Продукты пищевые методы определения массовой доли бенз(а)пирена. Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пирена в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых добавках методом высокоэффективной жидкостной хроматографии Приготовление град

стр. 1

стр. 2

стр. 3

стр. 4

стр. 5

стр. 6

стр. 7

стр. 8

стр. 9

стр. 10

стр. 11

стр. 12

стр. 13

стр. 14

стр. 15

стр. 16

стр. 17

стр. 18

стр. 19

ГОСТ 24104 .

Испаритель ротационный ИР-1М.

ГОСТ 25336 .

Баня водяная.

Мешалка магнитная типа ММ-ЗМ с электроподогревом.

Осветитель ультрафиолетовый типа «Хроматоскоп» со спектральным диапазоном 250 - 700 нм и лампой типа БУВ-15 в качестве источника УФ-излучения.

Камера хроматографическая стеклянная 40 х 40 х 40 см.

Пластинки стеклянные для тонкослойной хроматографии 5 х 20 и 20 х 20 см.

Колонка стеклянная хроматографическая длиной 500 мм и диаметром 20 мм с оттянутым внизу концом и резервуаром вместимостью 50 - 60 см 3 ПШ 14/23.

Холодильник ХПТ-2-400-29/32 ХС или ХШ-1-400-29/32 ХС по ГОСТ 25336 .

Алонж типа АИО-14/23-50 ТС или АИО-14/23-14/23-65 ТС по ГОСТ 25336 .

Линейка измерительная с ценой деления 0,1 см по ГОСТ 427 .

Дефлегматор 250-19/26-29/32 ТС или 300-19/26-29/32 по ГОСТ 25336 .

Насадка П-1-19/26-14/23-14/23 ТС или Н-2-19/26-14/23 ТС по ГОСТ 25336 .

ГОСТ 25336 .

ГОСТ 25336 . Цилиндры мерные 1-100, 1-250 или 3-100, 3-250 по ГОСТ 25336 .

Стакан химический В-1-100 или В-1-150 по ГОСТ 25336 .

Колбы К-1-100-29/32 ТХС, К-1-25Р-29/32 ТХС, К-1-500-29/32 ТХС или П-1-500-29/32 ТХС по ГОСТ 25336 .

Воронка Бюхнера 1 или 2, или 3 по ГОСТ 9147 .

Стаканчики для взвешивания (бюксы) СВ-14/8 или СВ-19/9, или СВ-24/10, или СВ-34/12 по ГОСТ 25336 .

Микрошприцы типов МШ-10, стеклянные капилляры.

Бумага индикаторная универсальная.

Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026 .

Скальпель или тонкий шпатель.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ Р 51652 или спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 .

Ацетонитрил по нормативному документу .

Целлюлоза микрокристаллическая порошковая по нормативному документу .

ГОСТ Р 51650-2000

Бенз(в)хризен, содержание основного вещества не менее 98 %.

Сефадекс LH-20.

Силикагель марки АСКГ по нормативному документу .

Допускается применение других средств измерений с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками, а также реактивов и материалов по качеству не ниже вышеуказанных.

5.2 Подготовка к испытанию

5.2.1 Подготовка растворителей

Растворители (н.гексан, этиловый спирт, ацетон, бензол) перегоняют общепринятым способом с дефлегматором.

Диметилформамид перегоняют, добавив в перегонную колбу 120 см 3 бензола и 36 см 3 воды на 1 дм 3 растворителя.

5.2.2 Приготовление ацетилированной целлюлозы

(50,0±2,0) г микрокристаллической целлюлозы помещают в плоскодонную колбу вместимостью 500 см 3 , добавляют приготовленную в отдельной колбе смесь 150 см 3 бензола или толуола, 70 см 3 уксусного ангидрида и 0,3 см 3 серной кислоты. Реакционную смесь перемешивают магнитной мешалкой в течение 6 - 8 ч, оставляют без перемешивания еще на 18 ч, после чего декантируют жидкую фазу, а остаток заливают 300 см 3 этилового спирта, перемешивают, оставляют в спирте на 24 ч, затем целлюлозу отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают 100 см 3 этилового спирта и дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод (по индикаторной бумаге).

Затем проверяют хроматографическую активность ацетилированной целлюлозы. Для этого за 3 - 4 ч до проведения анализа готовят смесь этилового спирта, ацетона и воды, взятых в объемном отношении 60:25:15, и выливают ее в выстланную полосками фильтровальной бумаги хроматографическую камеру. Высота слоя растворителя должна составлять 1,5 - 2 см. 1,5г ацетилированной целлюлозы суспензируют в 7 см 3 этилового спирта и выливают суспензию ровным слоем на стеклянную пластину 5 х 20 см, дают растворителю полностью испариться на воздухе и наносят на пластинку микрошприцем или стеклянным капилляром в точку 5 мкл раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 1 мкг/см 3 . Пластину помещают в хроматографическую камеру и оставляют в камере до тех пор, пока уровень растворителя поднимется не менее, чем на 100 мм от линии старта. По окончании хроматографии пластину вынимают, высушивают на воздухе и под лампой ультрафиолетового облучателя отмечают флуоресцирующее голубым цветом пятно бенз(а)пирена. Измеряют расстояние от стартовой линии до фронта растворителя и до середины пятна бенз(а)пирена; рассчитывают значение Rj, оценивающую скорость перемещения бенз(а)пирена по пластинке, по формуле:

где Х БП - расстояние от стартовой линии до середины пятна бенз(а)пирена, мм;

L - расстояние от стартовой линии до фронта растворителя, мм.

Значение Rj бенз(а)пирена должно составлять 0,1.

Для приготовления рабочей пластины 5 г ацетилированной целлюлозы суспензируют в 20 см 3 этилового спирта и выливают ровным слоем на пластину 20x20 см.

5.2.3 Приготовление стандартных растворов бенз(а)пирена и бенз(в)хризена

В стаканчики для взвешивания (бюксы) отвешивают по (10,0+0,2) мг бенз(а)пирена и бенз(в)хризена. Навески количественно переносят в мерные колбы вместимостью 100 см 3: бенз(а)пирен-бензолом, бенз(в)хризен-ацетонитрилом, затем объем раствора бенз(а)пирена доводят до метки бензолом, объем раствора бенз(в)хризена-ацетонитрилом. Полученные растворы имеют массовую концентрацию 100 мкг/см 3 . Растворы хранят в холодном темном месте не более трех месяцев.

