быстро экскретируются из организма, но некоторые из них (мета- и пара-гидрокси ПХБ без орто-хлора) могут надолго удерживаться в крови. При экскреции из организма они формируют глюкурониды и сульфаты. Основное действие гидрокси производных ПХБ проявляется следующими эффектами: ингибирование транспорта Т4 (тироксина) транстеритином, ингибирование сульфотрансферазы (Т4, Е2, 3-ОН-ВаР), ингибирование глюкуронилтрансферазы (3-ОН-ВаР), агонисты для эстрогеновых рецепторов [ПО]. Гидрокси метаболиты ПХБ показали взаимодействия с эстрогеновыми рецепторами как агонисты и антагонисты [76].
Нарушение метаболизма тироидных гормонов связано со структурным сходством ПХБ и особенно гидрокси метаболитов ПХБ с ТЗ и Т4 (рис. 11).
Гидрокси производные ПХБ (ОН-ПХБ) менее гидрофобны чем родительские ПХБ, быстро экскретируются из организма, но некоторые из них (мета- и пара-гидрокси ПХБ без орто-хлора) могут надолго удерживаться в крови. При экскреции из организма они формируют глюкурониды и сульфаты. Основное действие гидрокси производных ПХБ проявляется следующими эффектами: ингибирование транспорта Т4 (тироксина) транстеритином, ингибирование сульфотрансферазы (Т4, Е2, 3-ОН-ВаР), ингибирование глюкуронилтрансферазы (3-ОН-ВаР), агонисты для эстрогеновых рецепторов [ПО]. Гидрокси метаболиты ПХБ показали взаимодействия с эаккумуляции ПХБ с помощью гематоэнцефалического барьера [49]. Однако гидрокси ПХБ могут легко преодолевать этот барьер. Последние исследования показывают, что концентрация гидрокси ПХБ в цереброспинальной жидкости намного выше, чем в сыворотке крови [216].
Метилсульфониловые производные ПХБ формируются последовательной ферментативной реакцией путем эпоксидирования с участием CYP 450 с дальнейшим метаболизмом через меркаптомочевую кислоту к метилтио метаболиту, который окисляется до метилсульфинил и метилсульфонил метаболитов [52, 53]. Они более гидрофобны чем родительские ПХБ, биоаккумулируются и медленно экскретируются из организма (печень, лёгкое жир). Наибольшая концентрация метилсульфониловых производных ПХБ отмечена в жировой ткани [МеБОг-ПХБ]/[ПХБ] = 0,01-0,25, особенно в морепродуктах из Балтийского региона. Основное действие этих производных проявляется следующими эффектами: взаимодействие с белками (прогестерон связывающими белками, антагонистами рецепторов глюкокортикоидов, антагонистами эстрогеновых рецепторов), а также индукция CYP2B,C и CYP3A ферментов [110].
Механизм токсичности ПХБ без атомов хлора в орто положении подобен диоксинам. Производные и метаболиты ПХБ без орто атомов хлора могут показать диоксиноподобную токсичность или альтернативно могут проявить их токсичность через взаимодействие с другими клеточными адресатами, например с эстрогеновым рецептором. Недавние исследования показали, что ПХБ и их метаболиты связываются с множеством и других эндогенных рецепторов, например: арилуглеводородным, рианодином, андростановым рецептором, и т.д. [41]. строгеновыми рецепторами как агонисты и антагонисты [76].
Методы определения ПХБ
Методология определения ПХБ, как и других ксенобиотиков включает три основных этапа: отбор проб, подготовка проб и аналитические измерения.
Для получения достоверной информации о содержании ПХБ отбор проб следует проводить так, чтобы проба была представительной, т.е. отобранный средний образец должен точно характеризовать всю исследуемую партию, содержание определяемых компонентов не должно изменяться при отборе проб, их хранении и транспортировке к месту анализа. Процессы биотрансформации, протекающие в живых организмах, могут обуславливать переменный состав проб, что приводит к изменению концентрации ксенобиотиков и, следовательно, к неправильным результатам анализа. Кроме того, при определении ПХБ, содержащихся в образце в следовых количествах, часто приходится работать с неоднородными матрицами, что усложняет как отбор проб, так и анализ в целом. Ошибки, допущенные при отборе проб, могут полностью исказить результаты химического анализа. Таким образом, в процедуре отбора проб критическим параметром является репрезентативность пробы, т.е. её соответствие составу исходной матрицы [19].
