Спосіб визначення хлорорганічних пестицидів у пилку рослин-медоносів

Реферат: UA 93542 U UA 93542 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до ветеринарії та до хіміко-токсикологічних досліджень харчових продуктів, а саме до визначення хлорорганічних пестицидів. Може бути використана у методиках щодо визначення хлорорганічних пестицидів в пилку медоносних рослин, з метою виявлення шляхів потрапляння цих небезпечних хімічних речовин до продуктів бджільництва. Корисна модель може бути використана у лабораторіях для проведення хіміко-токсикологічних досліджень продовольчої продукції усіх форм власності, для встановлення відповідності виробництва продукції бджільництва вимогам токсикологічної безпечності та розробки відповідних корегуючих заходів на покращення вищезазначених показників. Корисна модель належить до способу визначення хлорорганічних пестицидів у пилку медоносних рослин методом газової хроматографії. Особливу увагу приділяють визначенню таких хлорорганічних пестицидів як: гексахлорциклогексан та його ізомери; ДДТ та його метаболіти внаслідок того, що ці особливо токсичні пестициди широко використовувалися в минулому, на сьогоднішній день спостерігається їх надмірне накопичення у довкіллі, що веде до потрапляння їх у продукти харчування. Аналогом способу є методика для визначення вмісту залишкових кількостей пестицидів газохроматографічним методом у нежирових харчових продуктах [Продукти харчові нежирові. Визначення вмісту залишків пестицидів газохроматографічним методом. Частина 2. Методи екстрагування та очищання (EN 12393-2:1998, IDT) ДСТУ EN 12393-2:2003], а саме метод екстрагування ацетоном, рідинно-рідинне розподіляння з петролейним ефіром та очищення на колонці з Florisil. Принцип цього методу полягає в тому, що пробу гомогенізують в ацетонітрилі або у суміші вода/ацетонітрил, а екстракт фільтрують. Фільтрат екстрагують за допомогою петролейного ефіру. Цей екстракт очищують на колонці з флорисілом. Хлорорганічні пестициди елююють сумішами дієтіловий ефір/петролейний ефір. Елюати концентрують для визначення методом газової хроматографії [ДСТУ EN 12393-1:2003 Продукти харчові нежирові. Визначення вмісту залишків пестицидів газохроматографічним методом. Частина 1. Загальні положення; ДСТУ EN 12393-2:2003 Продукти харчові нежирові. Визначення вмісту залишків пестицидів газохроматографічним методом. Частина 2. методи екстрагування та очищання; ДСТУ EN 12393-2:2003 Продукти харчові нежирові. Визначення вмісту залишків пестицидів газохроматографічним методом. Частина 3. Визначення та підтверджу вальні випробування.]. Недоліком даного методу є те, що він потребує великих затрат реактивів; наважка проби для дослідження повинна бути не менш ніж 20-100 г, що є незручним при відборі проб пилку. Відмінністю аналога від заявленого способу є: 1. Наважка проби 20-50 г; 2. Екстракт елююють сумішшю діетиловий ефір/петролейний ефір. Прототипом корисної моделі, що заявляється, є визначення масової частки хлорорганічних пестицидів, згідно з методикою для вимірювання залишкових кількостей хлорорганічних пестицидів в борошні, крупі та хлібних виробах методом газової хроматографії, яка полягає в екстрагуванні хлорорганічних пестицидів із сировини органічними розчинниками, очисткою готового екстракту та дослідженням його у газохроматографічній системі [МУ №2142-80, МУ №4120-86. Методика выполнения измерений остаточных количеств хлорорганических пестицидов в муке, крупе и хлебных изделиях методом газовой хроматографии; MB №2142-80. Методические указания по определению хлорорганических пестицидов в воде, продуктах питания, кормах и табачных изделиях методом хроматографии в тонком слое.]. Прототип співпадає з корисною моделлю, що заявляється, в методі екстракції пестицидів із проби. Недоліком прототипу є використання великого об'єму розчинників; очистка екстракту сірчаною кислотою, що може призвести до пошкодження капілярної колонки хроматографа; екстракт з проби, відповідно до методики прототипу, випарюють досуха, внаслідок чого виникають великі втрати залишкових кількостей пестицидів, що призводить до видачі хибних даних під час аналізу. Відмінностями прототипу від заявленого методу є: 1. Метод не призначений для визначення хлорорганічних пестицидів в пилку медоносних рослин; 2. При відборі проб для дослідження пилку медоносних рослин слід враховувати те, що його дуже важко набрати в кількості 50 г для дослідження; 3. Очистка екстракту сірчаною кислотою; 4. Випаровування гексанового екстракту досуха; 5. Використовуються інші умови роботи хроматографа. 