5.2.4 Приготовление рабочих растворов бенз(а)пирена и бенз(в)хризена

Рабочие растворы готовят разведением стандартных растворов, используя пипетки вместимостью 1, 5 и 10 см 3 и мерные колбы вместимостью 100 см 3 , объем раствора доводят до метки соответствующим растворителем, перемешивают и хранят в холодном темном месте не более одного месяца.

Приготовление раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 1,0 мкг/см 3 (для определения методом спектрофлуориметрии): из стандартного раствора отбирают 1,0 см 3 и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см 3 ; объем раствора доводят до метки бензолом.

Приготовление раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 0,25: 1,0 и 5,0 мкг/см 3 (для определения методом высокоэффективной жидкостной хроматографии): из стандартного раствора отбирают 0,25; 1,0; 5,0 см 3 , соответственно, и переносят в мерные колбы вместимостью 100 см 3 ; объем растворов доводят до метки ацетонитрилом.

Приготовление растворов бенз(в)хризена массовой концентрации 0,5 и 10 мкг/см 3: из стандартного раствора отбирают 0,5 и 10 см 3 , соответственно, и переносят в мерные колбы вместимостью 100 см 3 ; объем каждого раствора доводят до метки ацетонитрилом.

5.2.5 Приготовление градуировочных растворов

Для приготовления градуировочных растворов смеси бенз(а)пирена и бенз(в)хризена в мерные колбы вместимостью 250 см 3 пипеткой вместимостью 1 см 3 переносят приведенные в таблице 2 объемы стандартного раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 100 мкг/см 3 и рабочего раствора бенз(в)хризена массовой концентрации 10 мкг/см 3 , доводят объем до метки ацетонитрилом. Полученные растворы перемешивают и хранят в темном холодном месте не более одного месяца.

Таблица 2

раствора Объем исходного раствора, см 3 Массовая концентрация в градуировочном растворе, мкг/см 3 Бенз(а)пирена массовой концентрации 100 мкг/см 3 Бенз(в)хризена массовой концентрации 10 мкг/см 3 Бенз(а)пирена Бенз(в)хризена

5.3 Проведение испытания

5.3.1 Выделение бенз(а)пирена из продукта

В круглодонную колбу или плоскодонную вместимостью 100 см 3 помещают навеску продукта массой 10 г, добавляют раствор, состоящий из 4 г гидроокиси калия в 50 см 3 92 %-ного этилового спирта. Содержимое колбы перемешивают встряхиванием. Колбу соединяют с обратным холодильником и нагревают на водяной бане или на магнитной мешалке при кипении реакционной смеси в течение 3 ч. Затем в колбу через холодильник добавляют 100 см 3 дистиллированной воды. Реакционную массу охлаждают до комнатной температуры. После охлаждения реакционную массу переносят в делительную воронку вместимостью 500 см 3 . В случае, если после гидролиза в реакционной массе остался твердый остаток, его отделяют на воронке Бюхнера, промывая остаток на фильтре 30 см 3 горячего этилового спирта. Жидкую фазу реакционной массы используют для экстракции. В делительную воронку добавляют 30 см 3 н.гексана. Содержимое воронки встряхивают и оставляют для расслаивания жидкостей. В случае образования эмульсии к смеси в делительной воронке добавляют 20 см 3 этилового спирта. После расслаивания нижнюю водно-спиртовую фазу сливают в колбу, а гексановый экстракт переливают в другую делительную воронку. Такую обработку реакционной массы проводят еще два раза, используя для экстракции н.гексан по 30 см 3 и этиловый спирт для расслаивания эмульсии порциями по 20 см 3 .

По окончании экстракции объединенный гексановый экстракт промывают в делительной воронке дистиллированной водой три раза по 30 см 3 , переносят экстракт в круглодонную колбу вместимостью 100 см 3 , фильтруя через слой безводного сульфата натрия на воронке с пористым фильтром. Раствор упаривают на ротационном испарителе до объема 50 см 3 при температуре водяной бани не выше 60 °С.

Упаренный экстракт переносят в делительную воронку вместимостью 500 см 3 и добавляют к нему 50 см 3 смеси диметилформамида и воды, взятых в объемном соотношении 9:1. Интенсивно встряхивают смесь в течение 1 мин, после расслаивания фаз нижнюю сливают в плоскодонную колбу вместимостью 200 см 3 , а из верхнего гексанового слоя снова проводят экстракцию 50 см 3 смеси диметилформамида и воды. Гексановый слой отбрасывают, объединенный в плоскодонной колбе диметилформамидный экстракт переносят в делительную воронку, добавляют 100 см 3 дистиллированной воды и проводят экстракцию из водной фазы гексаном трижды по 50 см 3 . Водную фазу отбрасывают, а гексановый экстракт промывают водой трижды по 30 см 3 , переносят в плоскодонную колбу, добавляют 10 г безводного сульфата натрия и выдерживают в течение одного часа, н.гексан упаривают на ротационном испарителе до объема 1,5 - 2,0 см 3 , оставшийся растворитель удаляют

ГОСТ Р 51650-2000

потоком воздуха через вакуумный алонж, соединенный с водоструйным насосом, остаток в колбе растворяют в 0,5 см 3 этилового спирта.

В стакан вместимостью 100 см 3 отвешивают (2,5 ± 0,2) г сефадекса LH-20, добавляют 20 см 3 этилового спирта и оставляют для набухания на 3 - 4 ч. Затем гель переносят, смывая небольшим количеством спирта, в стеклянную хроматографическую колонку, дают растворителю стечь таким образом, чтобы слой спирта над слоем сорбента оставался не ниже 2 мм. На подготовленную колонку наносят пипеткой остаток экстракта из колбы, трижды смывая его из колбы этиловым спиртом порциями по 0,5 см 3 . Элюирование из колонки полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирена, проводят 40 см 3 этилового спирта, первую фракцию объемом 12 см 3 отбрасывают, собирают вторую фракцию объемом 25 см 3 . Скорость элюирования растворителя 0,5 см 3 /мин обеспечивают, создавая небольшое избыточное давление потоком воздуха или азота через насадку, соединенную с воздуходувкой или газовым баллоном. Газ следует подавать через стеклянную трубку, заполненную силикагелем.

Колонку с сефадексом LH-20 можно использовать многократно. Для этого, не допуская высыхания сорбента после фракционирования, колонку промывают 25 см 3 этилового спирта и наносят следующую пробу.