Подготовка проб и аналитические измерения являются взаимосвязанными элементами, причем выбор способа подготовки проб определяется возможностями системы детектирования. В настоящее время эти два этапа подразделяют на два направления - скрининговые исследования и подтверждающие (арбитражные) исследования. Такая двухуровневая схема позволяет проводить анализ большого количества образцов с высокой степенью достоверности.
Скрининг-методом называют такой метод, который позволяет точно и быстро определить наличие малых количеств веществ в исследуемом образце. При этом методология скрининга допускает ложно-положительные результаты, но полностью исключает ложно-отрицательные результаты. К основным преимуществам скрининг-методов относятся: низкая стоимость, быстрота проведения анализа, простота подготовки образцов и аналитических измерений.
Существует несколько типов скрининг-методов - это микробиологические, иммунохимические, тонкослойная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, газовая хроматография и рецепторный анализ. Сочетание двух или нескольких методов обеспечивает дополнительные гарантии при идентификации ПХБ.
В настоящее время для анализа ПХБ наибольшее распространение получили высокоэффективная газовая хроматография с детектором электронного захвата и иммунохимические методы.
Иммуноферментный анализ (ИФА) и биосенсорный иммуноанализ (БИА) - это наиболее эффективные современные скрининг-методы.
Биосенсорный иммуноанализ был разработан в конце 1990-х годов и относится к новейшим иммунохимическим технологиям. Он обладает высокой специфичностью. Биосенсор - это инструмент, сочетающий биологический механизм распознавания, который находится в тесном контакте с измерительным прибором (электрический, оптический, акустический или температурный датчики). В данном случае определяют резонансный сигнал, или поверхностный плазменный резонанс, - это оптическое явление, которое возникает в случае, когда свет освещает тонкий электропроводный слой при определённых условиях. Резонанс является результатом взаимодействия между электромагнитными векторами падающего света и колебаниями свободных электронов (поверхностными плазмонами) в проводнике. Для определения ПХБ биосенсорный анализ находится на стадии разработки [27].
Метод иммуноферментного анализа (или ELISA - Enzyme Linked Immunosorbent Assay) был разработан в начале 1970-х годов. ИФА является одним из направлений химической энзимологии как в нашей стране, так и за рубежом. В ИФА сочетаются специфичность иммунохимического анализа и высокая чувствительность определения ферментативной метки. К явным преимуществам данного метода относится простота выполнения, доступность и высокая стабильность реагентов, легкость методов визуальной и приборной регистрации, быстрота проведения определения и возможность автоматизации для проведения массовых анализов. Все эти качества обеспечили прочное положение ИФА в клинической биохимии, при диагностике заболеваний растений и животных, в научных исследованиях, для определения широкого круга как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных соединений - антител, пептидных и стероидных гормонов, фармакологических препаратов, вирусных и бактериальных антигенов, СОЗ, в том числе ПХБ и т.д. [165, 8, 152].
Для анализа ПХБ разработаны различные ИФА-тест системы. В основном это тест-системы, основанные на конкурентном ИФА и предназначенные для исследования объектов окружающей среды и пищевого сырья. Например, тест-система DELFIA (Dissociation-Enhancement Lanthanide Fluoro-ImmunoAssay) разработана с использованием гаптена, меченого лантаноидным элементом европием [127].
Используемое оборудование и реактивы
Хромато-масс-спектрометр SATURN 2000, производства фирмы Varian (США), с диапазоном измерения масс - 10...650 а.е.м., разрешением по шкале масс не более 1,0 а.е.м. и чувствительностью в режиме ионизации электронным ударом: при инжекции в колонку 2 пг гексахлорбензола (сканирование в диапазоне от 45 до 350 а.е.м. за 1 с) отношение сигнал/шум на молекулярном ионе с m/z 284 не менее 10/1.
