« Cromatografia în strat subțire a concentrațiilor reziduale de pesticide din alimente "

INTRODUCERE

Capitolul 1 Bazele cromatografiei plane (subțiri)

Capitolul 2. Starea și perspectivele utilizării metodelor instrumentale moderne de analiză a pesticidelor

Capitolul 3. Liniile directoare pentru determinarea pesticidelor organoclorurate în apă, alimente, furaje și produse din tutun prin cromatografie într-un strat subțire

Capitolul 4. Proiectare hardware modernă

Literatură

INTRODUCERE

Produsele chimice (insecticide, erbicide, fungicide) sunt folosite pentru fertilizarea solului, controlul buruienilor, insectelor și rozătoarelor și pentru protejarea culturilor de mucegai și mucegai. Cu ajutorul lor, cresc productivitatea, cresc durata de valabilitate a plantelor, se îmbunătățesc aspect fructe, legume și cereale. Astăzi există o gamă de 5.000 de pesticide și 700 de ingrediente chimice. Comparativ cu începutul anilor 40, când pesticidele au fost utilizate pentru prima dată, consumul lor în agricultură a crescut de zece ori, iar pierderile de recolte din cauza pentru că insectele s-au dublat în ultimii 50 de ani. Această statistică pune la îndoială „eficacitatea” pesticidelor. Interesant este că utilizarea pesticidelor a dus la dezvoltarea a 650 de specii de dăunători care sunt rezistente la unele dintre aceste otrăvuri.
În fiecare zi, în jur de 3000 de oameni sunt otrăviți de pesticide în lume. Aceasta reprezintă mai mult de un milion de otrăviri pe an din substanțele chimice care poluează aerul, solul, apa și alimentele. Separat pentru Europa, aceste cifre nu sunt mai puțin șocante. Abia în 2005, țările UE au început să încerce să introducă standarde uniforme în evaluarea pericolului produselor chimice care intră în alimente și o etichetă unică pentru alimente. Se știe că multe pesticide sunt periculoase pentru sănătate și au proprietăți cancerigene, dar totuși cumpărătorul nu poate stabili din etichetă cât de saturat este produsul achiziționat cu aceste substanțe nesănătoase. În țările dezvoltate, consumatorul, în principiu, are de ales - să cumpere produse „organice” (cultivate fără substanțe chimice) sau convenționale. Diferența de preț este destul de semnificativă, iar alegerea produselor „organice” nu este la fel de mare ca și cele convenționale.

Organizație pentru protecție mediu inconjurator admite că din 320 pesticide aprobate pentru utilizare în agronomie, cel puțin 66 -
suspectați de cancerigen. Multe dintre aceste pesticide sunt amestecate cu 1.200 de ingrediente neutre pe care producătorii nu trebuie să le dezvăluie drept „secrete comerciale”. Pentru 800 dintre aceștia, nivelurile de toxicitate nu au fost încă stabilite, fiind suspectate a fi cancerigene. deci este necesar folosiți metode pentru identificarea pesticidelor din alimente.

CAPITOLUL 1. BAZELE CROMATOGRAFIEI PLANARE (STRATURI SUBȚIRI)

Planar (cromatografia în strat subțire

Cromatografia în strat subțire (plan) ocupă unul dintre locurile de frunte în analiza calitativă și semicantitativă a obiectelor complexe naturale, farmaceutice, medico-biologice și chimice. Printre alte metode cromatografice, cromatografia plană se distinge prin următoarele avantaje și caracteristici:

Aceasta este singura metodă cromatografică care permite o analiză completă a unui amestec necunoscut, deoarece cercetătorul are posibilitatea de a verifica dacă componentele neeluate rămân la început;

Depășește gazul și

cromatografie lichidă de înaltă performanță, cel puțin un ordin de mărime; folosește echipamente mai simple și mai ieftine;

Posedă o selectivitate ridicată, care poate fi ușor variată prin alegerea compoziției fazei mobile; spre deosebire de HPLC, nu există restricții privind alegerea solvenților;

Permite separarea simultană a mai multor probe; utilizarea eluției unice sau multiple (în condiții diferite), precum și separarea simultană a componentelor aceluiași eșantion folosind eluenți diferiți;

Este posibilă optimizarea rezoluției

un sistem cromatografic la separarea unui amestec complex numai pentru componentele de interes, ceea ce economisește timp;

Detectarea conexiunilor cu înaltă

sensibilitate și selectivitate, care pot fi ușor variate prin selectarea unui reactiv în curs de dezvoltare; rezultatele separării obținute sunt ușor de evaluat vizual;

puteți salva cromatogramele pentru mai târziu

detectarea și identificarea spectrală

zone cromatografice după separare în orice domeniu de lungimi de undă, inclusiv IR.

cromatografia plană are, de asemenea, unele dezavantaje:

Capacitate de separare limitată datorită lungimii relativ scurte a zonei de separare (3-10 cm);

Sensibilitatea este mai mică decât HPLC;

Dependența rezultatelor analizei de mediu: umiditate relativă, temperatură, precum și prezența poluanților în aer;

Dificultăți în lucrul cu probe cu volatilitate ridicată, precum și cu substanțe sensibile la acțiunea oxigenului atmosferic sau a luminii.

Tehnica de cromatografie în strat subțire clasică, cea mai simplă și utilizată pe scară largă include următoarele operații de bază:

aplicarea probei analizate pe stratul de sorbent;

separarea componentelor probei în zone separate în fluxul fazei mobile;

3) detectarea zonelor de pe stratul de sorbent (adesea un reactiv care formează compuși colorați cu substanțe separate);

4) evaluarea cantitativă a separării obținute, inclusiv determinarea valorii de reținere și determinarea conținutului de substanță în zonele de pe cromatogramă.

Poziția zonei substanței pe cromatogramă este caracterizată de valoarea lui R f, care este egală cu raportul dintre distanța de la linia de pornire la centrul zonei substanței și distanța de la linia de pornire la linia frontală. Valoarea R f este o valoare constantă pentru un compus dat în acest sistem și depinde de o serie de condiții: metoda de eluare, calitatea și activitatea sorbentului, grosimea stratului, calitatea solvenților, cantitatea de substanță aplicată substanța, lungimea traseului solvenților, poziția liniei de pornire și este aproape independentă de temperatură. Această valoare este utilizată pentru a identifica componentele din amestec.

Calitatea separării componentelor amestecului în cromatografia plană este afectată de număr mare factori: tipul camerei de separare; saturația preliminară a camerei și a stratului sorbent cu vapori ai fazei mobile; dimensiunea punctului de plecare; distanța de la începutul până la marginea inferioară a plăcii; umiditatea relativă a camerei de laborator; diametrul și forma medie a particulelor; grosimea și uniformitatea aplicării stratului absorbant; prezența microdeteriorării stratului; tipul de substanță care leagă absorbantul; rata de eluare; volumul solventului din cameră; prezența impurităților în eluent; convecție în faza gazoasă din interiorul camerei.

Pentru a separa amestecurile de substanțe într-un strat subțire de sorbent, se utilizează cromatografia de adsorbție, distribuție și schimb de ioni, care diferă, în primul rând, prin natura interacțiunilor dintre substanțe dizolvate și fazele solide sau lichide cu care vin în contact. În practică, aceste interacțiuni nu apar aproape niciodată în mod izolat, iar separarea substanțelor se datorează mai multor interacțiuni. Atunci când alegeți o opțiune de cromatografie adecvată, în primul rând, ar trebui să acordați atenție structurii substanțelor care trebuie separate. Cu ajutorul cromatografiei de adsorbție și distribuție, substanțele sunt separate, a căror structură diferă prin natura, numărul și natura substituenților polari și nepolari. Atunci când cromatografia într-un strat subțire de sorbent, se folosește cel mai des cromatografia de adsorbție, care este mai ușor de realizat, mai eficientă, iar rezultatele analizei sunt mai reproductibile.

Sorbanți în cromatografie în strat subțire

Materialele care îndeplinesc următoarele cerințe sunt utilizate ca sorbanți în TLC: formează straturi stabile chimic și fizic; nu formează legaturi covalente cu substanțe comune; nu se dizolvă în faza mobilă sau nu se deplasează împreună cu aceasta de-a lungul plăcii; nu conțin componente care interferează cu separarea sau detectarea; nu au propria culoare; nu se umfla sau se micșorează sub acțiunea fazei mobile.

Sticla, folia de aluminiu, filmele de polimer (polietilen tereftalat) sunt utilizate ca substrat pentru absorbant. Pentru a face stratul de sorbent stabil pe substrat, se utilizează diverse lianți: gips (5-10%), silicasol, silicați ai metalelor alcaline, poliacrilamidă, eter poliacrilic, amidon. Adesorului se adaugă adesea un indicator fluorescent pentru a detecta substanțele care se absorb în regiunea UV a spectrului. În acest scop, utilizați: un amestec de silicați de zinc și magneziu; un amestec de sulfuri de zinc și cadmiu; tungstate ale elementelor alcalino-pământoase.

O mare importanță, în special pentru eficiența separării, sunt caracteristicile absorbante, cum ar fi diametrul particulelor, distribuția medie a dimensiunii particulelor și dimensiunea porilor. În cromatografia clasică în strat subțire, particulele cu o dimensiune de 5 - 20 μm sunt utilizate pentru producerea plăcilor. Cromatografia în strat subțire de înaltă performanță (HPTLC) necesită un sorbent cu un diametru al particulelor de 5 - 7 μm. Comparația caracteristicilor plăcilor pentru TLC și HPTLC este dată în Tabelul 22. Sorbanții monolitici reprezintă o nouă generație de faze staționare care pot fi utilizate și obținute în cromatografia plană prin copolimerizarea directă a polimerilor metacrilici, de exemplu, un copolimer de metacrilat de glicină și dimetacrilat de etilenă. Fazele staționare monolitice nu conțin particule, iar suprafața și volumul canalelor de curgere (porii) joacă rolul unui spațiu de separare. Structura macroporosă a sorbanților monolitici conține cel puțin două tipuri de pori: macro- și mezopori. Avantajele unor astfel de purtători constau într-o creștere notabilă a vitezei și eficienței separării, deoarece nu au restricțiile obișnuite de difuzie la transferul de masă interfazic.

Tabelul 1. Comparația caracteristicilor plăcilor pentru cromatografia în strat subțire clasic (TLC) și de înaltă performanță (HPTLC).

Specificații
Dimensiunea medie a particulelor, μm
Grosimea stratului, microni
Numărul de probe
Lungimea traseului frontal al solventului, mm
Timp de separare, min
Cantitatea de solvent, ml
Limita de detectare, ng
absorbţie
fluorescenţă

Principalele tipuri de sorbanți utilizați în TLC

Gel de silice

adsorbant polar, conține grupe silanol și siloxan active, este utilizat pentru separarea compușilor cu polaritate diferită.

Oxid de aluminiu

un adsorbant polar cu o suprafață eterogenă, conține grupe OH active, are proprietăți acceptabile de protoni semnificativ pronunțate; este folosit pentru separarea hidrocarburilor aromatice, alcaloizi, clorhidrocarburi, steroizi

Florosil - principalul silicat de magneziu, ocupă o poziție intermediară între oxidul de aluminiu și silicagelul; potrivit pentru separarea flavonoizilor, steroizilor și a hidrocarburilor acetilate

Poliamide - un grup de sorbenti polari cu amestec

mecanismul de separare: grupul carboxamidă este responsabil pentru mecanismul de adsorbție, unități de metilen - pentru mecanismul de distribuție. Acești sorbanți sunt utilizați pentru a separa coloranții alimentari, flavanoizi, taninuri, nitrofenoli, alcooli, acizi.

Geluri de silice modificate cu grupe altoite (amino, ciano, diol, C 2 -, C g -, C 1g -), diferite prin polaritate.

O caracteristică importantă a absorbantului este activitatea sa; depinde de conținutul de apă și scade odată cu creșterea conținutului de apă din sorbent.

Pentru separarea cu succes a amestecurilor de substanțe, alegerea absorbantului este de o mare importanță. În primul rând, este necesar să procedăm de la separarea proprietăților compușilor: solubilitatea lor (hidrofilicitate, hidrofobie), conținutul și natura grupurilor funcționale. Hidrocarburile saturate sunt adsorbite slab sau deloc pe geluri de siliciu și alumină. INTRODUCERE a legăturilor duble, în special a celor conjugate, crește capacitatea de adsorbție a compușilor.

Grupurile funcționale sporesc în continuare capacitatea de adsorbție a substanțelor. Capacitatea de adsorbție a grupurilor funcționale crește în următoarea ordine:

CH \u003d CH<ОСНз<СООR

Sunt utilizate diferite metode pentru a cuantifica conținutul unei substanțe în zonele cromatografice:

1. Determinarea cu îndepărtarea zonei cromatografice de pe placă se poate efectua în două moduri: prin transferarea zonei cromatografice împreună cu absorbantul sau prin extragerea zonei cromatografice din stratul de sorbent.

2. Determinarea compușilor direct pe placă prin metoda comparării vizuale a dimensiunilor zonelor de pete și a culorii acestora cu parametrii corespunzători de pete ale probelor standard

3. Metoda densitometriei, care mărește precizia rezultatelor determinării, se bazează pe scanarea cromatogramelor în lumină vizibilă și UV folosind densitometre „spectrofotometre cromatografice”. Densitometrele măsoară absorbția luminii de către o substanță pe o cromatogramă în modul de transmisie sau reflexie, precum și fluorescența și stingerea acesteia. Modul de transmisie este disponibil numai dacă substanța testată are o bandă de absorbție în regiunea vizibilă a spectrului. În regiunea U F, înregistrarea în modul de transmisie nu poate fi efectuată din cauza absorbției intrinseci a silicagelului și a substratului cromatogramei.

4. Metoda densimetrului video este o metodă relativ nouă pentru procesarea cantitativă a cromatogramelor. Principiul metodei constă în introducerea unei imagini de cromatogramă într-un computer utilizând o cameră video sau o cameră digitală, urmată de compararea intensităților petelor compușilor standard și determinați. Densitometrul video include o unitate de iluminat, o cameră video cu o placă de captură video sau un scaner și un computer personal cu sistemul de operare Windows și software-ul corespunzător instalat. În Rusia, astfel de complexe sunt produse de Centrul Științific și Tehnic "Lenchrome" (Sankt Petersburg) - densitometrul "DenScan-O4" și "Sorbpolymer" (orașul Krasnodar) densitometrul "Sorbfil". Programul de procesare a datelor cromatografice vă permite să efectuați următoarele funcții: introduceți imagini ale cromatogramelor și salvați-le cu o calitate și o rezoluție ridicate; selectați o zonă de lucru pe imaginea cromatogramei de intrare unde va fi efectuată o prelucrare suplimentară a imaginii; legume și fructe

căutare automată sau manuală a locurilor; pentru a procesa petele, a le converti sub formă de vârfuri cromatografice, pentru a calcula valorile R r și ariile vârfurilor; pentru a măsura conținutul de substanță în punctele analizate (în unități relative); introduceți valorile concentrației pentru curbele de calibrare a clădirilor: prin interpolare liniară; prin aproximare liniară în mai mult de două puncte; interpolare pătratică; calculați automat conținutul de substanță în punctele analizate în funcție de valorile de calibrare introduse; prezentați rezultatele sub formă de documente tipărite. 1-3

Prelucrarea cantitativă a unui spot în videodensitometrie se realizează în funcție de două caracteristici: după zona spotului și „volumul” său în spațiu, cu toate acestea, luminozitatea (intensitatea culorii spot) este utilizată ca a treia coordonată ( Fig. 1).

Figura: 1. Vedere a distribuției spațiale a luminozității în zona spotului:

Ai, j - valoarea nivelului de luminozitate al punctului spot; Bi, j - valoarea nivelului de luminozitate al punctului de pe suprafața de bază.

5. Densitometrie cu un scaner plat cu software pentru procesarea cromatogramelor, care practic nu diferă de programele standard utilizate pentru densitometrele video, dar la un cost semnificativ mai mic. În același timp, scanarea oferă o imagine mai clară a zonelor cromatografice, care poate fi explicată prin influența redusă a iluminării neuniforme a obiectelor analizate decât în \u200b\u200bcazul unui densitometru video.

Cerere pentru rezolvarea problemelor practice. Utilizarea acestora este deosebit de eficientă pentru separarea preliminară (pe clase, grupuri, tipuri de substanțe) a componentelor amestecurilor complexe de poluanți organici ai apei, solului și aerului. Identificarea individuală folosind numai acestea este dificilă din cauza lipsei detectoarelor foarte sensibile și selective, în plus, determinarea componentelor țintă este mai puțin precisă decât în \u200b\u200bcazul GC și HPLC. TLC este adesea utilizat în prima etapă a analizei pentru a separa amestecurile complexe și multicomponente de compuși organici în grupuri separate mai simple și abia apoi se efectuează un studiu mai detaliat al acestor grupuri prin metode „mai fine” (GC, HPLC, RMN, IR sau spectrometrie de masa).

Utilizarea TLC în analiza apei dulci și de mare contaminate deschide posibilități largi de separare pregătitoare, precedând alte metode, separarea impurităților dorite și identificare suplimentară. TLC este folosit pentru a detecta și

determinarea semicantitativă a substanțelor de natură diferită: surfactanți, hidrocarburi, HAP, fenoli, pesticide.

Pentru determinarea agenților tensioactivi neionici în apele reziduale și de râu, se utilizează plăci cu un strat de silicagel sau Kieselgel o. Un extract de cloroform de surfactanți este aplicat pe placă și separat prin utilizarea amestecurilor de acetat de etil: apă: acid acetic ca fază mobilă. Spotul este detectat la pulverizare cu un amestec de: reactiv Burger: acid fosforic: etanol 5% soluție BaCI 2 .2H 2 0 (10: 1: 10: 5). Surfactanții apar ca pete roz. Metoda permite determinarea în apă de la 0,1 la 1,0 mg / l de surfactanți neionici. Surfactanții ionici sunt extrasați din apele uzate în aceste condiții, dar se mișcă împreună cu partea din față a solventului și nu apar.

Multe metode au fost propuse pentru determinarea fenolilor. Clorofenolii sunt separați pe plăci de alumină prin eluare repetată cu benzen sau pe plăci de silicagel prin eluare cu un amestec de benzen și eter de petrol (1: 1). Fenolii sunt determinați prin manifestarea unei soluții de 2% de 4-aminoantipirină (limită de detecție de 0,5 μg / L) sau prin fluorescență la 254 nm (până la 0,5 μg de fenoli). A doua opțiune pentru determinarea fenolilor este separarea sub formă de: antipirină, derivați de 4-aminoantipirină sau cu coloranți p-nitrofenilazo.4-6.

CAPITOLUL 2. STATUL ȘI PERSPECTIVELE UTILIZĂRII METODELOR INSTRUMENTALE MODERNE DE ANALIZĂ A PESTICIDELOR ÎN UCRAINA

Creșterea amplorii și a gamei de utilizare a pesticidelor în practica agricolă continuă să stimuleze dezvoltarea și utilizarea metodelor de chimie analitică a concentrațiilor scăzute de substanțe organice toxice pentru analiza obiectelor de mediu, materiilor prime agricole, furajelor și alimentelor. Determinarea reziduurilor de pesticide în aceste medii nu este independentă, ci este o parte necesară a informațiilor generale pentru realizarea unei evaluări adecvate a riscurilor asociate cu utilizarea pesticidelor. Evaluarea riscurilor în trecut a fost legată în principal de siguranța umană și, din acest motiv, determinarea reziduurilor de pesticide sa concentrat în principal pe materiile prime agricole și pe produse alimentare. În ultimii ani, o creștere a atenției asupra efectului pesticidelor nu numai asupra oamenilor, ci și asupra mediului lor, necesită mult mai multe informații despre reziduurile nu numai ale pesticidelor utilizate, ci și despre produsele distrugerii și metabolismului acestora în diferite medii . Studiul reziduurilor de pesticide include acum toate tipurile de materii prime agricole, furaje și alimente, apă, aer și sol. Acest lucru este combinat cu introducerea preparatelor pesticide cu rate de consum reduse (<10 г/га) требует принципиально новых подходов и методов для идентификации и количественного определения остатков пестицидов в различных средах.

Având în vedere cantitatea de informații care trebuie obținute din analiza diferitelor matrice și medii, procedura de măsurare (MVI) a reziduurilor de pesticide ar trebui să îndeplinească majoritatea sau toate cerințele următoare:

Asigurați o separare fiabilă a analitului de impuritățile care interferează;

Furnizați identificarea fără echivoc a analitului;

Au o limită de cuantificare scăzută;

Au un timp scurt de analiză;

Au un cost redus;

Oferiți un grad rezonabil de acuratețe și acuratețe a rezultatelor;

Asigurați fiabilitatea rezultatelor obținute.

Dorința dezvoltatorilor de metode de a îndeplini aceste cerințe cât mai complet posibil este unul dintre principalele stimulente pentru îmbunătățirea MVI. MVI modern, bazat pe metode instrumentale de analiză, este împărțit în următoarele etape:

Extragerea pesticidelor analizate și a metaboliților acestora;

Purificarea extractului obținut;

Posibilă producție de derivați ai pesticidelor analizate și produse de distrugere și metabolizare a acestora;

Separarea cromatografică

Determinarea (detectarea) analiților.