Раствор второй фракции переносят в грушевидную колбу вместимостью 50 см 3 , растворитель упаривают до объема 0,5 - 1,0 см 3 , его остаток удаляют в потоке воздуха или азота.

Полученную фракцию, содержащую бенз(а)пирен, далее анализируют с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии или спектрофлуориметрическим методом.

Одновременно проводят контрольный опыт, проводя все стадии анализа с использованием реактивов согласно методике, но без навески продукта.

5.3.2 Определение содержания бенз(а)пирена методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

5.3.2.1 Условия хроматографии

Условия хроматографии подбираются в зависимости от вида применяемого жидкостного хроматографа и хроматографической колонки.

В качестве примера могут быть приведены следующие условия хроматографического определения бенз(а)пирена.

Жидкостный хроматограф «АИех-334» с флуоресцентным детектором «Kratos FS-970».

Колонка Supelcosil LC-PAM зернением 5 мк, длиной 150 мм, диаметром - 4,6 мм.

Флуориметрический детектор: длина волны возбуждающего света 300 нм, эмиссионный фильтр - 418 нм.

Подвижная фаза: ацетонитрил и вода в объемном соотношении 8:2.

Скорость элюирования - 2,0 см 3 /мин.

Объем вводимой пробы - 20 мкл.

Чувствительность усилителя подбирают таким образом, чтобы интенсивность сигналов бенз(а)пирена и внутреннего стандарта - бенз(в)хризена не превышала 95 % шкалы.

Время анализа - 15 мин; время удерживания бенз(а)пирена - 5 мин, бенз(в)хризена -13 мин.

Анализируемые растворы хроматографируют дважды в одинаковых условиях. Площади пиков измеряют с помощью интегратора или вручную как произведение высоты пика и его ширины на половине высоты.

Определение содержания бенз(а)пирена проводят методом внутреннего стандарта или методом добавок.

5.3.2.2 Определение содержания бенз(а)пирена в растворе (экстракте), полученном по 5.3.1, методом внутреннего стандарта

При использовании такого способа количественной оценки предварительно проводят градуировку хроматографа, используя градуировочные растворы, приготовленные по 5.2.5.

В условиях, указанных в 5.3.2.1, записывают по три хроматограммы для каждого из приготовленных растворов и измеряют площади пиков бенз(а)пирена и бенз(в)хризена. Определяют среднеарифметическое значение площади пиков бенз(а)пирена и бенз(в)хризена, рассчитанное из трех хроматограмм.

Градуировочный коэффициент К вычисляют по формуле

где и и 2 - массы введенных в хроматограф бенз(а)пирена (/л]) и бенз(в)хризена (т 2),мкг; 5) и ^2 - площади пиков бенз(а)пирена (.9])и бенз(в)хризена (Л^), см 3 .

Градуировочный коэффициент К рассчитывают для каждого раствора.

Его значения не должны отличаться от среднеарифметического значения градуировочного коэффициента из всех результатов более чем на 10 %.

При длине волны возбуждающего света 300 нм и эмиссионном фильтре 418 нм значение градуировочного коэффициента составляет 9,5.

Перед началом анализа на стадии подготовки проб к щелочному гидролизу в пробу продукта и пробу контрольного опыта вносят по 50 мкл раствора бенз(в)хризена массовой концентрации 0,5 мкг/см 3 . Обе пробы проводят через все стадии испытания, указанные в 5.3.1. Сухой остаток растворяют в 200 мкл ацетонитрила.

В условиях, указанных в 5.3.2.1, записывают хроматограммы раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 100 мкг/см 3 и раствора бенз(в)хризена массовой концентрации 100 мкг/см 3 , отмечают время выхода бенз(а)пирена и бенз(в)хризена. Затем записывают хроматограммы пробы контрольного опыта с добавкой бенз(в)хризена и пробы продукта с такой же добавкой бенз(в)хризена. Измеряют площади пиков бенз(а)пирена и бенз(в)хризена на хроматограммах пробы продукта и пробы контрольного опыта.

Для каждой пробы записывают по две хроматограммы. Из двух хроматограмм рассчитывают среднеарифметическое значение площади пиков бенз(а)пирена и бенз(в)хризена.

На основании полученных данных определяют массу бенз(а)пирена, мкг, в пробе продукта т\ и пробе контрольного опыта т 2 .

«72 - масса бенз(а)пирена в пробе контрольного опыта, мкг; т ст - масса бенз(в)хризена, введенного в пробу продукта и пробу контрольного опыта, мкг;

S"] и S 2 - площади пиков бенз(а)пирена на хроматограммах пробы продукта (.S"]) и пробы контрольного опыта (.S/), см 2 ;

Л/, Л/ - площади пиков бенз(в)хризена на хроматограммах пробы продукта (.SS) и пробы контрольного опыта (Л/), см 2 ;

К- градуировочный коэффициент, установленный по 5.3.2.2.

5.3.2.3 Определение содержания бенз(а)пирена в растворе (экстракте), полученном по 5.3.1, методом добавок

Для количественной оценки при использовании метода добавок одновременно с пробой продукта анализируют пробу контрольного опыта. Фракции, выделенные из проб продукта и контрольного опыта по 5.3.1, растворяют в 400 мкл ацетонитрила. Полученные растворы делят на две части, отбирая меньшую часть (40 мкл) в пробирку или грушевидную колбу.

Записывают хроматограммы пробы продукта, пробы контрольного опыта и хроматограмму раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 0,25 мкг/см 3 . Отмечают время выхода бенз(а)пирена.

В оставшиеся части пробы продукта и контрольного опыта (360 мкл) делают добавку 10 - 20 мкл раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 5 мкг/см 3 . Полученные растворы вновь вводят в хроматограф.

Все хроматограммы записывают дважды. Измеряют площади пиков бенз(а)пирена. Из двух хроматограмм рассчитывают среднеарифметическое значение площади пика бенз(а)пирена.

На основании полученных данных определяют массу бенз(а)пирена, мкг, в пробе продукта /77] и пробе контрольного опыта т 2:

т оп ■ S 1 . _ т к ■ S 3 (9)

S 2 - 0,95) ’ 2 5 4 - 0,95 3 ’

где /77 оп и /77 k - масса бенз(а)пирена, добавленная к части экстракта из пробы продукта (т оп) и пробы контрольного опыта (/%), мкг;

S"] и S 2 - площади пиков бенз(а)пирена на хроматограммах пробы продукта (.S"]) и пробы продукта с добавкой бенз(а)пирена (Л/), см 2 ;

Л/ и.S) - площади пиков бенз(а)пирена на хроматограммах пробы контрольного опыта (Л/) и пробы контрольного опыта с добавкой бенз(а)пирена (Л/), см 2 ;

0,9 - доля пробы, к которой делают добавку бенз(а)пирена.