1 UA 93542 U 5 В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб визначення хлорорганічних пестицидів у пилку рослин-медоносів, який включає екстрагування пестицидів із проби, очистку екстракту, концентрування та хроматографування. Спосіб виконується таким чином: вилучають хлорорганічні пестициди із проби органічним розчинником (гексаном), концентрують отриманий екстракт на ротаційному випарювачі під низьким тиском, очищують екстракт у патроні для твердофазної екстракції (ТФЕ), випаровують 3 очищений екстракт на ротаційному випарювачі під низьким тиском до об'єму 2-3 см та використовують для хроматографічного аналізу. Відмінності корисної моделі від прототипу узагальнені в таблиці 1. 10 Таблиця 1 Відмінності прототипу та запропонованого способу визначення хлорорганічних пестицидів у пилку рослин-медоносів Базова модель Запропонована модель 3 1. Наважка 50 г+100 см н-гексану або 3 1. Наважка 2 г+30 см н-гексану петролейного ефіру 2.Екстрагування пестицидів Залишають протягом 14 год.; або екстрагують пестициди трьома послідовними порціями Екстрагують пестициди н-гексаном у кількості 3 3 розчинника (н-гексан або ефір) по 35 см 30см протягом 1-1,5 годин на приладі для протягом 1,5 годин на приладі для струшування струшування 4. Фільтрація через паперовий фільтр 5. Промивання паперового фільтра 3 3 4-5 см н- гексану/ефіру 5 см н-гексану 6.Очищення гексанового екстракту Гексановий екстракт переносять у ділильну 3 воронку , місткістю 250 см та обережно по 3 стінці додають 1 см концентрованої сірчаної Гексановий екстракт випаровуємо на кислоти ; вміст ділильної воронки струшують ротаційному випарювачі при температурі 40 °С протягом 5-10 хвилин , дають шарам 3 під низьким тиском до 3 см , які далі наносимо в розшаруватися, зливають пофарбований шар патрон для твердофазної екстракції сірчаної кислоти; промивання гексанового екстракту сірчаною кислотою повторюють 4-5 разів до зникнення жовтого забарвлення 7. Очищений гексановий екстракт промивають Елююємо патрон для твердофазної екстракції, 3 дистильованою водою порціями по 10-15 см який знаходиться в твердофазному екстракторі, 3 до нейтральної реакції промивних вод (проба н-гексаном об'ємом 50 см зі швидкістю не за універсальним індикаторним папером )· більше 5 мл/хв. 8. Промитий екстракт фільтрують через беззольний фільтр «синя стрічка», на який нанесено 10 г безводного сульфату натрію. Фільтрат збирають в колбу. Фільтр з сульфатом натрію промивають невеликим (4-5 3 см ) об'ємом н-гексану , приєднуючи його до основного фільтрату . 8.Випарювання очищеного екстракту Екстракт упарюють досуха при температурі 3 40 °С, під низьким тиском. Сухий залишок Елюат випаровуємо до об'єму 2-3 см на 3 розчиняють в 1-3 см н- гексану і ротаційному випарювачі при температурі 40 °С використовують для хроматографічного під низьким тиском та використовуємо для аналізу. хроматографічного аналізу . Отриманий зразок підготовленої проби використовують для хроматографічного аналізу методом газової хроматографії з використанням детектора по захвату електронів. 2 UA 93542 U 5 10 15 20 25 30 35 40 В основу корисної моделі було поставлено задачуя розробити спосіб визначення хлорорганічних пестицидів у пилку рослин-медоносів, вдосконалити пробопідготовку проби, зробити її більш ефективною та простою, використовуючи невелику кількість наважки зразку, та максимально пристосувати метод з прототипу для використання в дослідженні пилку медоносних рослин. Поставлена задача вирішується наступним чином: для визначення хлорорганічних пестицидів у пилку, проводили його збір з генеративних частин (квітів) культур-медоносів в період їх цвітіння. Для цього зразки квітів енергійно струшували пензликами у паперові мішки, отриману суміш пилку та пильовиків розкладали на паперових рушниках, пильовики, тичинки та інші частини рослин видаляли, для аналізу залишали тільки пилкові зерна. Для екстрагування пестицидів 2 г пилку поміщали у конічну колбу. Пестициди екстрагували н-гексаном у кількості 3 30 см струшуючи 1-1,5 годин на приладі для струшування. Екстракт фільтрували через паперовий фільтр у круглодонну колбу зі шліфом. Колбу, в якій проводили екстрагування та 3 фільтр промиваємо 5 см гексану, який об'єднуємо з екстрактом. Отриманий екстракт 3 випаровували на ротаційному випарювачі при температурі 40 °С під низьким тиском до 3 см , які далі наносили в патрон для твердофазної екстракції. Підготовка патрона для твердофазної екстракції. В пустий патрон насипаємо шар активованого флорисілу висотою 2 см, шар безводного сульфату натрію також висотою 2 см і 3 змочуємо його 10 см гексану . Наносимо отриманий екстракт у підготовлений патрон. Елююємо патрон для твердофазної екстракці, який знаходиться в твердофазному екстракторі, н-гексаном 3 об'ємом 50 см зі швидкістю не більше 5 мл/хв. 3 Елюат випаровували до об'єму 2-3 см та використовували для хроматографічного аналізу. Хроматографічне розділення і кількісне визначення залишків пестицидів проводилося на газовому хроматографі Agilent 7890 A GS System з наступним режимом роботи: • температура інжектора - 250 °С; • колонка - Agilent HP-5MSI, (довжина 30 м; внутрішній діаметр 0,250 мм, товщина нерухомої фази 0,25 мкм ); • температура колонки -60 °С за 1 хв..; 325 °С за 5.42 хв.; 350 °С за 12.33 хв.; • детектор електронного захвату, температура детектора – 320 °С; • газ-носій - азот (1,0 мл/хв.); 3 Отриманий елюат переносили в віалки для проб об'ємом 1,5 см , які розміщували до треку автоінжектора. Об'єм введення - 1 мкл. Ідентифікація пестицидів здійснювалась за часом утримання, а кількісне визначення методом зовнішніх стандартів за площею піків. Межа кількісного визначення методу для хлорорганічних пестицидів становила 0,001 мг/кг. Для градуювання системи використовували стандартні розчини пестицидів (виробник спеціальне конструкторсько-технологічне бюро з дослідним виробництвом фізико-хімічного інституту ім. О.В.Богатського НАН України) у наступних концентраціях: 0,01; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3 3 мкг/см , яке проводили щоденно, перед початком роботи. Розчини готували в н-гексані. Для підтвердження достовірності результатів випробувань, кожного разу при проведенні досліджень готували пробу з добавкою, або використовували внутрішній референтний матеріал. Розрахунок пестицидів у пробі (мг/кг) проводили за формулою:  45 50 CV C-V m де: 3 С - концентрація пестицидів по калібрувальному графіку, мкг/см ; V - об'єм розчина, який аналізують, мл; m - наважка проби, г. Діапазон вимірювань і границя відносної похибки визначення масової концентрації пестицидів  , % при довірчій ймовірності Ρ = 0,95 у вказаних діапазонах вимірювання при застосуванні детектора по захвату електронів наведені у таблиці 2. 3 UA 93542 U Таблиця 2 Діапазон вимірювань і границя відносної похибки визначення масової концентрації пестицидів № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 5 10 15 20 25 Допустима Границя сумарної між відносної похибки Діапазон вимірювань розбіжність при довірчій Назва пестициду масової частки пестицидів, двома паралельними ймовірності Р=0,95, мг/кг результатами,  , %  ,% Альфа - ГХЦГ від 0,001 до 0,5 включно 20 30 Бета - ГХЦГ від 0,001 до 0,5 включно 20 30 Гамма - ГХЦГ від 0,001 до 0,5 включно 20 30 Гептахлор від 0,001 до 0,5 включно 20 30 Альдрін від 0,001 до 0,5 включно 20 30 4,4-ДДЕ від 0,001 до 0,5 включно 20 30 4,4-ДДД від 0,001 до 0,5 включно 20 30 4,4-ДДТ від 0,001 до 0,5 включно 20 30 Для реалізації заявленого способу використовували такі реагенти, матеріали та пристрої: • Газовий хроматограф " Agilent 7890 A GS System " з ЕЗД • Вакуумний ротаційний випарювач; • Струшувач лабораторний "Екрос 6500"; • Ваги лабораторні "AXIS" AD 220, 2-го класу точності, з межею зважування до 220 г; • Готові картриджі VARIAN 10 г (60,0 мл); • Патрони VARIAN для твердофазної екстракції пусті; • Прилад для твердофазної екстракції VARIAN; • Мірний лабораторний посуд; 3 • Віалки місткістю 2 см для зберігання зразків з гумовою мембраною, покритою тефлоном, що забезпечує герметичність, з пластмасовим ковпачком, Supelco; • Гексан для хроматографії фірми "Merk". • Сульфат натрію, безводний, х. ч., фірми «Fluka»; • Флорисіл для хроматографії фірми «Fluka»; • Стандартні зразки пестицидів (ДСЗУ, ФХИ ім. Богатского, Одеса, Україна) с концентрацією 3 100,0 мкг/см . Корисна модель ілюструється наступними прикладами: Приклад 1. Було відібрано 5 проб пилку рослини-медоносу соняшника. Проводили дослідження методом прототипу та заявленим методом. Приклад 2. Було відібрано 5 проб пилку рослини-медоносу гречихи. Проводили дослідження методом прототипу та заявленим методом. Приклад 3. Було відібрано 5 проб пилку рослини-медоносу липи. Проводили дослідження методом прототипу та заявленим методом. Порівняльна характеристика прототипу та запропонованого способу наведена в таблиці 3. 4 UA 93542 U Таблиця 3 Порівняльна характеристика прототипу та запропонованого способу визначення хлорорганічних пестицидів у пилку рослин-медоносів. ГХЦГ ДДТ № (та його Гептахлор (, , , - ізомери) пр метаболіти) мг/кг мг/кг об Корисна Корисна Корисна и Прототип Прототип Прототип модель модель модель 1 0,0024 0,0015 0,0026 0,0020