Metoda de extracție utilizată în MVI ar trebui să asigure extracția cantitativă și selectivă a analiților, adică extragerea maximă a analiților din matricea analizată pe fundalul celei mai mici extracții posibile a substanțelor coextractive (interferente). În caz contrar, va fi necesară o etapă mai complexă de purificare a extractului obținut, care va duce inevitabil la pierderea analiților și la o creștere a erorii generale de analiză. Ca urmare, există o tendință generală astăzi în analiza reziduurilor de pesticide de a utiliza metode de extracție ușor de automatizat, de a reduce numărul de pași manuali și de cantitatea de solvenți organici utilizați și de a permite analiza unui număr mare de probe. Aceste cerințe sunt îndeplinite prin extracția în fază solidă (SPE), care este o alternativă la extracția tradițională lichid-lichid și permite combinarea eșantionării și a concentrației. Utilizarea cartușelor (cartușelor) gata făcute din comerț pentru SPE simplifică foarte mult procedura de pregătire a probelor pentru analiză în comparație cu metodele tradiționale. SPE este utilizat nu numai în analiza apei, ci și în analiza solului, fructelor, legumelor și a altor produse alimentare. Din extrasele acestor matrici obținute folosind solvenți organici polari și nepolari, pesticidele sunt apoi concentrate pe sorbanți moleculari prin interacțiuni dipol-dipol sau prin formarea de legături de hidrogen. În aceste scopuri, se folosesc cartușe umplute cu silicagel, Florisil sau oxid de aluminiu. Am efectuat studii sistematice ale procesului de sorbție dinamică a cantităților de pesticide de diferite clase pe un copolimer macroreticular „hipercruzat” de stiren cu divinilbenzen (polisorb. Ca rezultat al acestor studii, a fost dezvoltată o metodă de absorbție de concentrare folosind cartușe din plastic-concentratoare umplute cu polisorb, care permite determinarea rapidă a pesticidelor apa este cu 1-2 ordine de mărime mai mică decât valorile MPC. Este interesant de observat că în proiectul comun SMT4-CT96-2142 al șapte centre europene de cercetare din Franța, Belgia, Germania, Țările de Jos, Spania și Portugalia, care a început în 1997 și a cărui temă a fost dezvoltarea unei metode pentru determinarea reziduuri multiple de pesticide în apa potabilă folosind SPE, care permite controlul pesticidelor în apă la un nivel de 0,1 μg / l (în conformitate cu cerințele Directivei europene privind apa potabilă 80/778 / CEE), nouă sorbenți de la diferite companii pe baza C18- inversat fază și SDB-1. Ca rezultat al acestor studii, s-a constatat că cel mai potrivit sorbent pentru TFE al pesticidelor din apă a fost SDB-1 - un sorbent pe bază de copolimer de stiren cu divinilbenzen, a cărui eficacitate în aceste scopuri a fost stabilită de noi la începutul anilor 80 ai secolului trecut.

În ultimii ani, pentru extracția pesticidelor din diferite matrice, s-a utilizat extracția sferică a fluidelor critice (SPE), care este considerată o alternativă la extracția convențională lichidă Soxhlet. Fluidele supercritice sunt dioxid de carbon, oxid de azot și amestecuri de dioxid de carbon și oxid de azot cu metanol și toluen. În condiții supercritice (temperatura 40 ° C, presiunea 300 atm), proprietățile de solvatare ale dioxidului de carbon sunt similare cu cele ale freonilor sau hexanului. Unul dintre principalele avantaje ale SFE este că, cu toate acestea, reziduurile diferitelor pesticide și produsele de distrugere și metabolizare a acestora sunt extrase din matricile analizate, care nu sunt extrase prin metode tradiționale, chiar și atunci când extracția se efectuează într-un aparat Soxhlet. Designul hardware SPE face posibilă automatizarea completă a acestui proces. Chimiștii analitici ucraineni care lucrează în domeniul analizei pesticidelor încă nu s-au familiarizat cu acest instrument puternic pentru extragerea reziduurilor de pesticide din sol, material vegetal și țesuturi animale, permițând extragerea unui număr mare de probe. Este deosebit de impresionantă eficiența SPE pentru analiza unor astfel de supertoxicanți precum dibenzodioxinele policlorurate și dibenzofuranii policlorurați.

Ca metodă de purificare a extractelor în analiza reziduurilor de pesticide, cromatografia pe gel este adesea utilizată astăzi, fie ca metodă independentă, fie ca etapă într-o operație de purificare în mai multe etape. Această metodă de purificare este deosebit de eficientă atunci când se analizează matrici care conțin o cantitate mare de lipide. Cea mai mare utilizare pentru această metodă de purificare a fost obținută cu geluri care funcționează în solvenți organici. Au fost dezvoltate instalații automate care permit curățarea unui număr mare de probe fără nici o atenție din partea personalului laboratorului. Eficacitatea acestei metode de curățare a fost demonstrată pentru prima dată de noi în studiile interne pentru purificarea extractelor din orezul care conține erbicide Saturn și prefixul folosind geluri formate din copolimeri slab reticulați ai stirenului cu divinilbenzen, care se umflă bine în low-polar și non-polar solventi organici.

Cromatografia pe gel este un pas indispensabil într-o operațiune de purificare în mai multe etape în dezvoltarea și utilizarea așa-numitelor tehnici multirezidue pentru pesticide. Creșterea numărului de pesticide utilizate și a surselor de intrare a acestora în mediu, materii prime agricole și produse alimentare duce la o creștere semnificativă a volumului cercetărilor chimice analitice. Bineînțeles, este neprofitabil din punct de vedere economic și incomod să se utilizeze un MVI separat pentru a determina fiecare pesticid din fiecare matrice analizată. Mult mai atractive sunt astfel de abordări metodologice care permit acoperirea întregii cantități de pesticide utilizate în practica agricolă de mai multe IMV. Această abordare are o serie de avantaje importante: în primul rând, timpul total de analiză este semnificativ redus; în al doilea rând, numărul total de pesticide și metaboliții acestora care poate fi determinat prin aceste metode crește dramatic și, în al treilea rând, aceste metode pot fi rapid adaptate, dacă este necesar, la noile matrice analizate și la noile pesticide. În prezent, în străinătate, pentru a controla conținutul de pesticide, se utilizează numai metode de determinare a mai multor reziduuri de pesticide, care fac posibilă determinarea într-un eșantion de materii prime agricole, produse alimentare, apă, sol sau aer a aproape tuturor pesticidelor care sunt utilizate în practica agricolă. De exemplu, metoda de determinare a reziduurilor multiple AOAC 990.06 permite determinarea a 29 de pesticide organoclorurate într-o probă de apă potabilă. Metoda de determinare a reziduurilor multiple AOAC 991.07 este destinată determinării a 44 de pesticide cu azot și organofosfor într-o probă de apă potabilă. Metoda de testare a reziduurilor multiple a Ministerului Sănătății din Germania S 8 este concepută pentru a determina 91 de pesticide cu clor, fosfor și triazină într-un eșantion de fructe sau legume. Metoda de determinare a mai multor reziduuri S 19 (Germania) permite determinarea a 220 de pesticide care conțin clor, fosfor și azot într-o singură probă de sol. Metodologia proiectului european SMT4-CT96-2142 permite determinarea a 38 de pesticide într-un eșantion de apă potabilă, care sunt prioritare pentru țările care au dezvoltat metodologia.

Din păcate, în Ucraina până în prezent, în dezvoltarea MVI conceput pentru a controla conținutul de reziduuri de pesticide, se folosește o abordare care a fost formată în intestinele Comisiei de stat pentru produse chimice pentru controlul dăunătorilor, bolilor plantelor și buruienilor din fosta URSS și constă în necesitatea dezvoltării unui metode pentru fiecare pesticid și fiecare matrice analizată. Această dezvoltare se bazează pe metodele prezentate de dezvoltatorul preparatului pentru pesticide împreună cu un raport privind validarea metodelor prezentate de un laborator independent și rezultatele testelor de teren pentru determinarea reziduurilor de pesticide din culturi, sol, apă și aer din zona de lucru. Compania-dezvoltator al preparatului pentru pesticide prezintă aceste metode numai pentru a fi supus procedurii de înregistrare de stat a pesticidului în Ucraina pentru a arăta că datele privind reziduurile de pesticide din culturi, sol, apă și aer din zona de lucru, pe care compania le reprezintă, au fost obținute folosind metode validate. Astfel, IMV-urile furnizate de dezvoltatorul preparatului pentru pesticide servesc numai în scopul înregistrării de stat a pesticidului și nu sunt MVI, cu ajutorul cărora conținutul reziduurilor de pesticide din materiile prime agricole, produsele alimentare și obiectele de mediu este monitorizat în țara care a dezvoltat preparatul pentru pesticide. Prerogativa dezvoltării IMV-urilor, concepută pentru a controla conținutul de reziduuri de pesticide în diferite medii, în străinătate este atribuită nu producătorilor de preparate pesticide, ci ministerelor și departamentelor care sunt responsabile pentru una sau alta zonă de control. De exemplu, în Statele Unite, acestea sunt Agenția pentru Protecția Mediului (EPA) și Food and Drug Administration (FDA).

Astfel, pentru a dezvolta o strategie modernă de utilizare a MVI pentru determinarea reziduurilor de pesticide din Ucraina, este necesar să se facă o distincție clară între MVI, care este necesar în scopul înregistrării de stat a pesticidelor, și MVI, care sunt destinate supravegherii sanitare și epidemiologice de stat asupra utilizării pesticidelor. În scopul înregistrării de stat a pesticidelor, următoarea abordare a dezvoltării MVI este justificată economic și metodic: un pesticid - o cultură / mediu - un MVI. Dezvoltarea unor astfel de IMV se bazează pe metodele prezentate de companiile care dezvoltă preparate pentru pesticide. MVI-urile dezvoltate în acest mod sunt utilizate pentru a determina reziduurile de pesticide din materiile prime agricole, sol, apă și aer din zona de lucru numai în timpul testelor de preînregistrare a pesticidelor. În scopul supravegherii sanitare și epidemiologice de stat asupra utilizării pesticidelor, desigur, este necesar MVI, a cărui dezvoltare se bazează pe principiul determinării mai multor reziduuri de pesticide într-un eșantion. Utilizarea unui astfel de MVI va reduce semnificativ atât costul dezvoltării acestora, cât și efectuarea ulterioară a supravegherii sanitare și epidemiologice asupra utilizării pesticidelor. În prezent, se examinează problema reluării funcționării sistemului de monitorizare a pesticidelor, care la un moment dat (1984-1991) a fost dezvoltat la VNIIGINTOKS (acum Institutul de Ecohigienă și Toxicologie numit după L.I. Medved) și introdus în practica rețelei de stații sanitare și epidemiologice a Ministerului Sănătății din Ucraina. ... O astfel de monitorizare ar trebui să se bazeze numai pe metode de determinare a mai multor reziduuri de pesticide. Am analizat aspectele chimice și analitice ale funcționării anterioare a unui sistem unificat de monitorizare a reziduurilor de pesticide din materii prime agricole, produse alimentare și obiecte de mediu, am prezentat modalități de modernizare a acestui sistem și abordări metodologice pentru dezvoltarea metodelor de determinare a mai multor reziduuri de pesticide din fructe, legume și apă.

Metodele cromatografice continuă să fie principalul instrument în chimia analitică a pesticidelor. În ceea ce privește ratele de dezvoltare, primele locuri dintre ele sunt ocupate de cromatografia gazoasă capilară (GC), cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC) și cromatografia gazoasă-spectrometria de masă (GC / MS, LC / MS). GC capilar nu are nicio alternativă în dezvoltarea metodelor de determinare a mai multor reziduuri de pesticide.

Un număr de pesticide utilizate în agricultură în Ucraina nu poate fi supus determinării cromatografice directe a gazelor datorită volatilității lor scăzute sau a stabilității termice insuficiente. Pentru a face posibilă determinarea acestor compuși utilizând GC, aceștia sunt convertiți în diverși derivați. O astfel de operație crește de obicei volatilitatea și reduce adsorbția compușilor cromatografiți pe suporturi solide, crește stabilitatea lor termică și îmbunătățește separarea. În unele cazuri, cu toate acestea, se obține o creștere semnificativă a sensibilității de detecție a derivaților obținuți. Toate acestea fac obiectul cromatografiei gazelor reactive. Pentru prima dată în studiile domestice, am arătat eficacitatea utilizării cromatografiei gazelor de reacție în analiza pesticidelor folosind exemplul determinării cantităților reziduale de erbicide - derivați ai acizilor fenoxialcanocarboxilici (2,4-D, 2,4-DM) din alimente. De atunci, metoda de cromatografie a gazelor de reacție a fost utilizată pe scară largă în laboratoarele Institutului în timpul testelor de stat ale pesticidelor și în implementarea expertizei sanitare și igienice de stat.

Metoda HPLC a demonstrat anumite avantaje în determinarea comună a pesticidelor și a metaboliților acestora într-o singură probă. Acest lucru este valabil mai ales pentru acele pesticide care nu pot fi detectate de GC datorită instabilității lor termice, polarității ridicate și volatilității scăzute. Utilizarea HPLC în analiza pesticidelor face posibilă renunțarea la operația laborioasă de obținere a derivaților. Institutul a fost unul dintre primii din Ucraina care a început să utilizeze această metodă pentru determinarea pesticidelor. În prezent, HPLC este o metodă de analiză de rutină în multe laboratoare ale Institutului. Această metodă este folosită în special pe scară largă atunci când se efectuează examinarea sanitară și igienică de stat a produselor alimentare.

La enumerarea metodelor cromatografice care sunt utilizate în analiza reziduurilor de pesticide, nu se poate să nu menționăm metoda cromatografiei în strat subțire (TLC), care a fost descoperită în 1938 de oamenii de știință ucraineni N.A. Izmailov și MS Schreiber. TLC semicantitativ este încă o metodă ieftină și eficientă de separare, identificare și determinare semi-cantitativă a reziduurilor de pesticide. Este versiunea semicantitativă a TLC care a jucat un rol important în formarea serviciului chimico-analitic al Ministerului Sănătății din Ucraina pentru a controla conținutul de reziduuri de pesticide din alimente și obiecte de mediu, când metodele GC și HPLC nu erau încă disponibile pentru utilizare pe scară largă. Acest lucru s-a datorat în mare parte muncii desfășurate în interiorul zidurilor Institutului. În prezent, TLC în analiza reziduurilor de pesticide este utilizat în principal ca metodă analitică alternativă pentru a confirma identificarea corectă a pesticidelor obținute folosind metodele GC și HPLC. TLC este, de asemenea, un instrument de neînlocuit în analiza reziduurilor de pesticide, atunci când este necesar să se verifice un număr foarte mare de probe alimentare sau obiecte de mediu pentru prezența pesticidelor. În astfel de cazuri, se aplică de obicei o metodologie de screening. Toate probele care au dat o reacție „pozitivă” sunt apoi examinate printr-o metodă instrumentală mai specifică (GC, HPLC, GC / MS, LC / MS), în timp ce toate rezultatele negative ale screening-ului sunt luate ca finale fără nicio verificare. Institutul are un set de echipamente pentru TLC cantitativ (KAMAG, Germania). Cu toate acestea, perspectivele utilizării ulterioare a TLC în analiza pesticidelor ar trebui asociate în primul rând cu o versiune semicantitativă a acestei metode. Nu există nicio alternativă la aceasta.

Fiecare etapă a utilizării pesticidelor în practica agricolă mondială de la sfârșitul anilor 40 ai secolului trecut până în prezent poate fi caracterizată prin propriile sale probleme chimice și analitice. Cu toate acestea, o problemă în analiza reziduurilor de pesticide rămâne neschimbată - necesitatea de a reduce în mod continuu limita cuantificării (LOQ) a pesticidelor. Realizarea unor limite de cuantificare foarte mici atunci când se utilizează MVI este însoțită de o scădere a nivelului de fiabilitate (fiabilitatea identificării) a rezultatului analizei. Adesea, pentru a atinge limite de cuantificare foarte scăzute, este necesar să se utilizeze o procedură complexă de purificare în mai multe etape și o etapă derivată pentru a putea utiliza detectoare foarte selective și foarte sensibile (ECD, TID). Mai mult, acest lucru este însoțit inevitabil de pierderea analitului în timpul acestor operațiuni, ceea ce duce la o creștere a erorii de analiză. În plus, contribuie și variabilitatea compoziției matricei analizate de la eșantion la eșantion. În acest sens, un chimist analitic nu poate satisface întotdeauna dorința unui igienist și toxicolog de a avea un MVI cu limite foarte mici de determinare cantitativă datorită capacităților tehnice ale instrumentelor utilizate și a limitărilor metodologice ale MVI în curs de dezvoltare. Atunci când dezvoltă un MVI, chimistul analitic ar trebui să se concentreze nu numai pe atingerea unor limite de cuantificare scăzute pentru pesticidele analizate, dar fără a trece cu vederea aspectele mai importante ale analizei reziduurilor de pesticide: fiabilitatea identificării și reproductibilitatea rezultatelor. Se știe că astăzi în Ucraina, în unele culturi agricole și produse alimentare, conținutul de pesticide nu este permis (așa-numitele toleranțe zero) sau se află la nivelul de detectare (limita de detectare, LOD), adică orice reziduuri de pesticide detectabile sunt considerate inacceptabile. Pentru astfel de cazuri, fiabilitatea identificării pesticidului este de o importanță capitală și nu determinarea cantitativă exactă a conținutului acestuia, întrucât însuși faptul detectării unui pesticid stă la baza interzicerii utilizării materiilor prime agricole sau a alimentelor. În aceste cazuri, utilizarea unei variante semi-cantitative TLC este destul de justificată, cu condiția ca, cu toate acestea, să se realizeze o identificare fiabilă a pesticidului determinat.

Realizând importanța în analiza reziduurilor de pesticide sunt probleme legate de îmbunătățirea fiabilității identificării compușilor care sunt determinați, am întreprins studii sistematice pentru a studia interacțiunile intermoleculare ale pesticidelor care conțin clor și azot sub cromatografie cu gaze și lichide. În același timp, a fost stabilită pentru prima dată existența unor dependențe de corelație între parametrii de reținere a membrilor seriilor omoloage de sorbați obținuți utilizând metode cromatografice cu diferite mecanisme de sorbție. Eficacitatea utilizării unor astfel de dependențe pentru a îmbunătăți fiabilitatea identificării pesticidelor a fost demonstrată de exemplul seriilor omoloage de acizi cloralcanecarboxilici și clorofenoxiacancarboxilici și esterii acestora, clorofenoli, feniluree substituite, nitrofenoli și compuși nitrofenolici, acizi benzoici substituiți, acid sim-triazinic și esterocarbamic. nouă

Capitolul 3. LINII DIRECTIVE PENTRU DETERMINAREA PESTICIDELOR ORGANOCHORGANICE ÎN APĂ, PRODUSE ALIMENTARE, ALIMENTE ȘI PRODUSE DIN TABAC PRIN CROMATOGRAFIE ÎNTR-UN STRAT SUBȚIR

Această tehnică a fost testată și recomandată ca grup oficial de experți în cadrul Comisiei de stat pentru produse chimice pentru combaterea dăunătorilor, bolilor plantelor și buruienilor din cadrul Ministerului Agriculturii al URSS.
Aceste Liniile directoare se aplică la determinarea conținutului de DDT, DDE, DDD, hexocloran, aldrin, celtan, heptaclor, metoxiclor, dactal, tedionă și eter sulfonat în apă, sol, vin, legume, fructe, ciuperci, cereale, furaje mixte, culturi de rădăcină și cuvă și pește, carne, produse din carne, organe interne, lapte și produse lactate, grăsimi animale, unt și uleiuri vegetale, prăjituri cu ulei, făină, coji, miere, zahăr, ouă și produse din ouă, precum și în produsele din tutun.

Principiul metodei. Metoda se bazează pe cromatografia pesticidelor care conțin clor într-un strat subțire de alumină, silicagel sau plăci de Silufol în diferite sisteme de solvenți mobili după extragerea lor din probele testate și purificarea extractelor. Solventul mobil este n-hexan sau n-hexan amestecat cu acetonă. Locurile de localizare a medicamentelor se găsesc după pulverizarea plăcilor cu o soluție de amoniac de argint, urmată de iradiere ultravioletă sau după iradiere cu lumină ultravioletă a plăcilor Silufol care conțin o-tolidină.

Reactivi și soluții

Reactiv acetonic, GOST 2603-71

Reactiv pentru apă de amoniac, GOST 3760-64

Oxid de aluminiu 2 linguri. activitate pentru cromatografie, h, MRTU 6-09-5296-68. Cerneti printr-o sita de 100 de ochiuri.

