Определение нелетучих органических соединений методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии в токсикологических исследованиях

• Автор: Корягина, Надежда Леонидовна
• Шифр специальности: 05.11.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

1 .Введение

2.0Снор литературы

Газовая Хроматография - Масс-спектрометрия в токсикологических

2.1.Введение

2.2.Возможности метода газовой хроматографии-масс- 10 спектрометрии (ГХМС) в аналитической токсикологии.

2.3. Целевые вещества в токсикологических исследованиях

2.3.1. Фторацетат натрия

2.3.2.Алкилметилфосфоловые

2.3.3.Тиодигликоль

2.4.Дериватизация. Характеристика дериватизации как метода. За

дачи дериватизации

2.4.1. Дериватизация фторуксуной кислоты
2.4.2.Дериватизация метилфосфоновой кислоты и ес кислых эфиров
2.4.3.Дериватизация тиодигликоля
2.5.Характеристика методов подготовки проб к ГХ анализу. Специ- 30 фические особенности пробоподготовки в токсикологических исследованиях.
2.5.1 .Жидкостная экстракция
2.5.2.Статический парофазный анализ
2.5.3.Твердофазная экстракция
2.5.4.Твердофазная микроэкстракция
2.6. Заключение
З.Эксперименталънан часть
3.1.Оборудование
3.2.Материалы
3.2.1.Хроматографические материалы
3.2.2.Химические материалы
3.3.Объекты исследования
3.3.1 .Объекты исследования при определении фторацетата натрия
3.3.2.0бъекты исследования при определении метилфосфоновой ки
слоты и ее кислых эфиров.
З.З.З.Объекты исследования при определении тиодигликоля
3.4.Методики исследования
3.4.1. Процедуры обнаружения ФАН в различных матрицах
3.4.2. Процедуры исследования при определении метилфосфоновой 46 кислоты и еекислых эфиров в различных средах.
3.4.3. Процедуры исследования при определении тиодигликоля в 50 различных объектах
4.Результаты и их обсуждение
4.1.Постановка задачи. 51 Особенности следового химического анализа в токсикологической экспертизе.
4.2. Особенности выделения из матрицы, разделения и концентри- 54 рования ФАН. Оценка возможности создания унифицированной методики определения ФАН в различных средах.
4.2.1. Сравнение эффективности метода ГХМС в сочетании со ста
тическим Г1ФА и метода ГХМС в сочетании с ТФМЭ для определения ФАН в различных объектах.
4.3. Определение МФК и О-АМФК в почве
4.3.1. Результаты исследования зависимости степени извлечения МФК и О'АМФК при проведении ТФЭ от природы элюента.
4.3.2. Определение МФК и О-изопропил МФК в пробах материалов строительных конструкций бывшего предприятия по производству Ю/Х.
4.3.3. Определение МФК и О-АМФК в биопробах.
4.3.3.1. Выбор режима дериватизации МФК и О-АМФК.
4.3.3.2. Выбор режима силилирования МФК и О-АМФК с учетом биогенных компонентов плазмы крови. Определение биогенных компонентов плазмы крови, мешающих определению МФК и 0-АМФК.
4.3.3.4. Оценка селективности анализа МФК и О-АМФК в плазме крови
4.3.3.5. Оптимизирование процесса извлечения МФК и О-АМФК из биосред с использованием вакуумного концентратора.
4.3.3.6. Определение органических соединений, мешающих анализу МФК и О-АМФК в моче.
4.3.3.7. Применение метода ТФЭ для извлечения и концентрирования МФК и О-АМФК из мочи.
4.3.3.8.. Разработка процедуры определения МФК и О-АМФК в моче методом ГХМС в сочетании с ТФМЭ.
4.3.3.9. Преимущества применения метода ТФМЭ в режиме погружения микроволокна в пробу как альтернативы метода ТФЭ.
4.3.3.10. Особенности использования внутренних стандартов в следовом ГХМС анализе не летучих соединений
4.4.Сочетание аналитических параметров для ГХМС определения
тдг.
4.4.1. Разработка методики определения ТДГ в морской воде.
5.Выводы
6.Условные обозначения и сокращения.
Список литературных источников