5.3.3 Определение содержания бенз(а)пирена методом спектрофлуориметрии при комнатной температуре

При определении содержания бенз(а)пирена методом спектрофлуориметрии одновременно с пробой продукта анализируют пробу контрольного опыта, в которую добавлено 50 мкл раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 1 мкг/см 3 .

Полученные по 5.3.1 фракции, содержащие бенз(а)пирен, из пробы продукта и пробы контрольного опыта с добавкой, растворяют в 0,5 см 3 бензола и далее подвергают дополнительной очистке в тонком слое ацетилированной целлюлозы.

Для этого пластинку 20 х 20 см, подготовленную, как указано в 5.2.2, делят на два поля: боковое- шириной 1,5 - 2 см и основное, проводя по слою сорбента скальпелем или тонким шпателем разделительную полосу. На основное поле сплошной полосой, отступив 2 см от нижнего края пластинки и по 1 см с боковых краев, наносят раствор фракции, выделенной по 5.3.1. Раствор наносят с помощью тонко оттянутого капилляра или микрошприца, размер пятен не должен превышать 5 мм. Для количественного переноса вещества его дважды смывают со стенок колбы небольшим количеством бензола (0,4 - 0,6 см 3). На стартовую линию бокового поля наносят в точку 5 мкл раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 1 мкг/см 3 . После полного испарения растворителя пластинку помещают в предварительно насыщенную хроматографическую камеру под углом 70° - 85° и проводят элюирование в смеси этилового спирта, ацетона и воды, взятых в соотношении 60:25:15. Когда фронт растворителя достигнет 2 см от верхнего края пластинки, ее вынимают из камеры, высушивают на воздухе и проявляют хроматографическую зону бенз(а)пирена под лампой ультрафиолетового облучателя. Сорбент из зоны бенз(а)пирена с основного поля с помощью скальпеля или тонкого шпателя соскабливают с пластинки и переносят на стеклянный фильтр, с которого вещество элюируют в несколько приемов 50 см 3 бензола в колбы вместимостью 100 см 3 , далее растворитель упаривают до небольшого объема, остаток растворителя удаляют потоком воздуха и добавляют в колбу 1 см 3 бензола.

На спектрофлуориметре при длине волны возбуждающего света 386 нм в диапазоне 400 - 440 нм при скорости сканирования 60 нм/мин записывают спектры флуоресценции пробы продукта и пробы контрольного опыта с добавкой бенз(а)пирена.

Спектры растворов записывают в одном режиме усиления, регулируя щель и коэффициент усиления по раствору контрольной пробы так, чтобы сигнал бенз(а)пирена при 406 нм составлял 0,4 - 0,6 шкалы прибора. Для каждого раствора спектр записывают дважды, добиваясь хорошей воспроизводимости. На полученных спектрограммах в максимуме при 406 нм измеряют в миллиметрах высоту спектральной линии бенз(а)пирена для пробы продукта и пробы контрольного опыта. Рассчитывают среднее значение высот бенз(а)пирена по данным двух спектрограмм. При высоких уровнях содержания бенз(а)пирена в продукте пробы разбавляют бензолом и вновь записывают спектр в том же режиме усиления, что и для контрольной пробы.

Проводят два параллельных определения.

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю бенз(а)пирена в продукте Х\,%, или Х 2 , мг/кг, при использовании метода высокоэффективной жидкостной хроматографии вычисляют по формулам:

{т 1 - т 2) ■ 100 {т г - т 2) т ■ 1000 1000 “ т 10

где mi - масса бенз(а)пирена в пробе продукта, мкг;

m2 - масса бенз(а)пирена в пробе контрольного опыта, мкг; т - масса продукта, взятая для анализа, г.

5.4.2 Массовую долю бенз(а)пирена в продукте А), %, или Х 2 , мг/кг, при использовании метода спектрофлуориметрии вычисляют по формулам:

С ст НУ- 100 с СТ // V т ■ 1000 ■ 1000 ■

где с ст - массовая концентрация бенз(а)пирена в рабочем растворе, приготовленного по 5.2.4 и добавленного в пробу контрольного опыта, мкг/см 3 ;

высота спектральной линии бенз(а)пирена на спектрограмме пробы продукта, мм; высота спектральной линии бенз(а)пирена на спектрограмме пробы контрольного опыта, мм;

V- объем рабочего раствора бенз(а)пирена, добавленного в пробу контрольного опыта, см 3 ; т - масса навески продукта, взятого для испытания, г.

За окончательный результат испытания принимают среднеарифметическое двух параллельных определений с тем же числом значащих цифр.

Если расхождение между результатами параллельных определений не превышает \Х-у - ЙГ 2 | <

< 0,01 dX, где, Х 2 и X- результаты параллельных определений и их среднее арифметическое, а d - норматив контроля сходимости, то среднее арифметическое X принимают за результат анализа. В противном случае анализ повторяют. Значение норматива d приведено в таблице 3.

По полученному результату анализа X и значению относительной погрешности д, приведенной в таблице 3, рассчитывают абсолютную погрешность А = 0,(ШХ

Результат анализа представляют в виде (X± А), мг/кг или % при Р = 0,95.

5.5 Контроль точности результатов анализа

5.5.1 Сходимость параллельных определений контролируют для каждой анализируемой пробы согласно 5.3.

5.5.2 Для проведения контроля воспроизводимости используют рабочие пробы. Пробу делят на две равные части и анализируют в соответствии с методикой в разных лабораториях или в одной лаборатории, максимально варьируя условия проведения анализа, т. е используют разные наборы мерной посуды, анализы выполняют в разные дни или два различных аналитика.

Воспроизводимость контрольных анализов признают удовлетворительной, если \Х-у - Х 2 \ <

< 0,01 DX, где Л), Х 2 и X- результаты анализа одной и той же пробы, полученные в разных лабораториях или при варьирующих условиях в одной лаборатории и их среднее арифметическое значение, D - значение норматива внутреннего оперативного контроля воспроизводимости. Значение норматива D приведено в таблице 3.