Oxid de aluminiu, impregnat cu acid sulfuric. Două părți în greutate de oxid de aluminiu (sau oxid de siliciu) sunt plasate într-un mortar de porțelan, turnate cu o parte volumică de acid sulfuric și amestecate bine. Amestecul este preparat imediat înainte de prepararea coloanelor pentru purificarea extractelor din probe de făină, tort, coajă

Benzen de tip reactiv, GOST 5955-68

N-hexan h, MRTU 6-09-2937-66

Calitate analitică oxalat de potasiu, GOST 5868-68

Sulfat de calciu de tip reactiv, GOST 3210-66. Se usucă 6 ore într-un cuptor la 160 de grade. C. Cerneti printr-o sita de 100 de ochiuri.

Oxid de siliciu pentru fosfor, h, MRTU 6-09-4875-67

Sulfat de sodiu anhidru h, GOST 4166-66

Carbonat de sodiu acid chimic pur, GOST 4201-66, 0,5 N. soluţie

Clorură de sodiu chimic pură, GOST 4233-66, soluție saturată

Eter de petrol (temperatura de fierbere 40 - 70 grade)

Peroxid de hidrogen pur chimic (soluție apoasă 30%), GOST 10929-64

Reactivi în curs de dezvoltare:

Reactiv de dezvoltare nr. 1. 0,5 g azotat de argint se dizolvă în 5 ml apă distilată, se adaugă 7 ml amoniac și volumul soluției este ajustat la 100 ml cu acetonă; La soluția finită se pot adăuga 0,2 ml de peroxid de hidrogen. Soluția trebuie păstrată într-un balon cu dop la sol într-un loc întunecat timp de 3 zile. O placă de 9 x 12 cm necesită 8-10 ml de soluție. Reactivul de dezvoltare N 2. 0,5 g azotat de argint se dizolvă în 5 ml apă distilată, se adaugă 10 ml 2-fenoxietanol și se ajustează volumul soluției la 200 ml cu acetonă, apoi se adaugă 6 picături de peroxid de hidrogen 30%.

Azotat de argint de calitate reactiv, GOST 1277-63

Acid sulfuric h, GOST 4204-66

Silica gel ASK (uzina chimică Voskresensk, regiunea Moscovei)

Silice gel KSK, cernut printr-o sită de 100 de ochiuri.

Mostre standard:

DDT, DDD, DDE, aldrin, izomeri HCCH, heptaclor, metoxiclor, celtan, eter sulfonat, dactal, grad de reactiv tedione.

Soluții standard: 10 mg de pesticid adecvat se dizolvă într-un balon volumetric de 100 ml în n-hexan și se completează până la semn cu acest solvent. Păstrați soluțiile standard în recipiente de sticlă cu dopuri la sol în frigider.

Lână de sticlă, curățată cu conc. acid sulfuric, spălat cu apă distilată și o-Toledin h uscat, MRTU 6-09-6337-69, soluție 1% în acetonă 2-fenoxietanol

Alcool etilic, rectificat, TU 19-11-39-69

Reactiv pentru cloroform, GOST 200-15-74

Tetraclorură de carbon, chimic pură, GOST 20228-74

Eter etilic (pentru anestezie), Farmacopeea URSS

Sulfat de sodiu, soluție apoasă 2%

Sulfat de sodiu, soluție saturată

2.4. Aparate și ustensile

Apă de baie, TU 64-1-2850-76

Evaporator rotativ sub vid, IR TU 25-11-310-69 sau un dispozitiv pentru curățarea solvenților, MRTU 25-11-67-67

Pâlnii chimice, dia. 6 cm, GOST 86-13-64

Pâlnii separate, capacitate 100, 250, 500 ml, GOST 10054-75

Pâlnii Buchner, GOST 9147-69

Omogenizator sau polizor de țesuturi

Cabină de pulverizare, TU 25-11-430-70

Cameră de cromatografie, dimensiuni 150 x 200, 105 x 165 mm, GOST 10565-63

Baloane Bunsen, TU 25-11-135-69

Flacoane volumetrice, cu o capacitate de 50, 100 ml, GOST 1770-74

Flacoane NSh, cu o capacitate de 100, 250, 500 ml, GOST 10394-63

Flacoane cu fund rotund NSh, cu o capacitate de 150, 250, 500 ml, GOST 10394-63

Micropipete, GOST 1770-74 (pentru aplicarea soluțiilor standard)

Eșantionează pipete sau seringi

Pipete cu o capacitate de 1, 5, 10 ml, GOST 1770-74

Dispozitiv de agitare, MRTU 2451-64

Plăci de sticlă 9 x 12, 13 x 18 cm

Pulverizatoare de sticlă pentru pulverizarea plăcilor

Sita 100 ochiuri (diametrul orificiului 0,147 mm)

Coloane cromatografice de sticlă (diametru - înălțime), 20 x 400, 15 x 150

Lampă cuarț mercur

Cilindri de măsurare cu o capacitate de 25, 50, 100, 250, 500 ml, GOST 1770-74

Pahare de evaporare N 3, N 1, GOST 9147-69

Pregătirea plăcilor de cromatografie

Se spală bine cu un amestec de crom, soluție de sodă, apă distilată și o farfurie uscată, se șterge cu alcool etilic sau eter și

acoperit cu o masă de sorbție. Masa este pregătită după cum urmează:

a) 50 g cernut printr-o sită de 100 ochiuri. oxidul de aluminiu se amestecă într-un mortar de porțelan cu 5 g de sulfat de calciu, se adaugă 75 ml

apă distilată și se amestecă într-un mortar sau balon până se formează o masă omogenă. Pe o placă de 9 x 12 cm, se aplică 10 g din masa de sorbție (20 g pe o placă de 13 x 18 cm) și, agitând, distribuite uniform pe întreaga placă. Plăcile se usucă la temperatura camerei timp de 18 - 20 de ore, le puteți usca timp de 20 de minute la temperatura camerei și apoi 45 de minute într-un cuptor la 110 grade. C.

b) 35 g silicagel KSK, cernut printr-o sită de 100 de ochiuri, se amestecă cu 2 g sulfat de calciu și 90 ml apă distilată și se agită într-un mortar sau balon până se omogenizează. Se aplică pe plăci și se usucă așa cum este descris mai sus. O portie este pentru 10 farfurii.

Dacă plăcile cu un strat subțire de silicagel se întunecă după iradiere cu lumină UV, silicagelul trebuie curățat de impurități înainte de utilizare. Pentru a face acest lucru, silicagelul se toarnă timp de 18 - 20 de ore cu acid clorhidric diluat (1: 1), acidul se scurge, silicagelul se spală cu apă și se fierbe într-un balon cu fund rotund timp de 2 - 3 ore cu acid azotic diluat (1: 1), se spală cu apă curentă de la robinet, apoi cu apă distilată. până când apa de spălare este neutră, se usucă la cuptor timp de 4 - 6 ore la o temperatură de 130 de grade. Silica gelul este zdrobit și cernut printr-o sită de 100 de ochiuri.

Plăcile de cromatografie Silufol UV-254 fabricate în Cehoslovacia sunt impregnate cu o-tolidină înainte de utilizare. Pentru a face acest lucru, fiecare placă este scufundată 0,5 cm într-o soluție 0,1% de o-tolidină în acetonă, turnată într-o cameră de cromatografie. După ce partea frontală a solventului se ridică la marginea superioară a plăcii, îndepărtați-o și uscați-o la aer, evitând lumina directă a soarelui. După aceea, plăcile sunt gata de utilizare. Plăcile impregnate cu o-tolidină sunt depozitate într-un desicator. Folosit pentru analiza furajelor.

Plăci Silufol UV-254 produse în Cehoslovacia spălat cu apă distilată într-o cameră cromatografică, uscat în aer și activat imediat înainte de utilizare într-un cuptor de uscare la o temperatură de 65 de grade. în decurs de 4 minute. Pregătirea coloanelor cromatografice pentru purificarea extractelor

Coloana cromatografică pentru îndepărtarea grăsimii din lapte. Lână de sticlă sau 500 mg de lână degresată se plasează în partea de jos a coloanei cromatografice (20 x 400 mm). Apoi ASK silicagel (75 ml pentru purificarea extractelor din probele de grăsime de porc și 70 ml pentru toate celelalte probe) este turnat în coloană și silicagelul este compactat prin atingere pe coloană. Coloana este spălată cu 50 ml de n-hexan sau eter de petrol și solventul trecut prin ea este aruncat. După aceea, coloana este gata pentru purificarea cromatografică a extractelor din probe de pește, carne și produse din carne, lapte și produse lactate, miere, ouă etc.

Coloană cromatografică pentru purificarea extractelor din probe de făină (care nu sunt îmbogățite cu lipide) și coji.

Coloana cromatografică este umplută la o înălțime de 1 cm cu vată de sticlă, apoi alumină cernută (I) cu un strat de 2,5 cm sau oxid de siliciu - 3,5 cm este introdus în coloană. Apoi, bulgări de oxid de aluminiu (siliciu) înmuiat în acid sulfuric sunt turnate în coloană fără tamponare , înălțimea stratului (II) este de 2,5 cm. Fiecare strat este spălat succesiv cu hexan (20-30 ml în total).

Pentru analiza prăjiturilor cu ulei și a făinii îmbogățite cu lipide, stratul de alumină trebuie mărit la 5 cm (I) și respectiv 3 cm (II), în cazul oxidului de siliciu - 6 cm (I) și 3 cm (II).

Apă, vin. O probă de 200 ml este plasată într-o pâlnie separatoare și pesticidele sunt extrase prin agitare timp de 3 minute cu n-hexan sau eter de petrol în trei porțiuni de câte 30 ml fiecare sau cu dietil eter în trei porțiuni de 50 ml. Extractele combinate sunt turnate cu 10 g sulfat de sodiu anhidru sau filtrate printr-o pâlnie umplută cu 2/3 sulfat de sodiu. Extractele sunt transferate într-un separator de solvent și solventul este distilat până la un volum de 0,2 - 0,3 ml. Dacă este necesar, extractul se curăță cu acid sulfuric.

Legume fructe. 20 g de probă zdrobită sunt plasate într-un balon cu dop de sol și pesticidele sunt extrase de trei ori timp de 15 minute pe un aparat de agitare cu n-hexan sau eter de petrol în porțiuni de 30 ml. Extractele combinate sunt uscate cu sulfat de sodiu anhidru, transferate într-un aparat pentru distilarea solvenților, solventul este distilat la un volum de 0,2-0,3 ml și aplicat pe o placă.

Cereale, ciuperci. Din probele zdrobite, se iau 20 g de boabe, 50 g de crude sau 10 g de ciuperci uscate și se pun în baloane cu dopuri la sol. Extracția pesticidelor se efectuează de trei ori pe un agitator cu n-hexan sau eter de petrol în porții de 30 ml. Extractele combinate sunt transferate într-o pâlnie separatoare, se adaugă 10 ml de soluție saturată de sulfat de sodiu anhidru în acid sulfuric și se agită ușor de mai multe ori. Separați stratul organic și repetați tratamentul până când acidul devine incolor. Extractul este spălat cu apă distilată, uscat cu sulfat de sodiu anhidru și solventul este îndepărtat prin distilare.

Mere, varză, iarbă, fân. 20 g de mere tocate, 20 g de varză, 40 g de iarbă și 20 g de fân se toarnă în 100 ml de acetonă într-un balon cu dop de sol. Se agită timp de 2 - 3 minute, se adaugă 20 ml de apă distilată și se răcește pe gheață timp de 30 de minute. Extractul este turnat și filtrat la rece, extracția se repetă. Acetona este îndepărtată prin distilare din extractele combinate de apă-acetonă și preparatele sunt extrase din reziduul apos cu n-hexan în trei porțiuni de câte 10 ml fiecare timp de 10 minute. Extractele de hexan sunt purificate cu acid sulfuric saturat cu sulfat de sodiu anhidru. Uscat cu sulfat de sodiu anhidru. Solventul este distilat până la un volum mic și aplicat pe o placă. Dacă purificarea este incompletă (după evaporarea solventului, rămâne un strat alb pe balon), extractul este evaporat uscat, reziduul este spălat cu acetonă rece de 3 ori în porțiuni de 0,2 ml și aplicat imediat pe o farfurie.

Feed compus. Pentru cercetare, luați o probă de 40 g, umeziți-o într-un balon cu 60 ml apă distilată. Proba umezită se lasă peste noapte într-un balon închis cu dop. Extracția pesticidelor se efectuează de două ori cu 50-100 ml dintr-un amestec de hexan - acetonă 1: 1 cu agitare timp de 2 ore. Extractele sunt combinate într-o pâlnie de separare de 500 ml, se adaugă de două ori 50 ml de apă distilată și, după separarea straturilor, stratul apos inferior este turnat într-o altă pâlnie de separare și pesticidele sunt extrase cu 40 ml de hexan. Stratul apos este decantat. Extractele de hexan sunt combinate, filtrate printr-o pâlnie cu un filtru de hârtie umplut la 2/3 cu sulfat de sodiu anhidru. Extractele sunt evaporate pe un evaporator rotativ la un volum de 20 - 30 ml sau uscat, apoi reziduul uscat este dizolvat în 20 - 30 ml de hexan sau eter de petrol. Extractul este transferat într-o pâlnie de separare și purificat cu acid sulfuric așa cum s-a descris mai sus.

Masă, coajă, tort. Porții cântărite: 15 g masă sau tort îmbogățit cu lipide; 20 g de masă sau coji neîmbogățite cu lipide sunt împărțite în părți egale și plasate în baloane cu o capacitate de 100-250 ml cu dopuri de sol, umplute cu hexan (trei volume de hexan pe o parte de greutate de masă), agitate pe un agitator timp de 30 de minute. Extractul este filtrat printr-o pâlnie Buchner fără a transfera precipitatul în pâlnie. Cantitatea specificată de hexan este revărsată în balon, agitată timp de 30 de minute, filtrată, precipitatul este transferat cantitativ într-o pâlnie Buchner folosind 30 ml hexan (de 3 ori 10 ml). Extractul rezultat este evaporat la 30 ml pe un evaporator rotativ sau într-un flux de aer la o temperatură care nu depășește 40 de grade, restul este împărțit în două părți egale și plasat în congelatorul frigiderului timp de 1 oră (nu mai puțin). Fiecare porțiune este trecută printr-o coloană separată de alumină la o rată de 2 ml / minut, se spală balonul și coloana cu 50 ml dintr-un amestec răcit de eter etilic și hexan (15:85). Această operațiune trebuie efectuată fără întrerupere, fără a pleca a doua zi. Extractele purificate sunt combinate și evaporate la un volum de 1 ml. Restul balonului este transferat cantitativ cu o micropipetă folosind un bec de cauciuc într-un tub de 1 ml, balonul și micropipeta sunt spălate de 2-3 ori cu o cantitate mică de hexan (0,3 - 0,5 ml în total), turnându-l în aceeași eprubetă. Hexanul este apoi evaporat cu atenție din eprubetă într-o baie de apă la 50 ° până la aproape uscare (volum final aprox. 2 - 3 picături). Dacă volumul total al extractului și al lichidului de spălare depășește 1 ml, atunci extractul este mai întâi evaporat, adăugându-se treptat lichidul de spălare. Dacă există un precipitat alb, ca unguent, în extractul eliminat, adăugați 5-6 picături de hexan în eprubetă și puneți-l în frigiderul congelator timp de 15-20 de minute, apoi decanați de două ori cu aceeași cantitate de hexan și evaporați-l din nou până la un volum final de 2 până la 3 picături.

În paralel cu probele de testare, sunt pregătite două extracte model. Fiecare extract este obținut dintr-un gram de masă fără pesticide (raportul dintre substanța uscată și pesticid este același ca în probele studiate). Într-unul dintre extracte, înainte de purificare pe coloane, pesticidele determinate sunt adăugate cu o microsiringe (micropipetă) în cantitate de 3 μg, în cealaltă - 0,75 μg. Testul evaporat și extractele model sunt aplicate cantitativ pe placă folosind o micropipetă sau o microseringă, spălând eprubeta de trei ori cu o cantitate mică de hexan.

Pește, carne și produse din carne. Carnea, produsele din carne sunt trecute printr-o mașină de tocat carne. Peștele este curățat de solzi, organe interne și, de asemenea, trecut printr-o mașină de tocat carne. O probă de 20 g este amestecată cu sulfat de sodiu anhidru și plasată într-un balon cu dop de sol. Pesticidele sunt extrase de două ori cu un amestec de hexan - acetonă sau eter de petrol - acetonă într-un raport 1: 1 în porțiuni de 50 ml timp de 1,5 ore cu agitare.

Extractul este filtrat printr-o pâlnie cu un filtru de hârtie umplut la 2/3 cu sulfat de sodiu anhidru, apoi solventul este distilat, reziduul uscat este dizolvat în 20 ml de n-hexan și introdus într-o coloană cu silicagel ASA. După absorbția extractului în absorbant, pesticidul este eluat cu 110 ml dintr-un amestec de benzen și hexan într-un raport de 3: 8 în porțiuni de 25 - 30 ml. Eluatul este colectat într-un balon cu fund rotund, cu o secțiune subțire, cu o capacitate de 250-300 ml. La 10 minute după ce ultima porție de solvent a fost absorbită, sorbentul este stors cu o pere. Eluatul este distilat până la un volum de 0,1 ml și aplicat pe o placă cromatografică.

În cazul în care probele de carne sau pește conțin o cantitate mare de grăsime, după evaporarea primului extractant (un amestec de acetonă cu hexan) și dizolvarea reziduului uscat în hexan, extractul de hexan trebuie purificat cu acid sulfuric, urmat de purificarea coloanei, așa cum este descris mai sus.

Grăsime animală, ouă, ouă praf. Grăsimea este zdrobită într-o mașină de tocat carne, pulberea de ouă este bine amestecată, ouăle sunt separate de gălbenuș, gălbenușul și albul sunt cântărite și numai gălbenușul este luat pentru analiză. Rezultatul final pentru conținutul de pesticide organoclorurate în ou este pentru întregul ou. Se amestecă bine gălbenușul. 25 g din proba preparată se toarnă în 50 ml de acetonă, se amestecă și se încălzește într-o baie de apă fierbinte până când fierbe solventul. Balonul este răcit, se adaugă 10 ml soluție răcită de sulfat de sodiu 2%, agitat și răcit timp de 45 de minute într-o baie de gheață. Apoi stratul de acetonă este turnat într-un balon cu fund rotund printr-un strat de vată degresată. Extracția cu acetonă urmată de înghețarea grăsimilor se repetă de încă două ori. Acetona este distilată din extractele combinate pe un evaporator rotativ sau într-un separator de solvenți (temperatura băii nu mai mult de 70 grade +/- 2 grade) și se extrage de trei ori cu eter de petrol în porțiuni de 20, 10 și 10 ml. Durata primei extracții este de 1 oră, urmată de 15 minute. Eterul de petrol este transferat într-o pâlnie separatoare cu 40 ml soluție apoasă 2% de sulfat de sodiu, amestecați conținutul timp de 2 minute, lăsați straturile să se separe și aruncați faza apoasă. Pentru a îmbunătăți separarea straturilor, se pot adăuga câțiva ml de soluție saturată de sulfat de sodiu. Operația de spălare a extractului se repetă încă de două ori, după care eterul de petrol este turnat într-un pahar cu 20 g de sulfat de sodiu anhidru, pâlnia separatoare este clătită de două ori cu 5 ml de eter de petrol. Extractul uscat este transferat cantitativ într-un cilindru de măsurare de 50 ml și volumul soluției este adus la 30 ml cu eter de petrol. Apoi, 30 ml de extract se aplică pe o coloană cu silicagel ASK, așa cum este descris mai sus. Pentru probele de grăsime de porc se toarnă 75 ml de silicagel ASK, pentru toate celelalte probe - 70 ml. Extractele sunt purificate conform descrierii pentru probele de carne. Eluatul este colectat într-un balon cu fund rotund de 150 ml, solventul este evaporat la un volum de câteva picături și aplicat pe o placă cromatografică.

Miere. 30 g de miere se amestecă cu 3 g de sulfat de sodiu anhidru și pesticidele sunt extrase de trei ori cu hexan în porții de 30 ml de fiecare dată timp de 15 minute, frecând cu atenție mierea cu o tijă de sticlă într-un pahar îngust. Extractele sunt combinate și hexanul este distilat la un volum de 30 ml sau la un volum mai mic, aducând apoi extractul la 30 ml cu hexan. 30 ml de extract se aplică pe o coloană cromatografică cu silicagel ASA, iar extractul este purificat și solventul este evaporat așa cum s-a descris mai sus.

Zahăr. Dintr-o probă de 50 g zahăr, dizolvată anterior în apă, pesticidele sunt extrase într-o pâlnie separatoare de 250 ml cu n-hexan. Extracția pesticidelor se efectuează de trei ori cu 50, 25 și 25 ml de solvent, agitând de fiecare dată timp de 5 minute. Extractele combinate de hexan sunt purificate din substanțe coextractive (coloranți, aminoacizi, lipide) folosind o metodă cu acid sulfuric.

Lapte și produse lactate. Pentru a pregăti probe, puteți utiliza una dintre următoarele metode.