Газовый хроматограф 3800 с детектором электронного захвата, производства фирмы Varian (США), с пределом детектирования не выше 50 пкг/с при инжекции в колонку 20 пкг гексахлорбензола,
Кварцевая капиллярная колонка VF-5 ms (50мх0,25мм 0,25мкм), Varian (США), Кварцевая капиллярная колонка CP-Sil 8СВ for РСВ (50мх0,25ммх0,25мкм), Varian (США), Кварцевая капиллярная колонка CP-Sil 5/С18 СВ for РСВ (100мх0,25ммх0,1мкм), Varian (США), Компьютер с установленным программным обеспечением Saturn Workstation, Varian (США), Компьютер с установленным программным обеспечением Star Workstation, Varian (США),
Автосамплер СР-8200, Varian (США),
Одноканальные пипетки переменного объёма (10-100 мкл, 40-200 мкл, 200-1000 мкл, 1-5 мл) Transferpettor, Brand (Германия), с допустимой относительной погрешностью дозирования по изооктану, гексану, дихлорметану, ундекану не более 2%,
Одноканальные пипетки переменного объёма 10-100 мкл, 40-200 мкл, 200-1000 мкл, 1-5 мл (Ленпипет) по ТУ 9452-001-3318998-95, с допустимой относительной погрешностью дозирования по воде не более 2%,
Весы лабораторные 2 класса точности, с наибольшим пределом взвешивания 200 г и пределом допустимой погрешности до 0,0005 г, по ГОСТ 24104,
Весы лабораторные 2 класса точности, с наибольшим пределом взвешивания 500 г и пределом допустимой погрешности до 0,04 г, по ГОСТ 24104,
Градуировочные растворы ПХБ производства Wellington Laboratories (Канада), IRMM (Бельгия), Restek (США): WP-STK, WP-ISS, WP-LCS, МВР-МХР, PCB-IS-A, WP-STK, BP-MS, ВР-МХМ, TK-BPA-CST, CRM 365, Arochlor 1016/1254 с относительной погрешностью массовой концентрации конгенеров не более 5%,
Стандартные образцы с аттестованным содержанием ПХБ производства IRMM (Институт Референтных Материалов и Измерений, Бельгия): IRMM-446 - свиной жир с аттестованным содержанием маркерных ПХБ, BCR-349 - рыбий жир из печени трески с аттестованным содержанием маркерных ПХБ,
Стандартный образец с аттестованным содержанием ПХБ производства Wellington Laboratories: WMF-01 лиофилизованное мясо карпа с аттестованным содержанием диоксиноподобных ПХБ. Гелий газообразный марки «6.0», ТУ 0271-001-45905715-02, Азот газообразный марки «ОСЧ», ГОСТ 9293, Уголь активированный, (Sigma, С-5385, Германия), Сорбент Bondesil CI8 40mkm, (Varian, 12213012, США), н-Гексан, хч, ТУ 2631-324-44493179-98, Изооктан, (Merck, 4718, Германия), Толуол, осч, ТУ 2631-065-44493179-01, Дихлорметан, хч, ТУ 6-09-2662-77, Метанол, (Merck, 6007, Германия), Серная кислота, хч, ГОСТ 4204, Натрия сульфат безводный, хч, ГОСТ 4166, Силикагель марки 60 (Merck, 1.15101, Германия), Ундекан (Merck, 1.09795, Германия), Тридекан (Эколан, Россия), Пентадекан (Эколан, Россия), Сорбент Hydromatrix (Varian, 198003, США), Изопропанол, ОСЧ, ТУ 6-09-712-76, Октахлорнафталин (Supelco, 44-2725, Германия), Флорисил активированный, (Sigma, F-9127, Германия), Диатомитовая земля, (Sigma, D-3877, Германия),
Отработка условий хроматографического разделения ПХБ
На этапе пробоподготовки предстояло отработать эффективный способ экстракции кормов, кормовых добавок и пищевого сырья, а также достаточной очистки экстрактов для дальнейшего определения ПХБ методами ГЖХ-МС-МС и ГЖХ-ЭЗД. Важными критериями в выборе метода пробоподготовки были: время этапа пробоподготовки, расход растворителей и сорбентов, чистота проб для целей ГЖХ-МС и ГЖХ-ЭЗД.