Периодичность проведения контроля воспроизводимости - не реже одного раза в две недели

Таблица 3 - Диапазон измерений, значение характеристики относительной погрешности и нормативы оперативного контроля случайной составляющей относительной погрешности (сходимости и воспроизводимости) при доверительной вероятности Р = 0,95

5.5.3 Для проведения контроля точности используют рабочие пробы с известной добавкой бенз(а)пирена. Пробу делят на две равные части, первую из которых анализируют в соответствии с методикой, а во вторую вводят известную добавку бенз(а)пирена и затем также анализируют в соответствии с методикой. Величина добавки должна составлять 50 - 150 % содержания бензапирена в анализируемой пробе.

Точность контрольных анализов признают удовлетворительной, если |Л) - X- с \ < К, где Л), X и с - результаты контрольных анализов пробы с добавкой бенз(а)пирена, реальной пробы и величина добавки бенз(а)пирена соответственно; К - норматив оперативного контроля точности.

Набрано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» - тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6

ГОСТ Р 51650-2000

1 Область применения........................................................ 1

3 Отбор проб............................................................... 2

4 Метод низкотемпературной спектрофлуориметрии................................. 2

4.1 Аппаратура, материалы и реактивы.......................................... 2

4.2 Подготовка к испытанию................................................. 3

4.3 Проведение испытания................................................... 3

4.4 Обработка результатов................................................... 6

4.5 Контроль точности результатов анализа...................................... 6

5 Методы высокоэффективной жидкостной хроматографии и спектрофлуориметрии при

комнатной температуре...................................................... 7

5.1 Аппаратура, материалы и реактивы.......................................... 8

5.2 Подготовка к испытанию................................................. 9

5.3 Проведение испытания...................................................10

5.4 Обработка результатов...................................................13

5.5 Контроль точности результатов анализа......................................14

6 Требования техники безопасности..............................................15

7 Требования к квалификации оператора..........................................15

Приложение А Библиография

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПРОДУКТЫ ПИЩЕВЫЕ Методы определения массовой доли бенз(а)пирена

Methods for determination of benz(a)pyren fraction of total mass

Дата введения 2001-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на продовольственное сырье, пищевые продукты, пищевые и вкусовые добавки и устанавливает методы определения массовой доли бенз(а)пирена с применением спектрофлуориметрии при низкой и комнатной температуре и высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104 .

Испаритель ротационный ИР-1М.

Баня водяная.

Электроплитка бытовая с закрытой спиралью и регулятором нагревания по ГОСТ 14919 .

Сосуд Дьюара для жидкого азота любой вместимости

Ванны для хроматографирования (фотокюветы эмалированные).

Пластины стеклянные размером 15 х 30 и 20 х 40 см.

Колбы К-1-250-29/32 ТХС, К-1-100-29/32 ТХС, К-1-500-29/32 ТХС или П-1-500-29/32 ТХС по ГОСТ 25336 .

Холодильники ХИТ-1-300-14/23 ХС или ХИТ-1-400-14/23 ХС по ГОСТ 25336 .

Холодильники ХПТ-2-400-29/32 ХС и ХПТ-1-300-29/32 или ХПТ-400-29/32 ХС по ГОСТ 25336 .

Дефлегматор 250-19/26-29/32 ТС или дефлегматор 300-19/26-29/32 ТС по ГОСТ 25336 .

Пробирки стеклянные П2-10-180 ХС по ГОСТ 25336 .

Насадка П-1-19/26-14/23 ТС или Н2-19/23 по ГОСТ 25336 .

Насос водоструйный лабораторный по ГОСТ 25336 .

Пипетки вместимостью 1, 2, 5, 10 см 3 по ГОСТ 29228 и ГОСТ 29229 .

Воронка ВФО-32-ПОР 100-14/23 ХС или ВФО-32-ПОР 160-14/23 ХС по ГОСТ 25336 .

Пробирки мерные П-2-15-14/23 ХС по ГОСТ 1770 .

Воронка делительная ВД-1-500 или ВД-3-500 по ГОСТ 25336 .

Цилиндры мерные 1-100, 1-250 или 3-100, 3-250 по ГОСТ 25336 .

Стаканчики для взвешивания (бюксы) СВ-14/8, или СВ-19/9, или СВ-24/10, или СВ-34/12 по ГОСТ 25336 .

Термометр с пределами измерения температуры 0-250 °С с ценой деления 1 °С по ГОСТ 29224 .

Капилляры стеклянные, палочки стеклянные.

н.октан, ч., по нормативному документу .

н.гексан, ч., по нормативному документу .

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 или спирт этиловый ректификованный по ГОСТ Р 51652 .

Эфир петролейный фракция 40 - 70 °С по нормативному документу .

Алюминия окись для хроматографии 2 степени активности по нормативному документу .

Бенз(а)пирен, содержание основного вещества не менее 98 %.

1,12-Бензперилен, содержание основного вещества не менее 98 %.

Допускается применение других средств измерений с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками, а также реактивов и материалов по качеству не ниже указанных.

4.2 Подготовка к испытанию

4.2.1 Очистка растворителей

Растворители (н.октан, этиловый спирт, петролейный эфир, хлороформ и н.гексан) перегоняют общепринятым способом с дефлегматором.

4.2.2 Подготовка окиси алюминия

Окись алюминия высушивают в сушильном шкафу при температуре (250+4) °С в течение 4 ч и хранят в сосуде с пришлифованной пробкой.

4.2.3 Приготовление раствора бенз(а)пирена для тонкослойной хроматографии (раствор «свидетель») .

В бюксу отвешивают около 10 мг бенз(а)пирена, приливают несколько миллилитров петролей-ного эфира до полного растворения взятой навески.

Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см 3 и доводят объем раствора до метки петролейным эфиром. Срок хранения раствора не более трех месяцев в холодильнике.

4.2.4 Приготовление стандартного раствора бенз(а)пирена

В бюксу отвешивают (10,0 ± 0,2) мг бенз(а)пирена, приливают несколько миллилитров н.октана до полного растворения взятой навески. Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 100 см 3 и доводят до метки н.октаном. Массовая концентрация бенз(а)пирена в полученном растворе 100 мкг/см 3 . Раствор хранят в холодильнике. Срок годности раствора не более трех месяцев.

4.2.5 Приготовление рабочих растворов бенз(а)пирена

Рабочие растворы бенз(а)пирена массовой концентрации 0,1; 0,04 и 0,02 мкг/см 3 в н.октане готовят последовательным разведением исходного стандартного раствора бенз(а)пирена, приготовленного по 4.2.4, в мерных колбах с притертой пробкой вместимостью 100 см 3 . Растворы хранят в холодильнике. Срок годности растворов не более одного месяца.