Prima cale. Smântână, smântână, lapte și alte produse lactate integrale. Pentru analiză, luați 20 g de smântână și smântână, diluate anterior cu un volum egal de apă distilată, 50 ml de lapte, kefir etc., adăugați acid sulfuric concentrat (30 - 40 ml) până când proba este înnegrită complet. Răcit la 10 - 15 grade. soluția este transferată într-o pâlnie separatoare și preparatele sunt extrase cu hexan de 2 ori cu porțiuni de 25 ml. Pentru extracție completă, agitați pâlnia timp de 2 minute, apoi lăsați-o timp de 30 de minute până când straturile sunt complet separate. Dacă se formează o emulsie, adăugați 1-2 ml de alcool etilic. La extractele combinate într-o pâlnie separatoare, se adaugă 10 ml de acid sulfuric concentrat saturat cu sulfat de sodiu și se agită ușor de câteva ori. Purificarea se continuă până când se obține acid sulfuric incolor.

Brânză de vaci, brânză. 50 g de brânză de vaci sau 10 g de brânză rasă se toarnă în 40 ml hexan sau eter de petrol, se agită continuu 2 - 3 minute și se lasă 30 de minute. Extracția se repetă. Extractele combinate într-o pâlnie separatoare sunt purificate cu acid sulfuric ca mai sus.

A doua cale. Lapte, chefir, iaurt, koumiss și alte produse din lapte integral. Se pun 25 ml de produs într-o pâlnie separatoare de 300 ml, se toarnă 5 ml de oxalat de potasiu și se toarnă o soluție saturată de clorură de sodiu, se toarnă în 100 ml de acetonă, se agită timp de 2 minute. Se adaugă 100 ml cloroform și se agită timp de 2 minute. Pâlnia este lăsată până când straturile sunt complet separate. Faza superioară este aruncată, iar cea inferioară este turnată într-un balon cu fund rotund cu o secțiune subțire și solventul este evaporat până la uscare. Reziduul este spălat cu 30 ml hexan.

Lapte condensat, 10 - 20% smântână. La 10 g de produs, se adaugă 10 ml dintr-o soluție saturată de clorură de sodiu și se toarnă într-o pâlnie separatoare cu o capacitate de 150 ml. Amestecului se toarnă 40 ml de acetonă, se agită timp de 2 minute, se toarnă în 60 ml de cloroform, se agită timp de 2 - 3 minute și se lasă să separe fazele. Apoi procedați ca la determinarea pesticidelor din lapte.

Produse din lapte condensat. 10 g de produs se plasează într-un pahar, se toarnă 10 ml de apă cu o temperatură de 45 - 50 de grade. C, se amestecă și se transferă într-o pâlnie separatoare de 150 ml, se adaugă 5 ml de oxalat de potasiu. Conținutul pâlniei este agitat, se adaugă 80 ml de acetonă și se agită timp de 2-3 minute. Se adaugă 100 ml cloroform și se agită timp de 5 până la 7 minute. După separarea fazelor, faza inferioară este turnată într-un balon cu fund rotund, solvenții sunt distilați și reziduul uscat este dizolvat în 30 ml eter de petrol. Produse lactate uscate. Se toarnă 3 g de produse lactate uscate (2 g smântână) într-un pahar, se toarnă 15 ml de apă distilată cu o temperatură de 40 - 45 de grade. C, se amestecă și se transferă într-o pâlnie de separare cu o capacitate de 300 ml, se adaugă 5 ml de oxalat de potasiu și o soluție saturată de clorură de sodiu. Conținutul pâlniei este agitat, se adaugă 80 ml de acetonă și se agită timp de 3-5 minute, se adaugă 100 ml de cloroform, se agită timp de 5 minute și se lasă timp de 3-5 minute (până când fazele sunt separate). Faza inferioară este turnată într-un balon cu fund rotund, solventul este îndepărtat prin distilare și reziduul este spălat cu 30 ml hexan. Smântână acră, 30 - 40% smântână. 5 g de produs se cântăresc într-un pahar, se adaugă 10 ml soluție saturată de clorură de sodiu și se transferă într-o pâlnie separatoare cu o capacitate de 150 ml. Paharul este spălat cu 40 ml de acetonă, spălările sunt transferate într-o pâlnie separatoare, care se agită timp de 2-3 minute, se adaugă 70 ml de cloroform și se agită timp de 2 minute. Pâlnia se lasă câteva minute până când fazele sunt separate, faza inferioară este turnată într-un balon pentru distilarea solvenților, solventul este îndepărtat prin distilare și reziduul este spălat cu 30 ml hexan.

Brânză de vaci, brânză. 10 g de brânză de vaci sau brânză rasă se macină cu 10 ml dintr-o soluție saturată de clorură de sodiu și se transferă într-o pâlnie de separare pentru 250 - 300 ml. Se adaugă 80 ml acetonă, se agită 2 minute, se adaugă 100 ml cloroform și se agită din nou. Faza inferioară este utilizată pentru analiză după distilarea solvenților prin dizolvarea reziduului în 30
ml de hexan. Mai mult, extractele din lapte și produse lactate sunt purificate din grăsimea din lapte preparată prin a doua metodă. Pentru aceasta, 30 ml de extract se aplică pe o coloană cu 70 ml de silicagel ASA. După absorbția extractului în absorbant, pesticidul este eluat cu 110 ml dintr-un amestec de benzen și hexan într-un raport de 3: 8 în porțiuni de 25 - 30 ml. Eluatul se colectează într-un balon cu fund rotund de 250-300 ml. La 10 minute după absorbția ultimei porțiuni de solvent, absorbantul este stors cu un bec de cauciuc. După purificare, solvenții sunt distilați sub vid.
Unt. Se topesc 20 g de unt într-o baie de apă într-un balon cu fund rotund, se adaugă 50 ml de acetonă, se amestecă bine până se dizolvă grăsimea, se adaugă 10 ml de apă distilată rece ca gheața și se răcește pe gheață până se solidifică grăsimea (aproximativ 30 de minute). Extractul de acetonă este decantat și procedura se repetă de încă 2 ori. Din extractele combinate într-un balon cu fund rotund, acetonă este îndepărtată prin distilare într-o baie de apă. Pesticidele sunt extrase din extractul apos rămas cu hexan în trei porții de 10 ml timp de 5 minute. Extractele combinate de hexan într-o pâlnie separatoare sunt tratate cu acid sulfuric cu sulfat de sodiu. Extractul purificat este uscat cu sulfat de sodiu anhidru și evaporat. Pamantul. La porțiunile cântărite de sol uscat la aer (10 g), plasate în baloane conice cu o capacitate de 250 ml, se adaugă 10 ml dintr-o soluție apoasă 1% de clorură de amoniu și se lasă închise pentru o zi. Apoi se toarnă un amestec de 30 ml de acetonă și 30 ml de hexan și baloanele sunt agitate timp de o oră pe un dispozitiv de agitare. Conținutul baloanelor este transferat în tuburi de centrifugă. După centrifugare, partea lichidă este turnată în baloane conice, solul este transferat cu 10 ml soluție de clorură de amoniu 1% și 30 ml de acetonă în baloanele conice originale, se adaugă 30 ml hexan și se efectuează extracția pentru încă 30 de minute. Apoi, extractele sunt combinate. La extractele combinate într-o pâlnie separatoare se toarnă 180 ml de apă distilată, se agită ușor timp de 5 - 7 minute, se lasă lichidele să se separe și stratul apos inferior este turnat într-un balon conic. Stratul de hexan este trecut prin sulfat de sodiu anhidru (o lingură sau 30-40 g de sulfat de sodiu). Extracția pesticidelor din stratul de apă-acetonă se efectuează de două ori cu 15 și 10 ml hexan, care este apoi uscat prin același sulfat de sodiu. Extractele de hexan sunt combinate. Concentrarea extractelor se realizează fie pe un evaporator rotativ sub vid, fie la o temperatură a băii de cel mult 40 de grade. C și un timp de distilare de 9 - 11 minute, sau de la conuri cu o ieșire în formă de L la o temperatură a băii de apă de 72 - 75 de grade. C.

Purificarea extractelor de hexan concentrat din probele de sol se efectuează cu acid sulfuric, așa cum este descris mai sus pentru alte probe, iar solventul este evaporat. Tutun și produse din tutun. Se pun 5 g de tutun într-un pahar de sticlă de 500 ml, se toarnă 50 ml acid sulfuric concentrat și se agită bine cu o tijă de sticlă până când proba este complet carbonizată. După 10 - 15 minute, se adaugă 25 ml hexan în balon, conținutul se agită bine și se adaugă 20 ml tetraclorură de carbon. Extracția pesticidelor din probă se efectuează timp de 15 minute de trei ori, după care extractul este transferat secvențial într-o pâlnie separatoare pentru una sau două purificări suplimentare cu acid sulfuric.

Cromatografie.

Pe placa cromatografică la o distanță de 1,5 cm de marginea sa, aplicați proba într-un punct cu o seringă sau pipetă, astfel încât diametrul spotului să nu depășească 1 cm. Restul extractului din balon este spălat cu trei porțiuni (0,2 ml fiecare) de dietil eter, care sunt aplicate spre centrul primului loc. În dreapta și în stânga eșantionului la o distanță de 2 cm, aplicați soluții standard care conțin 10, 5, 1 μg de preparate de testare (sau altele cantități apropiate de concentrațiile determinate).

Plăcile cu soluții aplicate sunt plasate într-o cameră pentru cromatografie, în partea de jos a cărei 30 de minute înainte cromatografia a turnat un solvent mobil. Când se utilizează plăci cu un strat subțire de oxid de aluminiu sau silicagel, n-hexanul este utilizat ca solvent mobil sau un amestec de hexan cu acetonă într-un raport de 6: 1, pentru medicamente care valoarea R în hexan este mai mică de 0,3. Folosind f plăci Solvent mobil "Silufol" - soluție de acetonă 1% în hexan și plăci de Silufol impregnate cu o-tolidină - hexan cu dietil eter într-un raport de 49: 1. Marginea plăcii cu soluțiile aplicate pot fi scufundate într-un telefon mobil solvent nu mai mult de 0,5 cm.

După ce partea frontală a solventului a crescut cu 10 cm, placa este îndepărtată din cameră și lăsată câteva minute pentru a se evapora solventul. Apoi, placa este irigată cu un reactiv în curs de dezvoltare și expusă la lumina UV timp de 10-15 minute (lampă PRK-4). Plăcile trebuie așezate la o distanță de 20 cm de sursa de lumină.

În prezența pesticidelor organoclorurate, pe placă apar pete de culoare gri-negru. Când se utilizează plăci de Silufol impregnate cu o-tolidină pentru analiză, acestea sunt expuse la iradiere UV timp de câteva minute imediat după cromatografie. În prezența pesticidelor organoclorurate, în acest caz apar pete albastru-albastre. Cuantificarea se realizează prin compararea suprafețelor punctelor probei și a soluțiilor standard. Există o relație proporțională directă între cantitatea de medicament din probă, care nu depășește 20 μg, și zona spotului său pe placă. Cu un conținut mai mare de medicament, ar trebui utilizată o parte proporțională din extractul studiat.

Capitolul 4. PROIECTAREA MODERNĂ A HARDWARE

SISTEM PENTRU CROMATOGRAFIE CU STRATURI SUBȚIRI CU DENSITOMETRU "DenScan"

Scop și domeniu de aplicare

Sistemele pentru cromatografie în strat subțire și electroforeză cu densitometru „DenScan” sunt destinate analizei calitative și cantitative a compoziției probelor de substanțe și materiale din regiunea vizibilă a spectrului și a luminii ultraviolete la lungimi de undă de 254 și 365 nm.

Aplicații - cercetare în chimie, biochimie, biologie, medicină, farmacologie, control analitic al substanțelor pure, obiecte de mediu etc.

Date tehnice

Densitometrul oferă calculul parametrilor și evaluarea cantitativă a cromatogramelor în regiunile spectrale vizibile și ultraviolete (lmax \u003d 254 nm, lmax \u003d 365 nm)

Dimensiunea plăcilor prelucrate, cm .................................. nu mai mult de 15 x 15

· Timpul de introducere a imaginii, s .................................. .......... nu mai mult de 5

Timp de măsurare cromatogramă, min ................................... ... ... ... 5

Raport semnal-zgomot: zona vizibilă ............ nu mai puțin de 5/1

· UV, 254 nm .............................................. ........................ nu mai puțin de 5/1

· UV, 365 nm .............................................. ................ cel puțin 5/1

Abaterea standard relativă în funcție de suprafața spot,%

· zona vizibilă ................................................ ................ nu mai mult de 5

· UV, 254 nm .............................................. ......................... nu mai mult de 5

· UV, 365 nm .............................................. ......................... nu mai mult de 5

Gama de valori RF: zona vizibilă .......... nu mai mult de 0,02

· UV, 254 nm .............................................. ................ nu mai mult de 0,02

· UV, 365 nm .............................................. ................. nu mai mult de 0,02

· Masa camerei de iluminat, kg .............................. nu mai mult de 12 kg

Dimensiunile globale ale camerei de iluminat, mm .... nu mai mult lungime................................................. .............................. 420

lăţime................................................. ............................ 420

înălţime................................................. ............................. 700

· Tensiunea de alimentare, V ............................................ 220 ± 22/33

Frecvența AC, Hz ............................................ 50 ± 1

Timpul mediu între defecțiuni ale densitometrului, h .... nu mai puțin de 5000

Compoziția densitometrului

Densitometrul „DenScan” constă dintr-o cameră de iluminat, cameră video sau scaner alb-negru sau color, unitate de intrare a imaginii, sistem de procesare a datelor.

Camera de iluminat este realizată sub forma unei structuri de bloc, inclusiv următoarele noduri principale:

Surse de lumină:

lampă fluorescentă

lămpi UV, lungime de undă 254 nm

lămpi UV, lungime de undă 365 nm

Un set de filtre de lumină corective

Detector - o cameră video OS-45D de dimensiuni mici alb-negru sau similară cu o sensibilitate nu mai mică de 0,02 lux, cu focalizare manuală și reglare manuală a irisului, sau un scaner color cu o rezoluție de 200 d.p.i. sau mai mare cu o interfață care este conformă cu standardul TWAIN

Masa de setare pentru farfurii

Canal de comunicare cu unitatea de intrare a imaginii

Sistem de prelucrare a datelor folosind un computer personal și un software „Dens”. Cerințe minime de computer:

Sistem de operare - Microsoft Windows 95, Windows 98, Windows NT (versiunea 4.0 sau o versiune ulterioară)

Procesor - Pentium 100 MHz

Monitor color - 14 "sau mai mult

Spațiu pe hard disk - 10 MB

Manipulator - „mouse”

Unitate de intrare imagine video blaster AverMedia ( și software) este utilizat pentru a obține o imagine a cromatogramei pe un monitor de computer. Este posibilă utilizarea unor sisteme similare.

Plăci și foi de cromatografie cu strat subțire (TLC)

Seringă pentru cromatografie MSh-50 (M-50) Seringă pentru cromatografie M-1N (MSh-1), M-5N (cu ghid)

Seringă pentru cromatografie MSh-10 (M-10N), MSh-50 (M-50N) (tija din oțel inoxidabil, cu ghidaj)

Seringă pentru cromatografie MSh-10M (M-10) (tija din oțel inoxidabil, cu ambreiaj antiruliu) 10

Literatură

1. Kirchner Y. Cromatografie în strat subțire. Moscova: Mir, 1981.

2. Cromatografia în straturi subțiri / Ed. E. Stahl. M.: Mir, 1965.

3. Evgeniev M.I., Evgenieva I.I., Moscova N.A., Levinson F.S. 5-Clor-4,6-dinitrobenzofurazan ca reactiv în cromatografia în strat subțire a aminelor aromatice // Plantă. laborator. 1992. T. 58, nr. 4. S. 11-13.

4. Nazarkina S.G. Determinarea hidrocarburilor poliaromatice în obiecte de mediu prin cromatografie în strat lichid și subțire.

5. Sogolovsky B.M. Densitometru "Sorbfil" pentru TLC cantitativ

6. Liniile directoare pentru analiza chimică a apelor de suprafață terestră (editat de AD Semenov) // L.: Gidrometeoizdat. - 1977 .-- 540 s.

7. Metode unificate de analiză a apei. Editat de Yu.Yu. Lurie // M .: Chimie. - 1973 .-- 376 p.

8. Lurie Yu.Yu. Chimia analitică a apelor industriale și reziduale. // M.: Chimie. - 1984 .-- 447 p.

9. V.D. Statul Chmil și perspectivele utilizării metodelor instrumentale moderne de analiză a pesticidelor în Ucraina

10. http://www.izme.ru/

HPLC cu fază inversă (RP HPLC) are o serie de avantaje față de alte opțiuni de cromatografie lichidă:

– aceasta este o metodă foarte flexibilă, deoarece prin schimbarea compoziției amestecurilor apoase-organice utilizate ca fază mobilă, este posibil să se asigure separarea compușilor de natură diferită pe o singură coloană;

– selectivitatea acestei metode este aproape întotdeauna semnificativ mai mare decât cea a altor opțiuni de cromatografie pentru toți compușii, cu excepția celor puternic polari

– atunci când se utilizează geluri de silice hidrofobizate, se stabilește rapid un echilibru între fazele mobile și staționale, acești sorbanți se disting prin eficiență ridicată de separare;

– puteți efectua separarea compușilor, solubili în apă și în solvenți organici;

– posibilitatea utilizării soluțiilor tampon în faza mobilă poate îmbunătăți selectivitatea și eficiența separării compușilor ionici.

În cromatografia în fază inversă, faza staționară este geluri de silice girdofobizate, care se obțin prin tratarea silicagelului cu clor și alcoxisilan. Gelurile de silice hidrofobizate cu grupări octadecil altoite (C18) sunt utilizate pe scară largă în practica analitică.Densitatea altoirii este de 1,1-2,3 nm-2.

ÎN În funcție de metoda de procesare, proprietățile gelurilor de silice hidrofobizate se pot schimba, astfel încât proprietățile coloanelor comerciale de la diferite companii sunt oarecum diferite. Conținutul de carbon este5-20%. Gradul de acoperire a suprafeței de silicagel cu un modificator organic este de 10-60%, în cele mai bune cazuri atinge 90%. Prezența grupărilor silanol reziduale duce la faptul că

mecanismele de retenție adsorbtoare și de schimb ionic sunt întotdeauna însoțite de fază inversă. Pentru a reduce numărul de grupări silanol, sorbanții sunt tratați suplimentar cu trimetilclorosilan (acest lucru se numește capace de capăt). Masa 12 prezintă sorbanți tipici în fază inversă. Cele mai populare sunt gelurile de silice din următoarele mărci: bondopak, lichrosorb, porasil, separon, sferisorb, nucleosil, kromasil. Dezavantajele absorbanților cu fază inversă pe bază de silicagel sunt limitele admise ale pH-ului și activitatea de sorbție a grupelor silanol. Coloanele noii generații de firme Fenominex sunt în mare parte lipsite de acest dezavantaj, coloana sa Luna C18 este stabilă în domeniul pH-ului de 1,5-10.

Mecanism de separarecompușii din această variantă de cromatografie nu sunt încă pe deplin înțelese. Cele mai reușite și răspândite sunt teoria care folosește conceptul parametrilor de solubilitate Hildebrant și teoria solvofobă Horvath-Melander. Conform teoriei bazate pe parametrii de solubilitate Hildebrant, reținerea este determinată de interacțiunile moleculare ale substanțelor care urmează să fie separate cu fazele mobile și staționare. Dependența factorului de capacitate al unei substanțe de compoziția fazei mobile este descrisă prin ecuație

lnk \u003d Aφ2 + Bφ + C (12),

unde φ este fracția de volum a componentei organice (modificator) în faza mobilă, A, B și C sunt constante.

Cu toate acestea, comportamentul compușilor cu structură complexă cu mai multe grupuri funcționale nu reușește adesea să fie descris de această dependență. Regularitățile reținerii sorbaților în HPP RP sunt descrise mai adecvat de teoria solvofobă. Horwart și Milander au fost primii care au arătat că eluenții apoși care nu conțin

Tabelul 12. Sorbanți pentru HPLC în fază inversă
	Sp, m2 / g			Forma particulelor
			particule, μm
Adsorbsil C8				Neregulat
Adsorbsil C18				Neregulat
Adsorbsfer C8				Sferic
Adsorbsfer С18				Sferic
Altima C8				Sferic
Altima C18				Sferic
AlphaBond C8				Neregulat
AlphaBond C18				Neregulat
M-Bondopack S18				Neregulat
M-Bondopack Phenyl				Neregulat
Hyperseal C8				Sferic
Hyperil SLM				Sferic
Zorbaks S8				Sferic
Zorbaks UDS				Sferic
Diasorb-130-C1				Neregulat
Diasfer 130-C8				Sferic
Diasfer-130-S18T				Sferic
Lihrosorb RP-2				Neregulat
Lihrosorb RP 18				Sferic
				Sferic
				Sferic
Nucleosil S18				Sferic
Partisil SLM-3				Neregulat
Separon C18				Sferic
Silasorb C2				Neregulat
Silasorb C8				Neregulat
Silasorb C18				Neregulat
				Sferic
Sferisorb C18

solvenți organici, ar putea fi folosiți pentru separarea moleculelor biologice polare pe octadecil silice gel. Chiar și în absența unei componente organice în eluant, interacțiunea dintre radicalii soluti și hidrocarburi altoiți

faza staționară, a fost motivul reținerii solutului. Acest lucru ne-a permis să concluzionăm că reținerea în varianta cu fază inversă este determinată în principal de interacțiunile hidrofobe.