Предварительные опыты по отработке условий УЭР были сделаны на рыбьем жире из печени трески. В этих опытах оценивалась только конечная чистота экстракта. Результаты опытов подтвердили высокую чистоту проб для метода ГЖХ-ЭЗД. Однако при использовании данной схемы для экстракции рыбы, мяса, субпродуктов, комбикорма, икры, мясокостной муки и особенно рыбной муки данной очистки оказалось недостаточно. Поэтому в дальнейшей работе для разработки оптимальных условий экстракции и очистки использовалась рыбная мука, как наиболее загрязнённая матрица. Выбор данной матрицы не случаен. Рыбная мука широко используется в кормлении животных и является, наряду с рыбьим жиром, главным источником поступления ПХБ в организм животных, а, следовательно, и человека. Кроме того, как показали предварительные исследования, данная матрица является сложной для получения чистых УЭР экстрактов. Основной целью при разработке метода экстракции УЭР было подбор условий экстракции, при которых конечный экстракт использовался для стадии концентрирования без дополнительных стадий очистки. Такой подход обусловлен, прежде всего, необходимостью анализа максимального количества образцов в течение рабочего дня. Минимизация времени пробоподготовки особенно актуальна при широкомасштабных мониторинговых исследованиях. Например, стандартная процедура экстракции в аппарате Сокслета занимает 16-18 часов, что не приемлемо при массовых исследованиях. Деконтаминация стеклянной посуды после экстракции по методу Сокслета занимает также значительное время. Сравнительно часто не полная деконтаминация стеклянной посуды приводит к ложноположительным результатам. Главное преимущество УЭР заключается в значительном сокращении времени экстракции и расходуемого количества реактивов при сохранении эффективности экстракции как в методе Сокслета. Большинство аналитов методом УЭР может быть экстрагировано за 15 - 30 мин. При этом расход растворителей будет минимальным, а процесс экстракции можно совмещать с процессом очистки или селективной экстракции. В разработанных условиях пробоподготовки суммарное время подготовки проб (без учёта времени подготовки среднего образца) при анализе маркерных ПХБ складывается из следующих составляющих: заполнение экстракционной ячейки 10-15 мин., УЭР экстракция 20 мин., упаривание экстракта на ротационном испарителе 6 - 8 мин., концентрирование в токе азота 20 - 25 мин.. Общее время 53 - 68 минут при подготовке одной пробы. Максимальное время занимает концентрирование в токе азота, но на устройстве для упаривания в токе азота можно одновременно концентрировать до 27 проб, что значительно сокращает время пробоподготовки для нескольких образцов. При подготовке проб для анализа диоксиноподобных ПХБ значительное время занимает фракционирование на активированном угле и очистка на силикагеле, импрегнированным серной кислотой. Данная процедура также может быть совмещена для нескольких проб, но суммарное время анализа увеличивается на 1 - 1,5 часа. Отказаться от проведения фракционирования на активированном угле не представляется возможным при использовании стандартных процедур пробоподготовки и даже хроматографического разделения на самых длинных колонках. Реальные экстракты биологических проб значительно богаче коэлюирующими соединениями (рис. 30), чем растворы стандартных образцов ПХБ, используемых для презентации возможностей газожидкостной хроматографии в научных журналах. Однако в настоящее время появилась возможность хроматографического разделения сложных проб СОЗ в течение одного ГХ анализа. Данное направление ГХ получило название двумерной газовой хроматографии (ГХ-ГХ) и анонсировано, как селективный инструмент хроматографического разделения для использования со стандартными ГХ детекторами - ЭЗД и ПИД, а также с времяпролетными масс-спектрометрическими детекторами. Двумерная ГЖХ обеспечивает дополнительное хроматографическое разделение компонентов смеси, которое осуществляется путем использования полярной и неполярной колонок в одном анализе.
Похожие диссертации на Разработка двухуровневой системы контроля полихлорированных бифенилов в кормах и пищевом сырье