4.2.6 Приготовление стандартного раствора 1,12-бензперилена (внутренний стандарт)

Для приготовления исходного раствора в бюксу отвешивают (10,0+0,2) мг 1,12-бензперилена, приливают несколько миллилитров н.октана до полного растворения взятой навески. Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 100 см 3 и доводят до метки н.октаном. Массовая концентрация 1,12-бензперилена в полученном растворе 100 мкг/см 3 . Раствор хранят в холодильнике. Срок годности раствора не более трех месяцев.

4.2.7 Приготовление рабочих растворов 1,12-бензперилена (растворы внутреннего стандарта)

Рабочие растворы 1,12-бензперилена массовой концентрации 0,01; 0,005; 0,002 и 0,001 мкг/см 3

готовят в н.октане последовательным разведением исходного стандартного раствора, приготовленного по 4.2.6, в мерных колбах с притертой пробкой вместимостью 100 см 3 . Растворы хранят в холодильнике. Срок годности растворов не более одного месяца.

4.3 Проведение испытания

4.3.1 Выделение бенз(а)пирена из продукта

В круглодонную колбу вместимостью 500 см 3 помещают навеску продукта массой 25 г, добавляют в колбу 20 см 3 дистиллированной воды, 200 см 3 этилового спирта и 20 г гидроокиси калия.

Содержимое колбы перемешивают встряхиванием. Колбу соединяют с обратным холодильником и нагревают на водяной бане при кипении реакционной смеси в течение 3 ч. Затем в колбу через холодильник добавляют 150 см 3 воды; колбу снимают с бани и охлаждают до комнатной температуры.

После охлаждения жидкую фазу реакционной смеси декантацией переносят в делительную воронку, оставляя остаток продукта в колбе. В колбу с остатком добавляют 150 см 3 н.гексана, содержимое колбы энергично перемешивают и н.гексан декантируют в делительную воронку.

Воронку закрывают пробкой и энергично встряхивают, затем закрепляют в штативе и оставляют для расслаивания жидкостей. Для разделения образовавшейся эмульсии к смеси в делительной воронке добавляют 20 см 3 этилового спирта. После расслаивания нижнюю водно-спиртовую фазу сливают обратно в колбу с осадком, а гексановый экстракт переливают в колбу вместимостью 500 см 3 .

Такую обработку реакционной смеси проводят еще два раза, используя для экстракции н.гексан по 100 см 3 и этиловый спирт для расслаивания эмульсии, порциями по 20 см 3 .

По окончании экстракции остаток в колбе и гидролизат отбрасывают, а экстракт промывают в делительной воронке дистиллированной водой три раза по 50 см 3 и упаривают порциями в предварительно взвешенной с точностью до второго знака после запятой круглодонной колбе вместимостью 250 см 3 на ротационном испарителе при температуре водяной бани не более 60 °С. Колбу с экстрактом оставляют в вытяжном шкафу для удаления следов растворителя, после чего вновь взвешивают. По разности между взвешиваниями определяют массу выделенного экстракта.

От экстракта в колбе отбирают 1 /5 часть в бюксу, не взвешивая. Колбу с остатком экстракта взвешивают. В бюксу с частью экстракта добавляют 0,1-0,2 см 3 раствора «свидетеля» бенз(а)пирена, приготовленного по 4.2.3. Содержимое бюксы и остаток в колбе растворяют в небольшом объеме петролейного эфира.

Для хроматографического разделения экстракта на стеклянную пластину размером 20x40 см равномерно насыпают окись алюминия. Затем с помощью стеклянной палочки, разделенной на три части (14, 1 и 3 см) резиновыми колечками толщиной 1 мм и шириной 3 мм, тщательно разравнивают окись алюминия.

Полученные растворы количественно наносят на подготовленную пластину стеклянными капиллярами: на узкую часть - раствор из бюксы («свидетель»), на широкую - экстракт продукта из колбы. Растворы наносят равномерно сплошной полосой, отступив от нижнего края пластины 7 - 8 см.

Пластину помещают в ванну для хроматографирования под небольшим 20° - 25° углом, наливают петролейный эфир так, чтобы он не доходил до линии нанесения пробы. Ванну накрывают стеклом и проводят хроматографию, доводя фронт растворителя до верхнего края пластины.

Не высушивая пластину, облучают ее ультрафиолетовым светом и по светящейся полосе «свидетеля» определяют место нахождения бенз(а)пирена в исследуемой пробе. Отмечают границы полосы бенз(а)пирена на хроматограмме исследуемой пробы. Пластину высушивают на воздухе в вытяжном шкафу.

Отмеченную на хроматограмме исследуемой пробы полоску окиси алюминия с помощью предметного стекла снимают с пластины и количественно переносят на пористую пластину фильтрующей воронки. Воронку соединяют с круглодонной колбой вместимостью 100 см 3 и бенз(а)пирен элюируют с окиси алюминия 50 см 3 бензола, добавляя бензол небольшими порциями и перемешивая окись алюминия на воронке палочкой. Бензол упаривают досуха на ротационном испарителе при температуре водяной бани не более 60 °С. Остаток в колбе октаном количественно переносят в пробирку. Объем раствора в пробирке не должен превышать 5 см 3 .

При анализе некоторых продуктов не происходит полного и четкого разделения флуоресцирующих компонентов образца при первичном хроматографировании выделенного из продукта экстракта. В этом случае на пластине выделяют более широкую полоску окиси алюминия на уровне «свидетеля»; бенз(а)пирен элюируют с окиси алюминия бензолом так, как описано выше, и остаток после упаривания растворяют в этиловом спирте и полученный спиртовой экстракт повторно хроматографируют.

Для хроматографического разделения спиртового экстракта используют пластину размером 15 х 30 см толщиной слоя окиси алюминия 0,3 мм. На пластине отделяют две полосы шириной 10 и 3 см. На широкую часть пластины наносят с помощью стеклянного капилляра спиртовой экстракт анализируемого продукта, на узкую - раствор бенз(а)пирена в петролейном эфире (раствор «свидетель»), Пластину помещают в ванну под углом 20 - 25° и проводят хроматографию в хлороформе, доводя фронт растворителя до верхнего края пластины. В ультрафиолетовом свете отмечают по «свидетелю» полосу окиси алюминия с бенз(а)пиреном исследуемого продукта. Затем бенз(а)пирен элюируют с окиси алюминия бензолом и проводят все дальнейшие операции так, как указано выше.