Cel mai important rol în înțelegerea mecanismului de reținere a cromatografiei în fază inversă a fost jucat de lucrarea lui Horvath și a școlii sale. Esența teoriei croate este următoarea. Există o diferență fundamentală între procesele de sorbție pe suprafețe polare de la solvenți relativ nepolari („mod normal-fază”) și sorbție din apă sau solvenți puternic polari pe suprafețe nepolare („mod fază inversă”). În primul caz, asociații se formează între moleculele sorbaților și fazele staționare datorită interacțiunilor Coulomb sau legăturilor de hidrogen. În al doilea caz, asocierea la suprafață este cauzată de așa-numitele interacțiuni solvofobe în faza mobilă. Pentru fazele mobile polare, în special cele care conțin apă, sunt caracteristice o interacțiune puternică Coulomb și formarea de legături de hidrogen între moleculele solventului. Toate moleculele din astfel de solvenți sunt legate destul de puternic de forțe intermoleculare. Pentru a plasa o moleculă de sorbat în acest mediu, este necesar să se formeze o „cavitate” între moleculele solventului. Consumul de energie pentru formarea unei astfel de „cavități” este acoperit doar parțial de interacțiunea grupurilor polare dintr-o moleculă de sorbat cu molecule de solvent polar. Moleculele nepolare ale fazei staționare sunt, de asemenea, într-o poziție similară față de solvent. Din punct de vedere energetic, o poziție mai favorabilă este atunci când interfața dintre mediul polar (solvent) și fragmentele nepolare ale fazei staționare și moleculele de sorbat este minimă. O scădere a acestei suprafețe se realizează în timpul sorbției (Fig. 15).

Figura: 15. La mecanismul cromatografiei în fază inversă: a - sorbat în soluție; b - sorbat pe suprafața fazei staționare. Moleculele de apă și solvent organic sunt indicate de cearcănele și respectiv de cercurile întunecate.

Cromatografia în fază inversă este utilizată pe scară largă nu numai pentru separarea compușilor neutri, ci și pentru substanțele ionice. În principiu, procesul de sorbție pentru astfel de compuși este descris de teoria solvofobă. Cu toate acestea, sorbații de acest fel există în soluție și în stare adsorbită, atât sub formă de molecule neutre, cât și sub formă de ioni. Fiecare dintre aceste forme are propria valoare a factorului de retenție. În funcție de pH-ul mediului, raportul diferitelor forme în soluție și factorii de retenție se schimbă.

Amestecurile de solvenți sunt de obicei utilizate ca fază mobilă; acest lucru îmbunătățește selectivitatea și eficiența separării și reduce timpul necesar implementării sale.

Prin variația compoziției fazei mobile în RPLC, reținerea poate fi variată pe o gamă foarte largă. Pentru aproape toți compușii analizați, retenția în unii solvenți puri (metanol, tetrahidrofuran) este neglijabilă, iar în apa pură este extrem de ridicată. Prin urmare, pentru a obține un timp de păstrare acceptabil,

de obicei este necesar să se utilizeze un amestec de apă cu un solvent organic - așa-numitul modificator. Dependența factorului de retenție a materialului de compoziția fazei mobile este descrisă prin ecuație

unde C este concentrația de organic	componentă (modificator) în

faza mobilă, b și p sunt constante.

În condiții cromatografice constante, reținerea diferiților sorbați este determinată de următorii factori:

– hidrofobia sorbaților;

– moment dipol;

– volumul moleculelor lor;

– polarizabilitate;

– o scădere a suprafeței nepolare în timpul sorbției.

Atunci când se descrie relația dintre reținerea și proprietățile sorbaților, cele mai populare ecuații sunt cele care leagă factorii de retenție măsurați într-un sistem cromatografic cu coeficienții de distribuție (cel mai adesea în sistemul octanol - apă). Pentru compușii cu o structură similară, există o relație liniară între logaritmii coeficienților

unde Pi, j este coeficientul de distribuție a substanței între fazele apoase și organice.

În multe cazuri, logaritmul factorului de retenție este legat liniar de

Cel mai comun descriptor este numărul de atomi de carbon. Aceste relații sunt utile atât în \u200b\u200bselectarea compoziției fazei mobile

atât în \u200b\u200btimpul separării, cât și pentru identificarea componentelor amestecului.

Pentru a rezolva fiecare problemă specifică, compoziția atât a fazelor mobile, cât și a fazelor staționare trebuie selectată cu atenție din punctul de vedere al proprietăților fizice și chimice ale componentelor sale. Schema generală pentru selectarea opțiunii HPLC în funcție de natura substanțelor care trebuie separate este prezentată în Fig. 16.

Sistem de separare HPLC este format din mai multe unități: pompă, dozator, coloană, detector și dispozitiv de înregistrare.

Să luăm în considerare principalele tipuri de pompe utilizate în HPLC.

Pompe cu seringă.Rotația unui motor sincron de precizie este transformată în mișcarea pistonului în cilindru. Când pistonul se mișcă, faza mobilă fie intră în cilindru, fie este scoasă din el. Avantajul acestui tip de pompă este absența aproape completă a pulsațiilor fluxului fazei mobile, dezavantajul este imposibilitatea creării unui gradient folosind o pompă.

Pompe pneumatice de rapel... Oferă presiune constantă la intrarea coloanei. Avantaje - fără pulsații de flux, fiabilitate ridicată; dezavantajul este reproductibilitatea redusă a alimentării volumetrice a fazei mobile.

Pompe cu piston cu piston. Folosind un dispozitiv electromecanic, acesta este acționatreciproc mișcarea pistonului care se deplasează în capul de lucru, ca urmare a căreia pompa fie preia faza mobilă, fie o livrează la o viteză dată. Avantajul este o alimentare volumetrică constantă a fazei mobile, dezavantajul fiind pulsațiile de flux destul de mari, care sunt principalul motiv pentru zgomotul crescut și scăderea sensibilității detectorului.

Figura: 16. Selectarea condițiilor HPLC, luând în considerare hidrofobicitatea substanțelor care urmează să fie separate

Pentru injectarea unei probe în cromatografie lichidă, se utilizează următoarele tipuri de dozatoare:

– bucla de distribuire

– dozatoare cu membrană (fără oprirea fluxului și cu oprire

Principalele tipuri de detectoareiar caracteristicile lor sunt date în tabel. 13. Cel mai comun detector în HPLC de adsorbție este spectrofotometrică... În procesul de eluare a substanțelor într-o microcuvetă special concepută, densitatea optică a eluatului este măsurată la o lungime de undă preselectată corespunzătoare absorbției maxime a substanțelor care urmează să fie determinată. Acești detectori măsoară absorbția luminii în regiunea ultravioletă sau vizibilă a spectrului, primul fiind mai frecvent utilizat. Acest lucru se datorează faptului că majoritatea compușilor chimici au benzi de absorbție destul de intense în intervalul de lungimi de undă de 200-360 nm. Detectoarele fotometrice au o sensibilitate destul de mare. Sensibilitatea detectorului UV poate ajunge la 0,001 unități. densitatea optică pe scară la 1% zgomot. Cu o sensibilitate atât de mare, pot fi înregistrate până la câteva ng de substanțe UV chiar absorbante slab. Gama largă de linearitate a detectorului vă permite să analizați atât impuritățile, cât și componentele principale ale amestecului pe o singură cromatogramă. Capacitățile unui detector spectrofotometric s-au extins semnificativ după apariția omologului său modern - un detector de matrice de diode (DDM), care funcționează atât în \u200b\u200bregiunile UV, cât și în regiunile vizibile. Într-un astfel de detector, „matricea” de fotodioduri (există mai mult de 200 dintre ele) înregistrează în mod constant absorbția radiației electromagnetice în modul de scanare. Acest lucru vă permite să fotografiați la spectre nedistorsionate cu sensibilitate ridicată care trec rapid

celula detector de componente. Comparativ cu detectarea la o singură lungime de undă, comparația spectrelor obținute în timpul eluției de vârf permite identificarea componentelor separate cu un grad mult mai mare de fiabilitate.

Principiul de funcționaredetector fluorometric pe baza măsurării emisiei fluorescente a luminii absorbite. Absorbția se efectuează de obicei înRegiunea UV spectrul, lungimile de undă ale radiației fluorescente depășesc lungimile de undă ale luminii absorbite. Detectoarele fluorometrice au o sensibilitate și o selectivitate foarte ridicate. Cea mai importantă zonă a aplicării lor este detectarea hidrocarburilor policiclice aromatice.

Detector amperometric utilizat pentru determinarea compușilor organici care pot fi oxidați pe suprafața unui electrod solid. Semnalul analitic este curentul de oxidare. Detectorul are cel puțin doi electrozi - unul de lucru și unul de referință (clorură de argint sau oțel), uneori este instalat un electrod auxiliar, care este necesar pentru a suprima efectul unei căderi de tensiune ohmică în soluțiile cu conductivitate scăzută. Succesul determinării determină alegerea materialului și a potențialului electrodului de lucru. Detectorul amperometric folosește electrozi din materiale de carbon, cel mai adesea carbon sticlos și metal: platină, aur, cupru, nichel. Potențialul electrodului de lucru este setat în intervalul 0 - +1,3 V. Măsurătorile pot fi efectuate fie la un potențial constant, fie într-un mod pulsat, atunci când este setată o măturare potențială în trei trepte, care asigură în diferite etape - oxidarea substanței, curățarea electrodului și regenerarea acestuia. Folosind aceasta

detectorul este deosebit de important pentru determinarea fenolilor, compușilor fenolici, hidrazinelor, aminelor biogene și a unor aminoacizi.

Detector conductometric utilizate pentru determinarea anionilor anorganici și a cationilor în cromatografia ionică. Principiul său de funcționare se bazează pe măsurarea conductivității electrice a fazei mobile în procesul de eluare a substanței.

Tabelul 13. Detectoare pentru cromatografie lichidă de înaltă performanță utilizate în analiza obiectelor de mediu

	Tip detector	Măsurabil	Minim	Selectivitate
		parametru	determinat
			cantitate, g
	Spectrofoto-	Optic	10 -10
	metric	densitate
	Fluorimetrie-	Intensitate	10 -11
		fluorescenţă
	Conductometru-	Cablu electric	10-9
	ricică
	Amperometrie	Cantitatea de curent	10-11 - 10-9
	Spectrul de masă	Cantitatea	10 -12 – 10 -10
	metric	curent ionic

Informativ masiv

detector spectrometric care are sensibilitate și selectivitate ridicate. Principala problemă care complică utilizarea acestui detector este problema introducerii fluxului de eluent în spectrometrul de masă. Dezvoltarea cromatografiei pe microcoloane permite

pentru a dezvolta sisteme pentru injectarea directă a fluxului de eluant în sursa de ioni a spectrometrului de masă. Folosește spectrometre de masă de înaltă rezoluție

și de viteză suficientă cu ionizare chimică la

presiunea atmosferică sau ionizarea utilizând electrospray. Ultimele modele de spectrometre de masă pentru cromatografie lichidă funcționează în intervalul de masă m / z de la 20 la

4000 amu Detectorul de spectrometrie de masă are cerințe stricte pentru puritatea solventului, este scump și complex

in circulatie.

3.1.2. Utilizarea cromatografiei lichide de înaltă performanță în fază inversă pentru rezolvarea problemelor de mediu

Determinarea contaminării apei și a solului. Cromatografia lichidă de înaltă performanță este utilizată activ pentru determinarea diferiților ecotoxicanți în ape și soluri. Cele mai semnificative probleme rezolvate de HPLC în analiza apei și a solului sunt determinarea compușilor fenolici, HAP și pesticide. Deoarece MPC al acestor ecotoxicanți în ape și soluri este foarte scăzut, determinarea lor se efectuează de obicei după concentrare preliminară sau izolare. Pentru aceasta, se poate folosi extracția lichidă, dar sorbția sau extracția în fază solidă este o metodă mai convenabilă și mai eficientă.

Determinarea fenolilor în apele reziduale și naturale. Fenolul și derivații săi de clor și derivații nitro, guaiacol și crezoli sunt ecotoxicanți foarte frecvenți. Acești compuși se formează în cursul activităților de producție umană, în special înceluloză și hârtie producție. Este necesar să le determinăm în diferite tipuri de ape: naturale,

instalații sanitare, industriale și deșeuri. Compoziția apelor este foarte complexă și poate include un număr mare de compuși fenolici, care se formează atât în \u200b\u200bstadiul poluării, cât și în procesul de purificare a apei. Componentele cele mai probabile ale apelor uzate sunt fenolul, guaiacolul, o-, m- și p-crezolul, mono-, di-, tri- și pentaclorofenolul, mono- și dinitrofenolul. Pentru separarea și determinarea simultană a fenolilor volatili și cu volatilitate redusă, utilizarea cromatografiei lichide de înaltă performanță pe silicagel hidrofobat este foarte reușită. Eficiența și selectivitatea separării fenolului este determinată de compoziția fazei mobile. Cel mai adesea, amestecurile de acetonitril sau metanol cu \u200b\u200bsoluții tampon (acetat sau fosfat) sunt utilizate pentru separarea fenolilor în HPLC; separarea cu succes a fenolilor din diferite compoziții se poate realiza dacă apa acidificată cu acid acetic, cloracetic sau fosforic este utilizată ca componentă apoasă a fazei mobile. Timpul de retenție al fenolilor este determinat de hidrofobitatea lor și crește odată cu creșterea acestuia. Pentru cei mai semnificativi fenoli, poluanți ai mediului, retenția crește în ordinea: catecol< фенол < 4-нитрофенол < гваякол < п-крезол < 2,4-нитрофенол < 2-нитрофенол < 2-хлорфенол < 4- хлорфенол < 3-хлорфенол < 2,4-диметилфенол < 4-хлор-3-метилфенол < 2,4-дихлорфенол < 2,4,6- трихлорфенол < пентахлорфенол и зависит от состава подвижной фазы. Чем больше в ней содержание ацетонитрила или метанола, тем меньше удерживание. Для разделения столь сложной смеси фенольных соединений не удается подобрать подвижной фазы определенного состава. Необходимо либо использование градиентного элюирования, либо разные фенолы делят с использованием различных подвижных фаз.

MPC reduse pentru compușii fenolici din ape necesită metode sensibile de detectare sau preliminare

concentraţie. Detectarea fenolilor folosind DDM este destul de reușită; limita de detectare a fenolului la o lungime de undă de 260 nm în acest caz ajunge la 1 mg / L. Un detector amperometric are o sensibilitate și o selectivitate și mai mare la fenol și la derivații săi. Utilizarea acestuia face posibilă determinarea fenolilor la nivelul MPC chiar și în apele naturale. În apele naturale, MPC pentru fenol este de 0,001 mg / l, p-clorofenol - 0,002 mg / l, 2,4-diclorfenol - 0,004 mg / ml, 2,4,6 - triclorofenol - 0,006 mg / l și pentaclorofenol - 0,01 mg / l. Detectarea amperometrică se bazează pe oxidarea fenolilor de pe suprafața unui electrod solid, care este de obicei un electrod de carbon sticlos. S-a constatat că semnalul maxim este înregistrat la potențialul electrodului de sticlă de carbon - +1300 mV față de cel din oțel sau +1100 mV față de electrozii de referință ai clorurii de argint. Este important să se utilizeze acidul fosforic ca componentă a fazei mobile; în acest caz, fluctuațiile în linia de bază a semnalului detector amperometric sunt minime, ceea ce face posibilă reducerea valorii concentrației minime detectabile, care corespunde unui semnal egal cu dublul „lățimii” liniei de bază. Masa 14 prezintă exemple de determinare a fenolului în ape în diferite condiții, în Fig. 17 prezintă cromatograma amestecului, iar Fig. Determinarea 18 - 20 a fenolilor din apa de la robinet și reziduală.

Determinarea pesticidelor... În agricultura modernă, compușii chimici sunt folosiți pe scară largă pentru a combate organismele dăunătoare, ciupercile, buruienile, așa-numitele pesticide. Împreună cu beneficiile neîndoielnice, producția pe scară largă și utilizarea necontrolată a pesticidelor au dus la o agravare semnificativă a situației ecologice.

Masa. 14. Exemple de determinare a compușilor fenolici în apele HPLC

	Fenoli detectați	Faza stationara	Faza mobila	Detector	сmin, mg / l
	Catecol, fenol, 4-nitrofenol, 2-	Spherisorb C18,	Metanol (MeOH) - 1%		0,03 ─0,1 (drept
	nitrofenol, p-crezol, 2,4-dinitrofenol,		soluție acetică
	2,4-dimetilfenol, 2-clorofenol, 4-		gradient de acid		(0,65 ─ 1,0) 102
	clorofenol, 2,4-diclorfenol, 2,4,6-				(preliminar
	triclorofenol, pentaclorofenol		25 ─ 100% MeOH		concentrându-se
		Hypersil Green C18
			Acetonitril (AN) - 1%		(0,3 – 8,0) 102
			soluție acetică		(preliminar
			acizi; gradient		concentrându-se
		Kromasil C18, 5	30 ─ 100% AH		(2,5 – 27) 103
			MeOH - H2O;		(0,04 – 0,3) 103
			modul gradient:
	Fenol, 2-clorofenol, 2,4-dicdorfenol, 2,4,6-		25 ─ 100% MeOH
	triclorofenol, pentaclorofenol		AN ─ 0,1% soluție de H3 PO4
	Fenol, guaiacol, p-crezol, o-crezol,
			AN ─ 0,1% soluție de H3 PO4
	Piragalol, 4-hidroxianilină, benzcatecol,
	2- hidroxianilină, fenol, crezoli, mono-,	Silicagel C18,	MeOH ─ 0,1 M soluție		8 10-5 – 4 10-4
	di-, triclorofenoli, mono-, dinitrofenoli,		Na2 HPO4 ─ 50 nM	celule
	pentaclorofenol		nitril triacetic
			acid ─ 0,03 M soluție
			dodecil sulfat de sodiu;
			modul gradient

Figura: 17. Cromatograma amestecului: 2 - fenol; 3 - guaiacol; 4 - p-crezol; 5 - o-crezol; 6 - clorocrezol; 7 - p-clorofenol; 1 - vârf sistem Coloană: (150x4,6) mm, Mightysil RP-18; Faza mobila:

acetonitril: apă: acid fosforic (20,0: 79,9: 0,1)% vol

Figura: 18. Cromatograma unui eșantion de apă uzată dintr-o fabrică de celuloză și hârtie: 1 - vârf sistemic; 2 - 2,4,6-triclorofenol; 5 - pentaclorofenol; 3,4,6 - vârfuri neidentificate.

Coloana (150x4,6) mm Mightysil RP-18; Faza mobila:

acetonitril: apă: acid fosforic (70,0: 29,9: 0,1)% vol. Viteza de alimentare a fazei mobile este de 0,7 ml / min. Detectorul este amperometric. Potențial electrod de lucru 1300 mV

Figura: 19. Cromatograma apei de la robinet cu adaos de fenoli (1 μg / l) cu extracție preliminară de perechi de ioni: 1 - fenol; 2 - 4-nitrofenol; 3 - 2,4-dinitrofenol; 4 - 2-clorofenol; 5 - 2-nitrofenol; 6

- 2,6-dimetilfenol; 7 - 2,4-dimetilfenol; 8 - 2-metil-4,6-dinitrofenol; 9 - 4-clor-3-metilfenol; 10 - 2,4-diclorfenol; 11 - 2,4,6-trimetilfenol; 12 - 2,4,6-triclorofenol; 13 - pentaclorofenol. Coloana: oțel (250x4,6 mm), Sferisorb ODS-2, 5 microni; Faza mobilă: metanol - 1% acid acetic, mod gradient (metanol 25-100%); detector spectrofotometric, 280 nm (pentaclorofenol 302 nm)

Figura: 20. Cromatograma unei probe de apă de la robinet cu aditivi de fenoli: 1 - fenol (0,1 μg / l); 2 - 2-clorofenol (0,1 μg / l); 3 - 2,6-diclorofenol (0,2 μg / l); 4 - 2,4-diclorofenol (0,2 μg / L).

Fenolii s-au concentrat din 30 ml.