1. Введение
Газовая хроматография (ГХ) с масс-спектрометрическим (МС) детектированием (ГХМС), часто называемая «золотым сечением» органического анализа, применяется в качестве базового метода в большинстве лабораторий, специализирующихся в области аналитической токсикологии. Круг органических соединений, анализируемых ГХМС, как известно, ограничен веществами, обладающими достаточной летучестью, либо веществами, образующими летучие производные. Анализ нелетучих органических соединений в виде производных методами ГХ и ГХМС в современной практике можно рассматривать как самостоятельную задачу, существенно более сложную, чем хорошо разработанные классические подходы к дериватизации летучих соединений (жирных кислот, фенолов и др.) в целях улучшения их хроматографических характеристик. Нелетучие органические соединения - высокополярпые и часто полифункциональные, должны быть дериватизированы с высоким выходом и образованием единственного типа производных, а не смеси продуктов. В настоящей работе объектом анализа являлись маркеры токсического воздействия - высокотоксичные соединения и продукты их трансформации (фтор - или фосфорсодержащие кислоты, полиолы) - полярные и термолабильиые. Некоторые из них способны давать при алкилировании смесь моио-и диэфиров. Реакции дериватизации таких соединений особенно чувствительны к мешающему влиянию матричных компонентов. Этим обстоятельством, а также высокой неспецифической сорбционной активностью и низкими степенями извлечения из гидрофильных матриц органическими растворителями этих соединений обусловлены особые требования, предъявляемые к процедурам, предшествующим дериватизации - выделению из матрицы, концентрированию и очистке фракции целевых веществ. Разработка унифицированных процедур подготовки к ГХМС анализу таких соединений в матрицах различной природы в большинстве случаев проблематична. Рациональным подходом является унификация отдельных стадий анализа.
Актуальность темы. Разработка химико-аналитических методов обнаружения, точной структурной идентификации и количественной оценки высокотоксичных веществ и продуктов их трансформации в объектах окружающей среды и биологических пробах человека и животных при токсикологических исследованиях является чрезвычайно актуальной задачей. Надёжные химико-аналитические методы выявления факта воздействия токсичных веществ, идентификации действующего фактора воздействия и оценки уровня экспозиции необходимы как компонент медицинских и судебно- медицинских мероприятий в случаях возможного применения высокотоксичных соединений в условиях военных конфликтов и террористических актов, а также при аварийных ситуациях на предприятиях по хранению и уничтожению химического оружия и других вредных веществ. В соответствии с частью 9 (приложение

держимому виалы добавляли 0,05 мл 6М раствора соляной кислоты и 0,01 мл ацетонитриль-ного раствора метафторбензойной кислоты с концентрацией 50 мг/дм3 в качестве внутреннего стандарта. Определение О-АМФК в приготовленном образце мочи проводили методом ТФМЭ с применением микроволокна 50/30 DVB/ Carboxen/PDMS StableFlex в режиме погружения микроволокна непосредственно в пробу. Микроволокно 15минут кондиционировали в инжекторе хроматографа при температуре 280°С, выдерживали 5 мин в герметично укупоренной виале над силилирующим реагентом МТБСТФА, по1ружали в подготовленный образец мочи на ЗОминут при постоянном перемешивании, проводили дериватизацию целевых веществ в течение 15минут в паровой фазе путем помещения микроволокна в виалу с силилирующим реагентом. Все операции проводили при комнатной температуре и постоянном перемешивании.
Термодесорбцию аналитов с микроволокна проводили в горячем инжекторе газового хроматографа в режиме “splitless”. Задержка сброса - 0,5 мин. Условия ГХМС анализа: режим программирования температуры: от 90 °С (1 мин.) со скоростью 10°/мин. до 280 °С. Температура инжектора и детектора - 250 °С и 280 “С, соответственно. Скорость подачи газа-носителя (Не) 1 мл/мин. Режим ионизации - ЭУ, энергия ионизирующих электронов 70 эВ. Съемку масс-хроматограмм проводили в режиме мониторинга избранных ионов (СИД): m/z 153,267.
3.4.3. Процедуры исследования при определении тиодигликоля в в морской воде
Морскую воду отбирали в герметично закрывающиеся стеклянные или пластиковые бутыли. Бутыль с водой встряхивали, пипеткой отбирали 5 мл и фильтровали через бумажный фильтр «красная лента». Аликвотную часть фильтрата (1 мл) помещали в виалу с коническим дном и упаривали досуха в вакуумном концентраторе при температуре 98°С (ориентировочное время упаривания 1 час). К сухому остатку добавляли 20 мм3 ацетонитрила, 10 мкл ацетонитрильного раствора лшшя-фторбензойной кислоты с концентрацией 8 нг/мкл, 20 мм3 МТБСТФА и подвергали ультразвуковой обработке в течение 3 мин. После этого реакционную смесь в течение 60 мин. выдерживали при 65 °С, периодически встряхивая. С помощью хроматографического шприца вместимостью 10 мм3 отбирали аликвоту, равную I мм3 и вводили в испаритель хроматографа.
Условия хроматографического разделения
ГХ разделение: температура испарителя 250°С; объем вводимой пробы 1 мм3; ввод пробы без деления потока (0.1 мин); температурная программа: начальная температура колонки 90°С, скорость подъема температуры 20°С/мин, конечная температура колонки 280°С,