Спосіб визначення канцерогенних n-нітрозамінів в грунті

Винахід відноситься до галузі санітарної охорони довкілля, зокрема до способів вимірювання забруднень навколишнього середовища канцерогенними речовинами. Відомим є спосіб визначення летких з водяною парою N-нітрозамінів в різних середовищах, який включає сумарне визначення N-нітрозамінів за продуктами їх розкладу бромисто-водневою кислотою в оцтовокислому середовищі, подальшим діазотуванням вільного NO+ реактивом Гриса та виміром оптичної густини за допомогою фотоколориметра [Кульдмяэ Л.А. "Обнаружение и суммарное определение N-нитрозаминов в пищевых продуктах, лекарственных средствах и других средах. - Таллин, 1984.-С.13]. Недоліками цього способу є неможливість кількісного визначення індивідуальних N-нітрозамінів, а тільки їх суми, похибки, притаманні методикам визначення за продуктами перетворення, довготривале виділення Nнітрозамінів з проби перегонкою з водяною парою, робота з бромистим воднем, небезпечним для здоров'я. Найбільш близьким до заявленого є спосіб визначення маси продукту Η (Ν-нітрозодиметиламіну) в грунті та рослинних матеріалах, який включає відновлення N-нітрозодиметиламіну в лужному середовищі цинковим порошком до гептилу, подальшим газовим екстрагуванням гептилу, визначенням його за реакцією з пнітробензальдегідом та кількісні виміри за продуктом відновлення на спектрофотометрі [Методика выполнения измерений массы продукта Н в почве и растительных материалах - ИНПЛАН-СФ-06-97, Москва, 1997]. До недоліків цього способу відноситься неточність кількісного визначення, пов'язана з перетворенням Nнітрозодиметиламіну в гептил, висока токсичність гептилу, дуже кропітка та довготривала пробопідготовка, яка потребує великої кількості реактивів; не визначена за часом та небезпечна віддувка утвореного гептилу, недостатня чутливість методу для визначення мікрокількостей Ν-нітрозамінів в грунті, визначення тільки одного нітрозаміну (Ν-нітрозодиметиламіну). В основу способу, який пропонується, поставлено завдання розширення діапазону досліджуваних Nнітрозамінів (НА), створення більш чутливого та експресного способу їх кількісного визначення в грунті. Поставлене завдання вирішено тим, що у способі визначення канцерогенних N-нітрозамінів в грунті, який включає виділення їх з грунту з наступним визначенням їх кількості, згідно із запропонованим винаходом виділення Ν-нітрозамінів здійснюється ультразвуковим екстрагуванням у розчинник, а кількість кожного з Nнітрозамінів визначають за допомогою газового хроматографа. Виділення N-нітрозамінів з грунту, яке проводили прямою екстракцією розчинником з використанням ультразвукової вібрації, значно скоротило час екстракції у порівнянні з часом, необхідним для перегонки з водяною парою, яка була використана у базовому способі від 1,5 години до 15 хвилин. Подальше використання газового хроматографа з полуменево-іонізаційним детектором дозволило розділити та ідентифікувати присутні в екстракті N-нітрозаміни і визначити кількості кожного із них за калібрувальним графіком, який будувався за стандартними розчинами в залежності: висота хроматографічного піка - кількість того чи іншого N-нітрозаміну в пробі. В результаті немає необхідності проводити перетворення N-нітрозаміну в гептил з наступною газовою екстракцією його (газова віддувка гептилу), що є додатковою затратою часу, реактивів, та може вносити додаткові похибки в результати досліджень. Крім того, при використанні способу, який ми наводимо як прототип, можливе визначення лише одного N-нітрозаміну, а саме N-нітрозодиметиламіну. В той же час відомо, що грунти містять, в залежності від наявності в них амінів, різні N-нітрозаміни, серед яких превалюють N-нітрозодиметиламін (НДМА) та N-нітрозодіетиламін (НДЕА). До того ж, саме ці сполуки є найбільш поширеними та активними в біологічному відношенні канцерогенами цього класу, що і обумовлює необхідність їх контролю в навколишньому середовищі, зокрема в грунті, особливо, зважаючи на здатність цих сполук циркулювати природними ланцюгами “повітрягрунт-рослини-людина”. Використання запропонованого способу дозволило не тільки розширити діапазон вимірюваних N-нітрозамінів, а і значно підвищити чутливість способу. Нижня межа визначення НДМА та НДЕА запропонованим способом складає 0.005мг/кг грунту, а у прототипі - 0,1мг/кг грунту. Приклад здійснення способу: 25г грунту вносили в колбу на 250мл, додавали 50мл хлористого метилену і екстрагували за допомогою ультразвукового диспергатора УЗДН-1 тричі по 5хв. Екстракт фільтрували через паперовий фільтр, промивали фільтр розчинником 2 рази по 15мл кожна промивка. Зібраний екстракт відганяли на ротаційному випарнику при температурі близько 40°С, доводячи об'єм проби до 1 мл, вводили пробу у систему хроматографа з полуменевоіонізаційним детектором. Умови хроматографування: температура термостата - 120°С; температура детектора - 200°С; температура випарника - 220°С; швидкість газу-носія - 30мл/хв.; насадка хроматографічної колонки - хроматон N-AW-HMDS (0,16-0,20мм); нерухома фаза 15% Carbowax - 4000; Кількісне визначення N-нітрозодиметиламіну та N-нітрозодиметиламіну, як найбільш поширених та активних в біологічному відношенні нітрозамінів, проводили одним з загально прийнятих у хроматографії методів - (метод абсолютного калібрування). Калібрувальний графік будували за шкалою залежності висоти піка від кількості НДМА та НДЕА у калібрувальних розчинах (шкала з п'яти стандартних розчинів різних концентрацій, які відповідають масі 0,1мкг; 0,5мкг; 1,0мкг; 1,5мкг; 2,0мкг кожного N-нітрозаміна - НДМА та НДЕА в хлористому метилені). Для перевірки можливості виділення НДМА і НДЕА із зразків ґрунту та обчислення коефіцієнта, що показує ступінь добування цих сполук з проби, готували серію дослідів з внесенням відомої кількості N-нітрозамінів в грунт та подальшою обробкою проби вищезазначеним способом. Результати наведено у таблиці. № п Внесено в грунт НДМА, мкг Визначено НДМА, мкг Кдоб. Kсep. Внесено в грунт НДЕА, мкг Визначено НДЕА, мкг Кдоб. Kсep. 1 2 3 5 5 5 0,5 5,00 10,00 0,36±0,02 3,75±0,19 7,62±0,37 0,71 0,75 0,76 0,74 0,50 5,00 10,00 0,42±0,02 4,00±0,15 8,30±0,38 0,84 0,80 0,83 0,82 Вміст N-нітрозамінів в грунту обчислювали за формулою: Cпр X= mk де: Спр - кількість речовини в пробі (знаходиться за калібрувальним графіком), мкг; m - маса досліджуваного зразка, кг; k - коефіцієнт, що показує ступінь добування НА з проби. Таким чином, запропонований спосіб порівняно з базовим характеризується розширенням діапазону Nнітрозамінів, які можливо визначати цим способом, значним скороченням часу на проведення аналізу, зниженням нижньої межі визначення, що дуже важливо для дослідження мікродомішок канцерогенних речовин, зменшенням небезпеки для дослідників за рахунок виключення роботи з гептилом.