Coloana (150x4,6) mm Mightysil RP-18. Faza mobila:

acetonitril: apă: acid fosforic (70,0: 29,9: 0,1)% vol. Viteza de alimentare a fazei mobile este de 0,7 ml / min. Detector amperometric; potențial de electrod de lucru - 1300 mV

Deoarece pesticidele intră în corpul persoanelor care nu au contact profesional cu pesticide, în principal cu alimente și apă, este necesar un sistem de operare constantă pentru analiza calității produselor agricole, a alimentelor și a apei. În același timp, metodele de analiză sunt de cel mai mare interes, care ar putea fi utilizate nu numai în cercetarea științifică, ci și pentru controlul analitic în serie pe scară largă. Având în vedere toxicitatea ridicată a pesticidelor, monitorizarea necesită metode analitice specifice și foarte sensibile pentru a detecta reziduurile de pesticide și metaboliții acestora la nivelul urmelor.

Metodele de analiză cromatografică au o sensibilitate mai mare și permit să se facă distincția între compușii înrudiți și metaboliții lor sau produsele de hidroliză. Recent, HPLC a fost din ce în ce mai utilizat pentru determinarea și separarea pesticidelor. Metoda este cea mai convenabilă pentru analiza pesticidelor cu volatilitate redusă sau instabile termic, care nu pot fi analizate folosind cromatografia gazoasă.

HPLC este cel mai utilizat cu succes pentru determinarea carbamaților, ureei, erbicidelor pe bază de acizi fenoxiacetici, triazine și metaboliții acestora, benzimidazoli și alți alți compuși.

Unul dintre cele mai populare erbicide sunt triazinele, dintre care majoritatea sunt derivați ai s-triazinei, un heterociclu cu șase membri cu atomi de azot aranjați simetric. Substituenții sunt situați la pozițiile 2,4 și 6. Cele mai faimoase sunt trei triazine: propazină, atrazină și simazină, ultimele două sunt incluse pe lista poluanților prioritari pentru țările UE. Concentrația maximă admisibilă de triazine în apa potabilă este stabilită la 100 ng / l. În analiza apelor, triazinele sunt de obicei preconcentrate și apoi separate prin RP HPLC. Faza staționară este geluri de silice hidrofobizate, faza mobilă este un amestec de acetonitril cu soluții de apă sau tampon. Triazinele sunt detectate folosind un detector cu matrice diodă, UV, detectoare amperometrice și spectrometrice de masă. Exemple de determinare a triazinelor prin HPLC în apă și sol sunt date în tabel. 15.

Tabelul 15. Exemple de determinare a pesticidelor în apă și sol prin HPLC

	Pesticide detectate	Faza stationara	Faza mobila	Detector	Сmin, mg / l
	Triazine: atrazină, simazină, propazină,	Ultracarb C18,	Acetonitril (AN) - 1mM		preliminar
	prometină, tetbutilazină, deetilatrazină,		fosfat tampon		concentrându-se
	deizopropilatrazină, hidroxiatrazină		soluție, pH 7		(0,8-3,0) 10-3 mg / kg
			modul gradient
			15 - 70% AN
	Triazine: hidroxiatrazină,	Hypersil C18	Acetonitril (AN) - 1mM	amperometru	2,10-5 M
	hidroximazină, hidroxietetilatrazină		fosfat tampon	ricică
			soluție, pH 6,5
			modul gradient
			30 - 100% AH
	Derivați de feniluree:	Supelkosil C18,	AN - H2 O		preliminar
	Monuron, flumethiron, Diuron, siduron,		modul gradient		concentrându-se
	linuron, neburon		40 - 90% AN		(2-4)10-3
					(0,4-3)10-4
	Sulfoniluree
	Chlorsulfuron, metilsulfuron,	Ultrasfer C18,	МеОН - Н2 О (pH 2,5),		preliminar
	clorimuron, tifensulfuron		modul gradient		concentrându-se
		Viospher C6, 5 μm	40-70% MeOH
	Tsinosulfuron, Thifensulfuron, Metil-	LiСhrospher C18,	MeOH - 0,1% H3 PO4		0,01-0,05 mg / kg
	sulfuron, sulfometuron, clorsulfuron
	Carbamați: carbaryl, propharm, methiocarb,	Supelkosil C18,	AN - H2 O (55:45)		preliminar
	procarb, clorprofam, barban				concentrându-se
					(0,3-8)10-3

7. Săruri cuaternare de amoniu: paraquat, diquat, difenzoquat, clorură de clormequat, mepiquat

8. Erbicide acide: dicamba, bentazonă, benazolină, 2,4 D, MCPA(Acid 2-metil-4-clorfenoxiacetic)

9. Derivați fosfonici și aminoacizi: glifosat, glufosinat, bialofos

10. Amestecuri de pesticide din diferite clase Simazin, fensulfothion, izoprocarb, fenobukarb, chlorothilonil, etridiazol, mepronil, pronamidă, mekrprom, bensulidă, izofenofos, terbutol

11. Simazin, diclorvos, tiram,1,3-diclopropen, fenobcarb, propizamină, iprofenfos, izoprotiolan, clorotilonil, fenitrothion, diazithion, isohation, tiobencarb, chloronitrofen, azulan, iprodion, bensulin

12. Benomil, 2,4-D, dicamba, rimsulfuron, clorsulfuron, linuron, clorsulfoxim, propiconazol, difenoconazol

				(0,1–10)10-4
Silicagel C18,	AN cu adăugări de NaCI,			4.4.10-4 mg / kg
	MeOH - soluție
	hidroxid
	tetrametilamoniu
LiChrosorb C18	MeOH - 0,01 M trietil			preliminar
	amină, pH 6,9			concentrându-se
	modul gradient			(0,2–1,0)10-4
	MeOH - 0,05 M NaH2 PO4,
		Fluorescent.		0,2.10-4
Nova-Pak C18	AH - 0,05 M NaH2 PO4,			(0,3–1.0)10-4
LiChrosorb NH2	Bromură TMA 0,02 M
Capilar	AN –H2 O			preliminar
coloana LC	modul gradient			concentrându-se
Parcări C18,				(0,15–0,8)10-3
	AN - 1mM fosfat			preliminar
	soluție tampon, pH 6,			concentrându-se
	modul gradient			(0,04–0,5)10-3
Diasfer C16, 5 μm	AN - 0,01 M fosfat
	soluție tampon, pH 4,2

Un alt grup de pesticide, pentru care utilizarea HPLC este mai promițătoare decât cromatografia gazoasă capilară, sunt derivații de feniluree. Cele mai renumite dintre ele sunt linuron, monolinuron, pirazonă și sulfoniluree (clorsulfuron, thifensulfuron, rimsulfuron, metilsulfuron etc.).

HPLC este utilizat pe scară largă pentru separarea și determinarea carbamaților. O atenție deosebită este acordată definiției carbaryl, propharm, methiocarb. Condițiile pentru separarea fenilureelor, sulfonilureelor \u200b\u200bși carbamaților sunt apropiate de condițiile pentru separarea triazinelor.

Gama de detectoare utilizate include: un detector cu matrice de diode, detectoare UV, fluorometrice și spectrometrice de masă. Detectorul amperometric este utilizat pe scară largă. Acest detector oferă un câștig de sensibilitate în comparație cu UV la determinarea carbamatului și a derivaților ureei (aldicarb, carbaryl, cloropropharma, dimetoat, metocarocar) de aproximativ 10 ori. Câteva exemple de separare a sulfonilureelor, fenilureelor \u200b\u200bși carbamaților sunt prezentate în tabel. 15 și fig. 21.

Erbicide selective - derivați ai acidului fenoxiacetic (2,4-D, dicamba, bentazonă, tricloropir etc.), este de asemenea preferabil să se determine HPLC. Faza staționară este geluri de silice hidrofobe, faza mobilă este un amestec de acetonitril sau metanol cu \u200b\u200bsoluții tampon sau apă cu adaos de acizi. Alegerea pH-ului fazei mobile este deosebit de importantă în analiza compușilor acizi; valoarea sa este aleasă mai mică decât pKa compușilor separați. Pentru a crește selectivitatea separării, puteți utiliza și versiunea de perechi de ioni a HPLC cu fază inversă.

Figura: 21. Cromatograma extractului de sol cu \u200b\u200badaos (10mkg / g) de erbicide, derivați de feniluree: 1 - cinosulfuron; 2 - metil tiofenesulfuron; 3 - metilsulfuron metil; 4 - metil sulfometuron; 5 - clorsulfuron.

Coloană de oțel (100x4,6 mm), silicagel C18, 3 microni. Metanol în fază mobilă - soluție de acid fosforic 0,1% (45:55). Detector spectrofotometric, 226 nm

Trietilamina este utilizată ca reactiv cu perechi de ioni pentru a crește retenția dicamba, bentazonei, benazolinei, 2,4-D și MCPA (acid 2-metil-4-clorofenoxiacetic) pe silicagel octadecilic în domeniul pH-ului neutru. Astfel, erbicidele acide sunt determinate în apa potabilă și subterană (Tabelul 15). Detectarea se efectuează cu un detector UV, cele mai mici limite de detecție sunt obținute pentru un detector UV cu o matrice de diode.

O sarcină importantă este, de asemenea, separarea amestecurilor care conțin pesticide de diferite clase, deoarece în obiectele de mediu acestea

geluri de silice hidrofobizate: compușii polari sunt eluați chiar și la un conținut scăzut de acetonitril (20-30)% în faza mobilă, mai hidrofob cu un conținut mai mare (până la 70%), prin urmare, se utilizează un mod de eluare gradient pentru separarea amestecurilor. Exemple de separare a amestecurilor de pesticide sunt prezentate în Fig. 22, 23.

Figura: 22. Cromatograma apei cu adaos de pesticide (0,2 mg / l) după concentrația preliminară de sorbție: 1 - disisopropilatrazină; 2 - metamitron; 3 - clordiazonă; 4 - disetilatrazină; 5 - crimidină; 6 - carbetamidă; 7 - bromacil; 8 - simazină; 9 - cianazină; 10 - disetilterbutilazină; 11 - carbutilat; 12 - metabenztiazuron; 13 - clortoluron; 14 - atrazină; 15 - monolinuron; 16 - izoproturon; 17 - metazaclor; 18 - metaprotrin; 19 - dimefuron; 20 - sebutilazină; 21 - propazin; 22 - tetbutilazină; 23 - linuron; 24 - clorochuron; 25 - prometrina; 26 - clorprofarmă; 27 - terbutrin; 28 - metolaclor; 29 - pencitsuron; 30 - bifenox; 31 - perdimetalină.

Coloană: LiChroCART (250x4 mm), Superspher 100 RP-18, 5 μm; acetonitril fază mobilă - 1 mM acetat de amoniu (mod gradient - acetonitril 25-90%). Detector spectrofotometric, 220 nm

Figura: 23. Cromatograma separării unui amestec de pesticide: 1-metabolit benomil (2 μg / ml); 2 - acetamiprid (4 μg / ml); 3 - lenacil (10 μg / ml); 4

- dicamba (4mkg / ml); 5 - clorsulfuron (5 μg / ml); 6 - thiram (5 μg / ml); 7 - clorosulfoximă (8 μg / ml); 8 - penconazol (5 μg / ml); 9 - linuron (5 μg / ml); 10 - fludioxonil (5 μg / ml); 11-propiconazol (5 μg / ml); 12 - difenoconazol (5 μg / ml).

Condiții de determinare cromatografică: Coloana Diasfer C16 (150x4,6) mm cu o dimensiune medie a particulelor de 5 μm; soluție tampon de fosfat acetonitri-0,01 M în fază mobilă (pH 4,2) (40:60). Viteza fazei mobile este de 1 ml / min. Detector spectrofotometric (230 nm)

Separarea pesticidelor organoclorurate prin HPLC este încă în studiu. Acest lucru se datorează parțial lipsei metodelor de detectare selectivă disponibile în general după separarea prin cromatografie în fază inversă. Limita de detecție pentru pesticidele organoclorurate (cum ar fi DDT) și esterii acidului fenoxicarboxilic prin absorbție la 254 nm este de 1-15 și respectiv 15 μg.

Ca metodă de analiză a reziduurilor de pesticide organofosfat, HPLC nu a primit o distribuție adecvată. Acești compuși sunt detectați prin absorbanță la 254 nm, prin inhibarea colinesterazei și

polarografic. Se arată aplicabilitatea detectoarelor sensibile la fosfor în HPLC pentru detectarea selectivă a compușilor organofosforici.

Una dintre problemele importante care determină sensibilitatea determinării pesticidelor este metoda de detectare. Majoritatea studiilor se caracterizează prin utilizarea metodei spectrofotometrice, dar utilizarea sa este limitată de o serie de factori: nu toți compușii absorb bine, diferiții compuși au spectre de absorbție diferite. Prin urmare, este foarte dificil să găsești lungimea de undă adecvată. În mediu, pot exista și alți compuși, în prezența cărora determinarea pesticidelor va fi dificilă.

Recent, posibilitățile de detecție electrochimică (ECD) în cromatografia lichidă au fost studiate pe scară largă. Într-un efort de a îmbunătăți sensibilitatea determinării pesticidelor organoclorurate utilizând HPLC, Dolan și Sieber au proiectat o versiune îmbunătățită a detectorului conductometric electrolitic Coulson (ECDC). Acest detector se caracterizează printr-o selectivitate ridicată pentru determinarea compușilor organoclorurați, domeniul său liniar corespunde unei modificări a valorii concentrației în cadrul a cinci ordine de mărime, iar limita inferioară de detecție a lindanului este de 5-50 ng. Aplicabilitatea ECDC în sistemul analitic a fost demonstrată de exemplul analizei extractelor netratate de frunze de salată și apă de râu care conțin aldrin și dieldrin la concentrații mai mici de 10-4%. Utilizarea în acest caz a unui detector UV cu lungimea de undă de 254 sau 220 nm nu permite determinarea aldrinei și dieldrinei.

Limitele de detecție realizate cu detectoarele voltammetrice, simplitatea relativă a dispozitivului și costul rezonabil fac ca această metodă să fie destul de potrivită pentru analiza cantităților de substanțe organice. Când utilizați un EHD care funcționează în

modul de recuperare, una dintre problemele semnificative este recuperarea oxigenului dizolvat în eluant, al cărui vârf poate interfera cu determinarea analitului. Există diferite moduri de a elimina oxigenul dizolvat, dar la concentrații atât de scăzute de pesticide detectabile, nu este întotdeauna posibil să scăpați de cantitățile sale urme. În acest sens, dacă este posibil, determinarea pesticidelor se efectuează în intervalul potențial al anodului.

În combinație cu metoda HPLC, se folosește cel mai des detectarea amperometrică, în care potențialul electrodului de lucru este menținut constant și curentul care rezultă din oxidarea sau reducerea moleculelor electroactive este măsurat în funcție de timp. Detectorul amperometric permite determinarea unei game largi de pesticide cu sensibilitate ridicată: thiram, triazine (simazină, atrazină, cianazină, propazină și anilazină), pesticide carbamat (barban, baigon, benomil, clorprofam, landrin, mesurol, profam, sevin, aminzimamarb, desmenda ), pesticide fenilureice (metobromuron și linuron). Acești compuși sunt determinați utilizând un detector amperometric în ape, în majoritatea cazurilor limitele de detecție sunt mai mici decât cu un detector spectrofotometric. De exemplu, limita de detecție pentru aminocarb și carbendazim este mai mică de 1 μg / L, desmedifam și dicloran sunt mai mici de 5 μg / L, metamitronul este 10 ng / L, iar clorotoluron și izoproturon sunt 20 ng / L.

Determinarea hidrocarburilor aromatice policiclice

(PAH). Cromatografia lichidă este adesea utilizată pentru a determina HAP în ape și soluri. Atunci când este necesar să se determine simultan hidrocarburi aromatice volatile medii și scăzute, se alege de obicei cromatografia lichidă de înaltă performanță în fază inversă.

Datorită proprietăților unice și disponibilității largi a fazelor inversate de octadecil silice gel (ODS), majoritatea studiilor de HAP au fost efectuate pe aceste faze. Cu o scădere a lungimii lanțului radicalului hidrocarbonat altoit, valorile coeficientului de capacitate scad rapid, ceea ce complică semnificativ analiza amestecurilor de HAP multicomponente. Astfel, în condiții identice (compoziția fazei mobile, debitul eluantului, temperatura, dimensiunile coloanei), timpul de reținere a PAH-urilor pe o coloană cu Nucleosil C18 este de aproximativ două ori mai lung decât cel de pe Nucleosil C8. Se crede că moleculele de PAH sunt reținute pe suprafața nepolară a unui silicagel alchilic de către forțele van der Waals, iar rezistența legăturii crește odată cu creșterea lungimii lanțului lateral.

Sorbanții polari altoiți sunt utilizați și pentru separarea HAP. Radicalii de alchil (arii) alcani folosiți pentru modificarea suprafeței sorbanților conțin una sau mai multe grupări polare (-NH2, -NO2, -OH, -CN etc.). Mecanismul reținerii PAH pe sorbanți cu grupuri polare altoite este destul de complicat.

Se ia în considerare interacțiunea dintre sistemul electronic π al componentelor eșantionului și diversele structuri ale suprafeței polare. PAH-urile nesubstituite sunt eluate în ordinea creșterii greutății moleculare. În faza polară care conține grupe amino, reținerea PAH crește odată cu creșterea numărului de nuclei aromatici din moleculă. Spre deosebire de coloanele cu geluri de silice hidrofobe, prezența grupărilor alchil în moleculele de PAH pe faze polare afectează nesemnificativ ordinea de reținere, ceea ce face posibilă utilizarea acestor faze pentru fracționarea preliminară atunci când se analizează amestecuri complexe de PAH.

În practică, separarea PAH-urilor se realizează mai des pe gelurile de silice hidrofobe, deoarece selectivitatea separării este mai mare, reproductibilitatea rezultatelor este mai bună și se observă o durată de viață mai lungă a coloanelor cromatografice.

În varianta cromatografiei în fază inversă pentru separarea PAH-urilor, amestecurile apă-alcool (apă-metanol) și amestecurile apă-acetonitril sunt cel mai des utilizate ca eluant. Timpii relativi de retenție pentru HAP-urile individuale sunt foarte diferiți, prin urmare, un mod de eluare în gradient este utilizat mai des.

Există multe opțiuni pentru detectarea HAP: amperometrică, fluorescentă, ultravioletă. Cea mai frecvent utilizată detectare a fluorescenței PAH-urilor. HPLC în combinație cu un detector de fluorescență este o metodă selectivă și sensibilă pentru determinarea HAP în probe naturale. Detectorul spectrofotometric în regiunea UV și vizibilă pe o matrice de diode este util pentru analiza cantitativă și calitativă a PAH-urilor din probele de sol din domeniul nanogramelor, în timp ce detectorul de fluorescență este recomandat pentru analiza PAH-urilor din probele apoase din intervalul picogramelor.

Cea mai mare sensibilitate a unui detector de fluorescență poate fi obținută numai la lungimile de undă de excitație și fluorescență optime ale PAH-urilor individuale. Acest lucru este posibil doar prin programarea acestor lungimi de undă în timp. După optimizarea tuturor parametrilor individuali, limita minimă de detecție pentru PAH-urile individuale în apa potabilă atinge nivelul de 0,5 picograme.

Tehnicile EPA pe scară largă recomandă determinarea naftalenei, acenaftilenei, acenaftenei și fluorenei cu un detector de ultraviolete și utilizarea unui detector de fluorescență pentru toate celelalte HAP. În fig. 24 prezintă separarea unui amestec de 16 HAP prioritare.

Figura: 24. Cromatograma unui amestec standard de hidrocarburi aromatice policiclice EPA: 1 - naftalină; 2 - acenaftene; 3 - fluoren; 4 - fenantren; 5 - antracen; 6 - fluoranten; 7 - piren; 8 - 3,4-dibenz-antracen; 9 - crizenă; 10 - 3,4-benzfluoranten; 11 - 11,12-benzofluorant; 12 - 3,4-benzpiren; 13 - 1,2,5,6-dibenzanthrace și 1,12-benzperilen; 14 - 2,3-o-fenilenepiren.

Coloana (150x4,6mm) Mightysil RP-18; faza mobilă: (75:25)

acetonitril-apă: detector ─ fluorescentă, programarea lungimii de undă a fluorescenței

Determinarea HAP-urilor în obiecte de mediu, în special în ape

și solurile, este o problemă importantă în chimia analitică practică.

ÎN În literatură, există multe lucrări dedicate determinării HAP de HPLC în ape și soluri. Datele acestor lucrări sunt rezumate, respectiv, în tabel. 16 și 17.

Dificultățile în determinarea HAP prin HPLC sunt asociate cu necesitatea purificării preliminare a extractelor și cu dificultățile fundamentale în identificarea

chimic

structura

izomeric

conexiuni.