ГОСТ Р 51650-2000

Раствор бенз(а)пирена в н.октане переносят в пробирку. Объем раствора не должен превышать 5 см 3 при исходной навеске продукта 25 г.

В полученном растворе (экстракте) определяют содержание бенз(а)пирена методом низкотемпературной спектрофлуориметрии, используя для количественной оценки метод добавок или метод внутреннего стандарта.

4.3.2 Определение содержания бенз(а)пирена в растворе (экстракте), полученном по 4.3.1, методом добавок.

В три пробирки наливают пипеткой по 1 см 3 полученного раствора бенз(а)пирена в н.октане. Затем в первую пробирку приливают 2 см 3 н.октана. Во вторую пробирку приливают 1,5 см 3 н.октана и 0,5 см 3 рабочего раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 0,1 мкг/см 3 , приготовленного по 4.2.5. В третью пробирку вносят 1 см 3 н.октана и 1 см 3 того же рабочего раствора бенз(а)пирена, что и во вторую пробирку.

Спектрофлуориметрический анализ начинают с третьей пробирки. Для этого третью пробирку помещают в сосуд Дьюара с жидким азотом перед входной щелью спектрофотометра; устанавливают аналитическую линию флуоресценции бенз(а)пирена 403 нм при длине волны возбуждающего света 367 нм. Регулировкой коэффициента усиления и раскрытием щели, а также одновременной юстировкой пробирки в сосуде Дьюара добиваются максимального сигнала по регистрирующему прибору спектрофотометра (до 50 - 80 %), после чего записывают спектрограмму бенз(а)пирена в области 401 - 404 нм, фиксируя значение регистрирующего прибора спектрофотометра при длине волны 401 нм. Запись спектра повторяют дважды.

Затем последовательно замораживают в жидком азоте вторую и первую пробирки и записывают спектры флуоресценции в области длин волн 401 - 404 нм, обязательно выставляя перо самописца при длине волны 401 нм в то же положение, что при сканировании пробы в третьей пробирке.

Массовую концентрацию бенз(а)пирена в анализируемом экстракте определяют по графику, на котором по оси абсцисс откладывают значение добавки бенз(а)пирена (мкг), а по оси ординат - высоту пика максимума характеристической линии бенз(а)пирена при 403 нм, измеренную по полученным спектрограммам в миллиметрах.

Если массовая концентрация бенз(а)пирена в исследуемом растворе попадает в область, пригодную для измерений, то полученные экспериментальные точки лежат на одной прямой. Экстраполяция этой прямой до пересечения с осью абсцисс дает на ней отрезок, соответствующий содержанию бенз(а)пирена в растворе без добавки, т. е в 1 см 3 исследуемого раствора. В случае, если массовая концентрация бенз(а)пирена в анализируемом растворе выше верхнего предела диапазона измеряемых прибором концентраций, то проводят разбавление анализируемого раствора н.октаном.

4.3.3 Определение содержания бенз(а)пирена в растворе (экстракте), полученном по 4.3.1, методом внутреннего стандарта

В качестве внутреннего стандарта используют 1,12-бензперилен. В пробирку наливают 3 см 3 раствора бенз(а)пирена в н.октане, полученного по 4.3.1, и помещают в сосуд Дьюара с жидким азотом перед входной щелью спектрофотометра, устанавливают аналитическую линию 403 нм при длине волны возбуждающего света 367 нм и проводят запись спектра раствора в области длин волн 401 - 409 нм. По интенсивности линии (по высоте пика максимума характеристической линии бенз(а)пирена при 403 нм) оценивают приблизительное содержание бенз(а)пирена в пробе. В соответствии с этой оценкой далее в пробирку с 3 см 3 раствора бенз(а)пирена в н.октане добавляют раствор 1,12-бензперилена в таком количестве, чтобы в спектре пробы интенсивность 1,12-бензперилена при

406.3 нм была в 3 - 5 раз больше интенсивности линии бенз(а)пирена при длине волны 403 нм.

Проводят запись спектра в интервале длин волн 401 - 409 нм дважды.

Интенсивности характеристических линий бенз(а)пирена при 403 нм и 1,12-бензперилена при

406.3 нм (Н| и Н 2 соответственно) определяют по спектрограммам, измеряя высоты пиков в максимумах характеристических линий этих соединений в миллиметрах. В расчетах принимают среднюю величину. Рассчитывают коэффициент отношения (К) интенсивности линии бенз(а)пире-на (ЕГД к интенсивности линии 1,12-бензперилена (ЕГ 2), К = //]/// 2 .

Далее определяют этот коэффициент для стандартных растворов бенз(а)пирена (Х ст). Для этого в две пробирки наливают по 3 см 3 стандартных растворов бенз(а)пирена с массовой концентрацией 0,02 и 0,04 мкг/см 3 . В каждую из пробирок наливают такое же количество 1,12-бензперилена, что и в пробирку с пробой. Проводят дважды запись спектров каждого раствора в интервале длин волн 401 - 409 нм.

При этом обязательно следят за тем, чтобы положение пера самописца при длине волны 401 нм во всех случаях фиксировалось на одном уровне.

Далее по спектрограммам определяют интенсивность характеристических линий бенз(а)пирена при 403 нм и 1,12-бензперилена при 406,3 нм (Щ и Н 2 соответственно). В расчетах принимают среднее значение. Рассчитывают К ст = Н^Н 2 для каждой концентрации бенз(а)пирена.

Массовую концентрацию бенз(а)пирена в анализируемом растворе с, мкг/см 3 , вычисляют по формуле:

с с ст *К/К ст, (1)

где с ст - концентрация бенз(а)пирена в стандартном растворе, мкг/см 3 ;

К- коэффициент, найденный по спектрограмме анализируемого раствора с добавкой 1,12-бензперилена;

К С1 - коэффициент, найденный по спектрограммам стандартного раствора бенз(а)пирена с добавкой 1,12-бензперилена, значение которого ближе по значению к коэффициенту анализируемого раствора с соответствующей добавкой 1,12-бензперилена.

Проводят два параллельных определения и одновременно контрольный опыт, который проводят через все стадии анализа с использованием всех реактивов согласно методике, но без навески продукта.