Tabelul 16. Determinarea HAP prin HPLC în ape

		HAP determinate	Faza stationara	Faza mobila	Detector	Cmin, ng / l
	Bând	Fl, B (b) F, B (k) F, B (a) P,		Acetonitril: apă
		B (g, h, i) P, Ind (1,2,3-cd) P	(250x4,6) mm, 5 microni	Mod gradient
	Contaminat			Acetonitril: apă
			(100x8) mm, 5 microni	Mod gradient
			Lichrospher RAS S-18	Acetonitril: apă
			(125 × 2) mm, 4 μm	Mod gradient
	Suprafaţă			Metanol: apă (85: 15) s
			(250x4,6) mm, 5 microni
			Spherisorb S5 RAS	Acetonitril: apă (80:20)
			(150 x 4,6) mm, 5 μm	modul isocratic
		Fl, B (b) F, B (k) F, B (a) P,		Metanol: apă (85:15)
		B (g, h, i) P, Ind (1,2,3-cd) P	(165 × 4,6) mm, 5 μm	modul isocratic
	Suprafaţă			Acetonitril: apă
			(250x4,6) mm, 5 microni	Mod gradient
		Fl, P, B (a) P		Acetonitril: apă
			(150 × 4) mm, 5 μm)	Mod gradient
	Natural		Lichrospher 100 RP-18	Acetonitril: apă (80:20)		0,5 ng / L (B (a) P)
			(125 × 4) mm, 5 μm	modul isocratic
		Fl, B (b) F, B (k) F, B (a) P,	SferisorbODS - 2	Acetonitril: apă (80:20)		~ 8 pg (B (a) P)
		B (g, h, i) P, Ind (1,2,3-cd) P	(300 × 4) mm, 5 μm	modul isocratic
	Urban		Hypersil Green PAH	Acetonitril: apă
			(100 × 4,6) mm, 5 μm)
				Mod gradient

Note: Fl - detector fluorescent; Amp - detector amperometric;

TCAA, acid tricloracetic; i-PrOH - izopropanol; 16 HAP - 16 HAP din amestecul standard EPA

Fl - fluoranten; P - piren; B (b) F - benz (b) fluoranten; B (k) F - benz (k) fluoranten; B (g, h, i) - benzo (g, h, i) perilenă;

Ind (1,2,3-cd) P - indeno (1,2,3-cd) piren;

SW - limită de detecție

Tabelul 17. Determinarea HAP-urilor prin HPLC în soluri

Tipul solului	Definit	Staționar	Mobil		C min,
Sedimentar		C18 ((250 × 4,6)	Acetonitril:
sedimente
			Gradient
Sol		C18 ((250 × 4,6)	Acetonitril:
	B (k) F, B (a) P,
			Gradient
Puternic			Acetonitril:
murdar			apă (80:20)
		ODS ((243 × 4)	Izocratic
			modul cue
		C18 ((250 × 4,6)	Acetonitril:
murdar
			Gradient
Sedimentar		C18 ((250 × 4,6)	Acetonitril:
sedimente
			Gradient

La analizarea eșantioanelor de ape ale râului, deoarece acestea pot conține impurități ale compușilor fluorescenți, la timpi de retenție relativă a PAH-urilor, s-a propus utilizarea separării preliminare a fracțiunilor PAH prin cromatografie în strat subțire (TLC) și analiza ulterioară a fracțiunilor individuale de PAH prin HPLC în fază inversă cu un detector de fluorescență.

În soluri și amestecuri naturale complexe de HAP, este uneori necesar să se utilizeze metoda HPLC în fază normală pentru a determina izomerii specifici ai HAP. Această metodă permite separarea și concentrația izomerilor greu de determinat în total

fracțiunile PAH datorate concentrațiilor scăzute sau datorită sensibilității și selectivității relativ scăzute a detectării fluorescenței. Este descrisă o metodă de separare a unui extract natural de sedimente marine pe silicagel de aminopropil. Această etapă preliminară furnizează fracțiuni care conțin numai HAP izomerici și izomeri substituiți cu alchil. Fracțiunile de HAP izomerice sunt analizate prin HPLC în fază inversă cu un detector de fluorescență.

Astfel, HPLC care utilizează detectoare fluorescente și ultraviolete permite determinarea PAH-urilor în diferite obiecte. Succesul analizei este determinat atât de condițiile de separare și detectare, cât și de pregătirea competentă a probei pentru analiză.

Determinarea poluării aerului. HPLC este utilizat mai rar pentru a determina contaminanții în apă decât în \u200b\u200bapă și sol. Această metodă este indispensabilă pentru determinarea compușilor organici toxici cu molecule ridicate și cu fierbere ridicată în aer: aceștia includ dioxine, pesticide, policlobifenili, HAP, fenoli, amine aromatice și imine, azarene (hidrocarburi heterociclice care conțin azot) și derivații lor metilici. În toate cazurile, componentele contaminante sunt capturate preliminar din aer în tuburi speciale de concentrare, iar după extragerea din faza adsorbantă, soluția rezultată este analizată prin HPLC.

Cea mai importantă este determinarea HAP în aer (MPC pentru aerul atmosferic este de 10-6 mg / m3, aerul în zona de lucru - 1,5.10-4 mg / m3), analiza concentratului se efectuează în același mod ca cel descris pentru apă și sol. O atenție deosebită este, de asemenea, acordată determinării fenolilor și crezolilor. Această sarcină este importantă pentru spațiile rezidențiale, deoarece materialele de construcție, acoperirile, mobilierul pot emite fenoli. Acestea sunt prinse prin pomparea aerului prin soluții alcaline sau pe soluții speciale

Căutarea metodelor optime pentru analiza pesticidelor este una dintre cele mai importante probleme în chimia analitică. Din punct de vedere modern, acestea includ în primul rând cromatografia gazoasă capilară (GC), cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC), cromatografia în strat subțire (TLC) și electroforeza capilară (CE). Aceste metode au o capacitate mare de separare necesară pentru analiza probelor multicomponente și o sensibilitate ridicată, permițând determinarea pesticidelor la un nivel de concentrație de 1 μg / dm 3 și mai mic.

Alegerea unei anumite metode de analiză este în mare măsură determinată de sarcina analitică în sine. Sarcinile tipice includ următoarele:

- determinarea pesticidelor în diferite etape ale producției lor, pregătirea formelor finite, în timpul depozitării acestora;

- determinarea cantităților reziduale de pesticide în produsele agricole, în sol și în apele naturale;

- determinarea pesticidelor în probe biologice;

- determinarea pesticidelor în alimente, în atmosferă, în apă potabilă.

Ultimele două sarcini sunt cele mai dificile, deoarece necesită determinarea simultană a substanțelor necunoscute, dar un set de compuși din întreaga listă a pesticidelor utilizate în practică, al căror număr depășește 1000 de nume. Sarcinile de acest tip sunt uneori numite sarcini de screening. Ele sunt rezolvate în principal prin metoda GC cu detecție spectrometrică de masă (GC-MS), atunci când identificarea pesticidelor se realizează utilizând o bibliotecă creată anterior de spectre de masă.

Având în vedere varietatea largă de pesticide, atunci când se aleg metode pentru determinarea lor, ar trebui să se acorde în mod evident preferință metodelor „universale”. Un laborator care lucrează pe principiul „pentru fiecare substanță, propria metodă de analiză” poate oferi o productivitate ridicată numai în raport cu o cantitate relativ mică de substanțe. Trecerea de la un grup de pesticide la altul necesită mult timp pentru reconstruirea și calibrarea instrumentelor, pregătirea standardelor etc.

Luând în considerare metodele analitice chimice din punctul de vedere al „universalității” lor în raport cu analiza pesticidelor, se pot face următoarele observații.

Metoda TLC este destul de sensibilă și ușor de implementat, dar datorită rezoluției sale relativ mici nu poate fi „universală”.

Metoda GC are o rezoluție foarte mare, dar aplicarea sa este limitată de labilitatea termică a unui număr de pesticide și de necesitatea de a implica diverse metode de derivatizare chimică a multor pesticide pentru a crește volatilitatea acestora.

Metoda de electroforeză capilară, având o rezoluție ridicată, nu oferă o sensibilitate la concentrație acceptabilă și necesită un grad foarte mare de concentrație a probei, ceea ce este adesea imposibil din cauza solubilității limitate a pesticidelor.

Metoda HPLC oferă o rezoluție suficientă pentru rezolvarea multor probleme, nu necesită, de regulă, derivatizarea preliminară și este potrivită pentru analiza pesticidelor termolabile. În combinație cu GC, vă permite să rezolvați aproape toate problemele și aceste două metode sunt cele mai utilizate pe scară largă în chimia analitică de mediu modernă.

Pesticidele, așa cum s-a menționat deja, sunt clasificate drept ecotoxicanți prioritari și, prin urmare, ar trebui să fie sub control constant în obiectele de mediu. Monitorizarea pesticidelor implică determinarea cantitativă a acestora într-o gamă largă de concentrații, inclusiv nivelul de fond. Printre metodele analitice aplicabile determinării pesticidelor se numără în principal opțiunile de cromatografie cu gaze și lichide de înaltă performanță.

Cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC) este una dintre cele mai informative metode analitice. Este utilizat pe scară largă în toate țările dezvoltate, dar, în comparație cu alte metode fizico-chimice de analiză, necesită personal înalt calificat, iar costul unei analize ajunge la câteva zeci și chiar sute de dolari SUA. Astfel, simplificarea procedurii de analiză HPLC în sine și reducerea costurilor acesteia este o sarcină importantă.

Dezavantajele indicate de HPLC se datorează faptului că pentru fiecare pesticid (sau grup de pesticide) documentele de reglementare își reglementează propria versiune „unică” a analizei HPLC. Acest lucru duce la necesitatea reconstruirii frecvente a cromatografului, care necesită mult timp și necesită o anumită experiență. În plus, un laborator analitic care efectuează analize folosind multe metode diferite trebuie să întrețină un depozit întreg de coloane scumpe, solvenți organici și probe standard de pesticide.

Pesticidele, determinate în practica mondială prin metoda HPLC, includ compuși volatili și termolabili. Acestea includ atrazină, simazină, clorprofam, linuron, clortoluron, alaclor, trifluoalină.

În analiza pesticidelor, se folosesc metode speciale de preparare a probelor, pe care pare util să le luăm în considerare mai detaliat.

Extracție lichid-lichid (LLE) - metoda clasică de extragere a pesticidelor din probele de apă. Extracția se efectuează de obicei de mai multe ori dintr-o probă apoasă de 500-1000 ml într-o pâlnie separatoare. Cel mai popular solvent este diclormetanul. Este capabil să extragă compuși cu polarități diferite și se evaporă ușor. Metodele 8120 și 8140 ale Agenției pentru Protecția Mediului (EPA US) utilizează LLE cu diclormetan pentru a determina 15 pesticide organoclorurate și 21 organofosfatice în apă. Pentru extragerea erbicidelor - derivați ai acizilor carboxilici - apa sursă este acidulată la pH<2 и затем экстрагируют неионизованные молекулы диэтиловым эфиром или дихлорметаном.

LLE clasic este dificil de automatizat, necesită volume mari de solvenți toxici și consumă foarte mult timp. Separarea straturilor de solvenți în analiza apelor foarte poluate este adesea împiedicată de formarea emulsiilor stabile. În astfel de cazuri, se recomandă o singură LLE pe termen lung într-o pâlnie de separare de 1 litru cu un solvent mai greu decât apa.

Deși LJE clasic are multe neajunsuri, acesta continuă să se îmbunătățească. Așa a apărut micro LLE, dezvoltat ca metodă alternativă pentru determinarea erbicidului alaclor și a doi dintre metaboliții săi. Principiul micro LLE - extracția dintr-un volum mare de apă (400 ml) cu un volum foarte mic de solvent (500 μl de toluen) - poate fi utilizat ca preparat de probă pentru analiza GC fără o etapă de evaporare, care este importantă pentru determinarea compușilor foarte volatili. Comparativ cu extracția în fază solidă, această metodă de preparare a probelor este mai rapidă și mai ieftină.

Un număr mare de erbicide diferite (feniluree, triazine, dinitroaniline, cloracetamide și uracile) sunt extrase din alimente prin agitare mecanică sau omogenizare cu solvenți organici precum metanol, acetonitril, adesea amestecat cu apă cu diclorometan sau acetat de etil, uneori la pH acid.

Erbicidele foarte polare, cum ar fi glifosatul, sunt insolubile în majoritatea solvenților organici și sunt extrase cu apă sau apă cu cloroform, uneori la pH acid. În această procedură, sunt extrase și alte componente solubile în apă (aminoacizi, aminoacizi etc.). Prezența lor interferează cu determinarea glifosatilor și face necesară purificarea extractelor, care se realizează cel mai adesea pe coloane cromatografice cu schimb de ioni.

Pesticidele bipiridinice (diquat și paraquat - compuși cuaternari de amoniu) sunt de obicei extrase din matrice prin reflux sau încălzire cu acizi sulfurici sau clorhidrici, urmată de extracție în fază solidă și cromatografie.

Extragere în fază solidă (SPE) este cunoscută ca metodă de preparare a probelor de 50 de ani. Avantajele sale sunt: \u200b\u200beconomisirea timpului și a solvenților, eliminarea riscului de emulsii, posibilitatea izolării urmelor de analit, posibilitatea automatizării. SPE este folosit în special în analiza apelor naturale.

SPE este utilizat în mod activ pentru determinarea pesticidelor triazinice și a produselor de degradare ale acestora - hidroxi- s -triazine, erbicide - derivați de uree, N - carbamati de metil și metaboliții lor polari, insecticide organoclorurate și organofosfatice, pesticide piretroide polare, pesticide triazol și pirimidină. Au fost dezvoltate metode pentru SPE a amestecurilor multicomponente, care includ un număr mare de pesticide din diferite clase. Pentru a crește eficiența extracției pesticidelor polare, se folosesc uneori coloane cu un amestec de doi sorbanți, de exemplu, fazele C18 și fenil.

În cazul SPE al acizilor pe faze C18, pentru a reduce pierderile, se recomandă acidificarea soluției probei la pH<2. Для ТФЭ неионных соединений иногда применяют графитированные сорбенты и фазы, представляющие собой макросетчатые стирол-дивинилбензольные полимеры. Для пестицидов триазиновой группы, производных мочевины и группы феноксикислот успешно используют картриджи с активированной графитированной сажей Carbopack B, rășini schimbătoare de ioni sub formă de acetat și faza propil-NH2. Pentru SPE a pesticidelor organofosfat, discuri cu membrană din polistiren-divinilbenzen de tipul " XAD ».

Extracția lichidului supercritic (SCLE) este o metodă relativ nouă utilizată pentru extragerea substanțelor folosind substanțe extractante speciale - fluide „supercritice”. Astfel de substanțe extractive pot fi CO 2 lichide, NH 3, propan, butan etc. Gazele listate se transformă într-o stare lichidă la presiuni ridicate, prin urmare, SCFE se efectuează în autoclave. După sfârșitul extracției, presiunea din autoclave este eliberată în atmosferă, gazul extractant scapă și numai substanțele extrase rămân în autoclavă. Acestea sunt dizolvate în solvenți adecvați și soluțiile analizate.

SCLE este utilizat în principal pentru analiza diferitelor clase de pesticide din soluri, țesuturi animale și vegetale. Eficiența extracției este reglată prin adăugarea altor solvenți la extractant. Cel mai comun cosolvent adăugat dioxidului de carbon este metanolul. Adăugarea acestuia face posibilă depășirea efectelor matricei atunci când pesticidele care sunt ferm legate de matrice nu sunt extrase cu dioxid de carbon pur. În plus, adăugarea de metanol sau acetonă crește solubilitatea compușilor polari în dioxid de carbon.

SCLE direct este rar folosit pentru a extrage analiți dintr-o matrice apoasă. Limitarea metodei este legată de problema formării gheții și problema eliminării apei

La sfârșitul pregătirii probei, determinarea cantitativă a pesticidelor se efectuează prin HPLC și adesea cu un detector UV.



Introducere

Capitolul 1. Metode existente pentru determinarea conținutului de pesticide în obiectele analizate (revizuirea literaturii)

1.1. Pregătirea probei utilizând extracția în fază solidă 6

1.2. Metode de caracterizare calitativă a pesticidelor 16

1.3. Analiza cantitativă a pesticidelor 20

Capitolul 2. Tehnică și condiții experimentale

2.1. Determinarea coeficienților de distribuție a pesticidelor în sistemul hexan / acetonitril folosind cromatografie lichidă de înaltă performanță gaz-lichid și fază inversă 24

2.2. Determinarea gradului de recuperare a pesticidelor din soluții apoase model folosind extracția în fază solidă 30

2.3. Determinarea indicilor de retenție liniar-logaritmică și a densităților optice relative ale pesticidelor în cromatografie lichidă de înaltă performanță în fază inversă 32

2.4. Cuantificarea conținutului de pesticide din obiectele vegetale prin metodele standardului extern și aditivului standard 34

2.5. Determinarea conținutului de pesticide în obiecte reale de plante.39

Capitolul 3. Evaluarea gradului de recuperare a pesticidelor din soluții apoase model în condiții de extracție în fază solidă pe baza coeficienților de distribuție a acestora în sistemul hexan / acetonitril și a parametrilor de hidrofobicitate

3.1. Caracteristici ale utilizării cromatografiei lichide de înaltă performanță în fază inversă pentru determinarea coeficienților de distribuție a pesticidelor în sistemul hexan / acetonitril 42

3.2. Estimarea parametrilor de hidrofobicitate a pesticidelor organofosforice potențiale prin indicii de retenție a acestora în cromatografia lichidă de înaltă performanță cu fază inversă 48

3.3. Evaluarea relației dintre gradul de extracție a pesticidelor din soluții apoase în timpul extracției în fază solidă cu coeficienții lor în sistemele octanol / apă și hexan / acetonitril 59

Capitolul 4. Interpretarea rezultatelor identificării și cuantificării pesticidelor din obiectele vegetale

4.1. Selectarea parametrilor analitici optimi pentru caracterizarea cromatografică a pesticidelor 63

4.2. Compararea metodelor externe standard și aditive standard pentru evaluarea conținutului de pesticide din obiectele vegetale 71

Referințe 92

Anexele 105

Introducere în muncă

Utilizarea pe scară largă a substanțelor chimice de protecție a plantelor face din analiza pesticidelor din produsele agricole și din obiectele de mediu una dintre sarcinile prioritare ale controlului analitic de mediu. În acest sens, precum și cu noile cerințe impuse de Rostekhregulirovanie pentru metodele de control, este necesar să se îmbunătățească vechile și să se dezvolte noi metode pentru determinarea micro-cantităților de pesticide [folosind gaz-lichid (GLC) și lichid de înaltă performanță (HPLC) - cromatografie], care ar combina simplitatea procedurii de determinare cu fiabilitate maximă a rezultatelor obținute. Noile abordări pentru determinarea urmei de ecotoxicanți pot ajuta la rezolvarea cu succes a acestei probleme.

Cele mai importante etape ale analizei pesticidelor sunt: \u200b\u200bpregătirea probelor și interpretarea finală a datelor, incluzând atât caracteristicile calitative, cât și cantitative ale compușilor analizați. Pregătirea probei pentru analiză constă de obicei în extracție, reextracție și curățarea coloanelor. Extragerea în fază solidă (SPE) este o abordare alternativă la implementarea sa. Acesta combină o serie de proceduri de mai sus într-una singură, ceea ce economisește timp și reactivi. Cu toate acestea, optimizarea procesului SPE necesită unele informații cu privire la substanțele țintă, în special cu privire la coeficienții lor de distribuție în sistemele de solvenți heterofazici 1-octanol / apă (log P) și hexan / acetonitril (Kp). În literatura de referință privind pesticidele, împreună cu alte caracteristici fizico-chimice, sunt date valorile log P ale pesticidelor. Cu toate acestea, problema determinării lor este încă relevantă din cauza dificultăților existente care apar în procesul de determinare. Principalul este

formarea emulsiilor lent stratificate ale ambilor solvenți unul în celălalt. Acest lucru se reflectă în reproductibilitatea redusă între laboratoare a valorilor logice ale p pesticidelor. Prin urmare, pare important să se caracterizeze sistematic pesticidele din diferite grupuri chimice, în primul rând coeficienții lor de distribuție în sistemele octanol / apă și hexan / acetonitril, precum și indicii de retenție în cromatografia lichidă de înaltă performanță în fază inversă [RI (HPLC)]. Acestea din urmă pot fi utilizate nu numai pentru a identifica compușii analizați, ci și pentru a evalua parametrii de hidrofobitate ai acestora. Extinderea unei astfel de baze de date cu caracteristicile fizico-chimice ale pesticidelor și a gamei de compuși caracterizați va ajuta, pe de o parte, să efectueze pe deplin pregătirea probelor și, pe de altă parte, să le identifice. Cu toate acestea, unul dintre parametrii disponibili nu este suficient pentru o caracteristică calitativă sigură și sigură. Este necesar să se evalueze conținutul informațional al diferitelor combinații de parametri analitici ai pesticidelor, care vor permite rezolvarea problemei identificării acestora cu o fiabilitate maximă.

Etapa finală a analizei după prepararea eșantionului și caracteristicile calitative ale compușilor analizați este o evaluare cantitativă a conținutului acestora în eșantioanele studiate. Metodele existente de analiză cromatografică cantitativă a pesticidelor (calibrare absolută, metodă standard internă) nu pot fi numite optime. Metoda calibrării absolute în prezența erorilor sistematice în prepararea eșantionului (de regulă, din cauza pierderii substanțelor țintă în diferite etape) fără introducerea unor factori de corecție duce la rezultate subestimate, iar utilizarea metodei standard interne este limitată la căutarea compusului standard cerut și la o procedură preliminară suplimentară, laborioasă pentru prepararea specială a probelor. pentru a efectua definiția.

6 Astfel, scopul acestei lucrări a fost de a îmbunătăți cele existente și de a dezvolta noi metode de determinare a pesticidelor din obiectele vegetale. Pentru a rezolva această problemă, este necesar să se optimizeze fiecare dintre etapele principale ale analizei pesticidelor. Optimizarea propusă include: utilizarea SPE în etapa de pregătire a probei și în timpul interpretării finale a datelor, selectarea celei mai optime combinații de parametri analitici pentru identificarea cromatografică a pesticidelor, precum și selectarea și utilizarea unei metode pentru evaluarea cantitativă a acestora, care permite minimizarea erorilor de determinare sistematică.

Metode de caracterizare calitativă a pesticidelor

Identificarea pesticidelor (precum și a oricăror alte substanțe organice) în timpul analizei cromatografice (GLC și HPLC) se efectuează adesea în funcție de parametrii de retenție [timpii de retenție absolută și relativă, indicii de retenție (liniari, logaritmici, liniari-logaritmici)] pe faze de polaritate diferită (GLC) ) sau în diferite moduri de eluare (HPLC). Analiza calitativă a pesticidelor în timp absolut se efectuează în condiții stricte specificate, pe același dispozitiv folosind compușii standard (de referință) necesari. Mai puțin dependenți de condițiile specifice de analiză sunt timpul de retenție relativ (timpii de retenție în raport cu orice substanță standard). Acestea sunt semnificativ mai reproductibile în condiții de separare izotermă (GLC) și în condiții de eluție izocratică (HPLC). Ele pot fi utilizate pentru a compara datele obținute în diferite moduri staționare, pe diferite instrumente, în diferite laboratoare. Cu toate acestea, natura fazelor staționare (GLC), tipul de coloane și compoziția eluantului (HPLC) trebuie să rămână fixe. Se recomandă selectarea unui compus din aceeași clasă ca cel specificat ca conexiune standard. Dacă parametrii de retenție (indici de retenție (RI)) sunt determinați în raport cu două standarde, unul dintre acestea având un timp de retenție mai scurt și celălalt mai lung decât compusul dorit, atunci vor fi caracterizați de o reproductibilitate interlaboratorie chiar mai mare decât timpul de retenție relativ. Indicii de retenție pot fi prezentați în formă liniară, logaritmică și liniar-logaritmică. Indicii de retenție în formă logaritmică sunt utilizați în modul izoterm (GLC) sau în modul de eluție izocratică (HPLC). Când se analizează amestecuri complexe în condiții de temperatură programată a coloanei (GLC), se utilizează indicii de retenție liniară. Totuși, așa cum se arată în cea mai bună formă de reprezentare a parametrilor de retenție în aceste condiții, indicii de retenție liniar-logaritmici sunt. Avantajul lor este o reproductibilitate ridicată atât în \u200b\u200bmodul de programare a temperaturii liniare, cât și în modul izoterm (GLC), precum și în diferite moduri de eluare (izocratică, gradientă) a fazei mobile în HPLC. Indicii de retenție și-au găsit aplicarea nu numai în analiza pesticidelor, ci și în alți poluanți organici. Cu toate acestea, utilizarea parametrilor de retenție cromatografică este asociată cu estimări ambigue. Acest lucru se datorează posibilității reale a coincidenței lor cu parametrii de reținere a substanțelor coextractive prezente de obicei în probă (substanțele coextractive sunt compuși extrasați din matrice împreună cu analitul).

O altă modalitate de identificare a substanțelor se bazează pe utilizarea detectoarelor selective. Analiza cromatografică gazoasă a pesticidelor se efectuează folosind trei detectoare selective - detectoarele termometrice și flacără fotometrice sunt utilizate în analiza compușilor care conțin azot, fosfor, sulf și detectorul de captare a electronilor - în analiza substanțelor care conțin halogen. Utilizarea detectoarelor alternative este limitată de faptul că, deși unele dintre ele sunt înregistrate cu sensibilitatea necesară. Analiza pesticidelor în condiții de HPLC cu fază inversă se efectuează cu practic un detector selectiv cu ultraviolete (UV), a cărui selectivitate este controlată printr-o alegere de lungimi de undă fixe. Utilizarea matricilor de diode face posibilă înregistrarea absorbției la mai multe lungimi de undă, oferind astfel o probabilitate mare de caracterizare calitativă a pesticidelor.

Una dintre cele mai fiabile modalități de identificare a ecotoxicanților sunt metodele hibride bazate pe separarea cromatografică a analiților și identificarea ulterioară utilizând detectoare spectrale (de masă, infraroșu, cu emisii atomice). În acest caz, pe lângă cromatogramele cu parametri de retenție determinați, sunt înregistrate spectrele corespunzătoare (masă, infraroșu, emisie atomică) ale compușilor. Cu toate acestea, după cum sa menționat în „nicio metodă analitică cunoscută nu poate garanta identificarea fiabilă a oricărui compus.” Trebuie adăugat că utilizarea metodelor hibride este limitată de echipamente scumpe Avantajele și limitările fiecăreia dintre metodele utilizate pentru caracterizarea calitativă a pesticidelor sunt ilustrate în Tabelul 1.2.

Determinarea indicilor de retenție liniar-logaritmică și a densităților optice relative ale pesticidelor în cromatografie lichidă de înaltă performanță în fază inversă

Lucrările au folosit pesticide, a căror listă este prezentată în tabelul 2.1., Precum și compușii (1-23) cu formula structurală generală RRP (\u003d X) SR (tabelul 2.2.), Sintetizat la Institutul de compuși organoelementali (Moscova), proprietăți fizico-chimice care se caracterizează în. Separarea compușilor prin HPLC cu fază inversă a fost efectuată pe un cromatograf lichid Waters cu o coloană Nova-Pac Qg (3,9 x 150 mm) și detectare UV la 220 și 254 nm. Un amestec de acetonitril cu apă a fost utilizat ca fază mobilă; debitul eluantului a fost de 1 ml / min. Analiza a fost efectuată într-un mod de eluare în gradient cu o concentrație inițială de CH3CN de 10% și o rată de modificare de 1,5% pe minut. Timpul mort al sistemului a fost determinat prin dozarea unei soluții de bromură de potasiu (220 nm). Timpii de păstrare au fost înregistrați utilizând software-ul Millennium. Pentru a determina valorile RI, în probe a fost introdus un amestec de n-alchil fenil cetone de referință PhCOCnH2n + i (n \u003d 1-3,5). Indicii de retenție logaritmică liniară [RI (HPLC)] au fost calculați utilizând software-ul (QBasic) furnizat în manual. Pentru a calcula valorile RI (HPLC) ale compușilor cu timpi de retenție mai scurți decât cei ai primei componente de referință (acetofenona), a fost utilizat algoritmul de extrapolare a timpului de retenție, care este descris în. Pentru determinarea densităților optice relative Aotn. \u003d A (254) / A (220), cromatogramele au fost înregistrate în paralel la cele două lungimi de undă indicate cu calculul ulterior al raportului zonelor de vârf Aot „\u003d S (254) / S (220). Calculul parametrilor ecuației de regresie liniară a formei: log Р \u003d al + b, unde / - indicii de reținere a substanțelor în HPLC cu fază inversă, a, b - coeficienți ai ecuației; a fost realizat folosind software-ul Origin pentru Windows.

Estimările valorilor log P prin scheme aditive (pe baza creșterilor log P ale fragmentelor moleculare) au fost efectuate utilizând software-ul ACD și CS ChemDraw Ultra. Caracteristicile evaluării cantitative a conținutului de pesticide din obiectele vegetale [castraveți (congelați), paie, spice, cereale] au fost caracterizate prin exemplul a trei compuși: dimetoat, pirimicarb și malation. Soluțiile standard de pesticide în acetonă (chimic pură) cu o concentrație de 0,1 mg / ml (și 0,01 mg / ml pentru dimetoat) au fost preparate prin diluarea soluțiilor stoc stoc cu o concentrație de 1 mg / ml și adăugate cât mai uniform posibil (1-2 , 5 ml) în probe de plante netratate (martor), urmate de agitare și agitare timp de 5 min. Absența pesticidelor detectabile în probele martor a fost confirmată experimental când s-a utilizat prepararea probei pentru analiza cromatografică ulterioară a fost efectuată în două moduri: cu LE (castraveți, paie, urechi, cereale) și folosind TFE (castraveți) Pregătirea probelor folosind extracția lichidă. Probele care conțin dimetoat și malation au fost preparate conform metodei de determinare în grup a pesticidelor organofosforice. A inclus extracția pesticidelor din probe de castraveți cu 50% acetonă apoasă (s-a folosit o baie cu ultrasunete pentru a crește eficiența extracției).

Extractele rezultate au fost filtrate printr-un filtru de hârtie. Turta cu filtru a fost spălată cu acetonă apoasă 50%. Extragerea repetată a pesticidelor din soluțiile apoase de acetonă a fost efectuată cu diclormetan (de trei ori, câte 30 ml fiecare). Soluțiile de diclorometan au fost uscate trecându-le printr-un strat de sulfat de sodiu anhidru (grad analitic) și evaporate până la uscare într-o hotă de fum la temperatura camerei într-un curent de aer. Reziduul uscat a fost dizolvat în 10 ml hexan și cromatografiat. Pregătirea probelor care conțin pirimicarb a fost efectuată folosind procedura descrisă în. Se bazează pe extracția pesticidului din obiectele analizate cu o soluție 0,1 N de acid clorhidric. Extractele rezultate au fost soluție de hidroxid de sodiu 1 N podslushivaet la pH 8-10 și au fost extrase din nou cu cloroform de pirimicarb (două porții de 75 ml). Extractele de cloroform au fost uscate trecându-le printr-un strat de sulfat de sodiu anhidru și evaporate la sec într-o hotă de fum la temperatura camerei într-un curent de aer. Reziduul uscat a fost dizolvat în 10 ml hexan și cromatografiat. Pregătirea probei utilizând extracția în fază solidă. Pesticidele din probele analizate au fost extrase cu acetonă apoasă 50% (într-o baie cu ultrasunete). După filtrarea soluțiilor apoase de acetonă și spălarea tortului de filtrare (acetonă apoasă 50%), acetonă din extractele combinate a fost complet evaporată. Soluțiile apoase rămase au fost filtrate din nou printr-un filtru de hârtie. Înainte de a utiliza absorbanții domestici Diapak S16 (lot nr. 1002), aceștia au fost activați (pentru activarea cartușelor, vezi paragraful 2.2 de mai sus). După aceea, soluțiile apoase analizate au fost pompate prin cartușe la o rată de cel mult 2 ml / min, creând un vid la ieșire cu o pompă cu jet de apă. Apoi cartușele au fost uscate timp de 30 de minute într-un curent de heliu. Solvenții de eluare utilizați au fost hexan (20 ml), diclormetan (20 ml) și acetonă (15 ml). Eluații au fost evaporați la sec într-o hotă de fum la temperatura camerei.

Reziduurile de evaporare au fost dizolvate în 10 ml hexan și cromatografiate. Analiza cromatografică gazoasă în prezența combinată a dimetoatului, pirimicarbului și malathionului a fost efectuată folosind un instrument Tsvet 55OM echipat cu un detector termoionic și o coloană de sticlă de 2 mx 3 mm umplută cu SP 2100 5% pe Chromosorb W (0,200-0,250 mm). Temperatura coloanei 220, evaporatorul 250, detectorul 390C. Debitul gazului purtător (azot) este 30 ml / min, hidrogen 14 ml / min, aer 200 ml / min. Analiza cromatografică gazoasă a dimetoatului a fost efectuată pe un instrument Tsvet 550M cu un detector termoionic și o coloană de sticlă de 1 mx 3 mm umplută cu 5% SE-30 pe Chromaton N Super (0,125 - 0,160 mm). Temperatura coloanei 200, evaporatorul 240, detectorul 320C. Consumul de gaz purtător (azot) este de 28 ml / min, hidrogen de 14 ml / min, aer 200 ml / min. O microsiringe Hamilton a fost utilizată pentru distribuirea probelor (1 μl). Evaluarea cantitativă a conținutului de pesticide din probele analizate utilizând metoda standard externă a fost efectuată conform ecuației (în toate cazurile, volumele analizate au fost aceleași și s-au ridicat la 10 ml):

Estimarea parametrilor de hidrofobicitate a pesticidelor organofosforice potențiale prin indicii de retenție a acestora în cromatografia lichidă de înaltă performanță cu fază inversă

Printre diferitele proprietăți ale compușilor organici, coeficienții de distribuție din sistemul 1-octanol / apă (log P) ocupă un loc special. Acest parametru, propus ca măsură a hidrofobicității compușilor organici, este utilizat în diverse scopuri. Unul dintre ele este prezicerea comportamentului ecotoxicanților în obiectele de mediu. Luarea în considerare a datelor cunoscute privind degradarea pesticidelor din plante și sol indică o dependență clar pronunțată a duratei de detectare a acestora în astfel de obiecte de parametrii hidrofobicității. De exemplu, caracteristicile comparative ale piretroizilor și pesticidelor organofosfatice (valorile log P ale piretroizilor sunt în medie cu 2-4 unități mai mari decât pentru FOP) indică o conservare mai lungă a piretroizilor în diferite culturi agricole (cu 1-2 săptămâni mai mult), în ciuda semnificativă norme de cheltuieli mai mici (de mai multe ori). Chiar și în cadrul unei clase de compuși, dependența duratei de înregistrare a pesticidelor din sol de hidrofobia lor este bine urmărită.

De exemplu, mai multe OP hidrofobe (log P 3-4) sunt detectate cu 5-15 zile mai mult decât mai puțin hidrofobe (log P 1). În plus față de evaluarea și prezicerea comportamentului pesticidelor în diferite obiecte de mediu, valorile log P pot fi utilizate ca unul dintre criteriile pentru selectarea de noi produse fitosanitare promițătoare. Astfel, se crede că activitatea insecticidă a organofosfaților se corelează, de asemenea, cu hidrofobia lor și, astfel, valorile log P pot fi utile în căutarea de noi insecticide. Atunci când se efectuează prepararea eșantionului utilizând TFE pe geluri de silice modificate, așa cum sa menționat într-o revizuire a literaturii, un număr de autori asociază eficiența extracției pesticidelor cu hidrofobia lor. Prin urmare, acest parametru prezintă interes nu numai pentru caracterizarea comportamentului ecologic sau pentru căutarea de noi pesticide promițătoare, ci și din punct de vedere analitic. Determinarea experimentală a log P în sistemul 1-octanol / apă este asociată cu dificultăți semnificative, dintre care principala ar trebui considerată formarea emulsiilor stratificate lent ale ambilor solvenți unul în celălalt. Acest lucru duce la stabilirea nerezonabil de lungă a echilibrului, a cărui absență se manifestă în reproductibilitatea redusă interlaboratorie a valorilor log P pentru multe substanțe (a se vedea c pentru unele estimări folosind pesticide ca exemplu). Metodele cunoscute pentru determinarea logului P pot fi împărțite condiționat în două grupe - directă și indirectă.

Metodele directe se bazează pe măsurarea directă a concentrațiilor de echilibru ale substanțelor în ambele (sau într-o singură, cel mai adesea apă) faze coexistente. Un exemplu clasic de astfel de metode este metoda folosită pe scară largă „agitați balonul”, care permite determinarea valorilor log P în intervalul de la -2,5 la +4,5. Cu toate acestea, în unele cazuri, reproductibilitatea interlaboratorie a datelor obținute cu ajutorul acestuia atinge ± 1,3 log P unități. Alte metode pentru determinarea jurnalului P sunt consumatoare de timp sau necesită utilizarea unor echipamente speciale. Dificultățile de măsurare directă a valorilor log P au condus la apariția unui număr mare de metode indirecte pentru estimarea lor. Unele dintre ele se bazează pe calcularea logului P conform schemelor aditive (bazate pe creșterile de log P ale fragmentelor moleculare, inclusiv utilizarea software-ului modern (ACD sau CS ChemDraw), altele presupun utilizarea ecuațiilor de regresie liniară cu doi parametri a formei (8), coeficienții cărora sunt calculați metoda celor mai mici pătrate în seturile de date pentru substanțele caracterizate anterior:

Parametrii A includ atât caracteristici moleculare - polarizabilitate (refracție moleculară), potențial de ionizare, moment dipol, precum și unele constante fizico-chimice - punctul de fierbere, solubilitatea în apă (numai în cadrul seriilor omoloage), precum și parametrii de retenție determinați experimental în HPLC cu fază inversă (de obicei utilizând factori de păstrare a jurnalului sau factori de capacitate jurnal k1). În ciuda numărului mare de exemple ale caracteristicilor hidrofobicității sorbaților în funcție de valorile log k (HPLC), astfel de invarianți cromatografici precum indicii de retenție, care sunt mai puțin dependenți de condițiile de separare decât factorii de capacitate, în aceste scopuri până acum

Compararea metodelor externe standard și aditive standard pentru evaluarea conținutului de pesticide din obiectele vegetale

Evaluarea nivelului de pesticide din obiectele vegetale este un pas crucial și final în determinarea urmei de ecotoxicanți. Revizuirea literaturii a menționat că în acest scop sunt utilizate două metode de analiză cromatografică cantitativă: cea mai populară este metoda standard externă (un fel de metodă de calibrare absolută) și metoda standard internă. Utilizarea pe scară largă a metodei standard externe se datorează probabil procedurii simple de determinare.

Constă în analiza soluțiilor standardului și a probei obținute din proba țintă cu determinarea ulterioară a concentrației de pesticide în proporție: unde Cx, Cst. - concentrația analitului în test și soluțiile standard; Mkh, Met. - cantitatea de analit din test și soluțiile standard (dacă volumele lor sunt egale); Px, Pst # - aria (înălțimea) vârfului analitului în soluțiile de testare și standard, Evaluarea componentei aleatorii a erorii rezultatelor determinării cantitative prin metoda standard externă se efectuează în conformitate cu următoarele rapoarte: unde 5СХ, 5Сst. 5MX, 8MST. erori la determinarea și stabilirea cantității de pesticide în soluțiile analizate și standard (dacă volumele lor sunt egale); 8PX, SPSCT. - erori la determinarea suprafețelor (înălțimilor) vârfurilor de pesticide în test și soluții standard. Cu toate acestea, în diferite etape de pregătire a probelor pentru analiza cromatografică, se pot observa pierderi semnificative de pesticide, ceea ce duce la o scădere a concentrației acestora în soluția finală de testare și, în consecință, la rezultate subestimate ale determinărilor. Revizuirea literaturii a menționat, de asemenea, că metoda standard internă reduce efectul prejudecății asupra rezultatelor finale ale analizelor. Avantajul său în acest caz ar fi incontestabil dacă nu ar exista dificultăți în alegerea standardelor interne. În același timp, o astfel de variație a metodei standard interne ca și metoda standard de adăugare nu și-a găsit încă aplicarea pentru a evalua conținutul de pesticide din obiecte de plante (și alte obiecte). Această metodă implică utilizarea compusului definit în sine ca standard intern. Pentru a stabili conținutul său într-un eșantion (Cx), este necesar să se analizeze două eșantioane: un eșantion inițial și un eșantion după introducerea în acesta a unei cantități cunoscute de aditiv standard.

Printr-o proporție simplă (dacă volumele analizate sunt egale) care leagă creșterea semnalului cromatografic cu adăugarea compusului testat, se determină conținutul inițial al acestuia în probă: cantitatea determinată de analit din proba inițială; MDOb. -adăugarea unui eșantion de comparație; Px, Px + ADAUGĂ. sunt ariile (înălțimile) vârfurilor analitului din probele corespunzătoare probei inițiale și probei cu aditiv; m este masa probei inițiale, V este volumul probei analizate. Eroarea aleatorie a rezultatelor determinărilor cantitative (5МХ) prin metoda adaosului standard (la 8 MDOb "SP și SV" 8 MDOb.) Poate fi estimată prin raportul: unde 8РХ, 8Рх + Дб ... Comparația expresiilor (15) și (16) arată că componenta aleatorie a erorii de determinare prin metoda de adăugare standard la Px Px + ext va fi mai mare decât prin metoda standard externă, deoarece (Px + AOb / (Px + ext - Px) »1, dar la Px + ext "Px și, în consecință, Px + ext / (Px + Ext - Px)" 1, sunt comparabile ca mărime. În plus, sursa sa suplimentară este o creștere dublă a numărului de operații experimentale în timpul pregătirii probei. Cu toate acestea, o scădere a influenței erorii sistematice atunci când se utilizează metoda de adăugare standard (precum și în metoda standard intern), de regulă, poate reduce semnificativ eroarea de determinare totală. Timpul petrecut pentru efectuarea determinărilor cromatografice utilizând metodele de adăugare standard și standard extern este aproximativ același.

Kochmola, Nikolay Maksimovich