4.4 Обработка результатов

Массовую долю бенз(а)пирена Л), %, X и Х 2 , мг/кг, вычисляют по формулам:

= (с - ер) ■m l V ■ 100 = (с - ер) ■ т 1 ■ V (2)

3 т 2 ■ т ■ 1000 ■ 1000 т 2 ■ т ’

_ (с - с 0) ■ V ■ т 1 (3)

где с - концентрация бенз(а)пирена, установленная по 4.3.2 или 4.3.3 в растворе (экстракте) анализируемого продукта, полученного по 4.3.1, мкг/см 3 ; с 0 - концентрация бенз(а)пирена в растворе контрольного опыта, полученного по 4.3.1, мкг/см 3 ; V- объем раствора бенз(а)пирена, выделенного из анализируемой пробы продукта, см 3 ;

/«I - масса экстракта, выделенного из анализируемого продукта, г; т 2 - масса экстракта, нанесенного на широкую полосу пластины, г; т - масса навески продукта, г.

Результат округляют до второй значащей цифры.

За окончательный результат определения принимают среднеарифметическое двух параллельных определений с тем же числом значащих цифр.

Если расхождение между результатами параллельных определений не превышает |Л) - Х 2 \ <

< 0,01яЖ, где Xi, Х 2 и X- результаты первого и второго параллельных определений и их среднеарифметическое, a d- норматив контроля сходимости, то среднеарифметическое X принимают за результат анализа. В противном случае анализ повторяют. Значение норматива контроля сходимости d приведено в таблице 1.

По полученному результату анализа X и значению относительной погрешности д, приведенной в таблице 1, рассчитывают абсолютную погрешность А = 0,(ШД мг/кг или %.

Результат анализа представляют в виде (X ± А), мг/кг или % при Р = 0,95.

4.5 Контроль точности результатов анализа

Внутренний оперативный контроль (ВОК) качества результатов анализа включает контроль сходимости, воспроизводимости и точности результатов анализа.

4.5.1 Сходимость параллельных определений контролируют для каждой анализируемой пробы согласно 4.4.

4.5.2 Для проведения внутреннего контроля воспроизводимости используют рабочие пробы. Пробу делят на две равные части и анализируют в соответствии с методикой в разных лабораториях или в одной лаборатории, максимально варьируя условия проведения анализа, т. е. используют разные наборы мерной посуды, анализы выполняют в разные дни или два различных аналитика.

Воспроизводимость контрольных анализов признают удовлетворительной, если \Х^ - Х 2 \ <

< 0,01 DX, где X/, Х 2 и X- результаты анализа одной и той же пробы, полученные в разных лабораториях или при варьирующих условиях в одной лаборатории и их среднеарифметическое значение, D - значение норматива внутреннего оперативного контроля воспроизводимости. Значение норматива D приведено в таблице 1.

ГОСТ Р 51650-2000

Периодичность проведения контроля воспроизводимости - не реже одного раза в две недели.

Таблица 1- Диапазон измерений, значение характеристики относительной погрешности и нормативы оперативного контроля случайной составляющей относительной погрешности (сходимости и воспроизводимости) при доверительной вероятности Р = 0,95

4.5.3 Для проведения контроля точности используют рабочие пробы с известной добавкой бенз(а)пирена. Пробу делят на две равные части, одну из которых анализируют в соответствии с методикой; во вторую - вводят известную добавку бенз(а)пирена и затем также анализируют в соответствии с методикой. Величина добавки должна составлять 50 - 150 % содержания бензапирена в анализируемой пробе.

Точность контрольных анализов признают удовлетворительной, если \Ху- X- с\ < 0,01 К, где Ху, Xи с - результаты контрольных анализов пробы с добавкой бенз(а)пирена, реальной пробы и величина добавки бенз(а)пирена, соответственно; К- норматив оперативного контроля точности. Норматив оперативного контроля точности рассчитывают по формулам: при проведении внутрилабораторного контроля (Р = 0,90)

К= 0,84 V (А Х]) 2 + (А х) 2 ; (4)

при проведении внешнего контроля (Р = 0,95)

К = V (А^) 2 + (A z) 2 , (5)

где А^ + А х - значения характеристики погрешности, соответствующие массовой концентрации

бенз(а)пирена в пробе с добавкой и в реальной пробе;

Ау, = 0 ,01 Ху и А х = 0,01д х Х, где Ху и X- массовая доля бенз(а)пирена в пробе с добавкой

и в реальной пробе, % или мг/кг.

Значение относительной погрешности д х (8у) приведены в таблице 1.

Контроль точности анализа проводят не реже одного раза в месяц, а также при смене реактивов или после длительного перерыва в работе.

При превышении нормативов оперативного контроля точности проводят повторные анализы. При повторном превышении указанных нормативов анализы приостанавливают, выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

Результаты ВОК заносят в специальный журнал.

5 Методы высокоэффективной жидкостной хроматографии и спектрофлуориметрии при комнатной температуре

Сущность метода заключается в экстракции углеводородов, в том числе бенз(а)пирена, гексаном из продукта, предварительно обработанного спиртовым раствором едкого калия, выделении фракции полициклических ароматических углеводородов, содержащей бенз(а)пирен, очистке полученной фракции от мешающих примесей на колонке с сефадексом и в тонком слое ацетилированной целлюлозы с последующим количественным определением выделенного бенз(а)пирена высокоэффективной жидкостной хроматографией или спектрофлуориметрией при комнатной температуре.

Диапазон определяемых величин массовой доли бенз(а)пирена в анализируемых продуктах при использовании метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и метода спектрофлуориметрии при комнатной температуре 0,0001-0,002 мг/кг или 0,1 х 10 -7 - 2,0 х 10 -7 %. Оптимальный диапазон определяемых массовых концентраций бенз(а)пирена в растворе при использовании метода высокоэффективной жидкостной хроматографии составляет 0,01-0,02 мкг/см 3 , при использовании метода спектрофлуориметрии - 0,02-0,2 мкг/см 3 .

Бензапирен относится к классу полициклических ароматических углеводородов — ПАУ. Это группа органических соединений, в химической структуре которых присутствуют бензольные кольца — группы от трех колец и больше. Химическое определение бензапирена: органическое вещество, содержащее углерод, входящее в группу полициклических углеводородов, с молярной массой 252,31 г/моль.

Что такое бензапирен

Бензапирен, как и все ПАУ — главным образом результат технического прогресса, следствие деятельности человека. Основные источники техногенного загрязнения ПАУ — сжигание твердых и жидких органических веществ, в том числе нефти и нефтепродуктов, древесины, антропогенных отходов. Из природных источников бензапирена стоит отметить лесные пожары, извержение вулканов.

Однако образование бензапирена может происходить и без процессов горения — при пиролизе, тлении, полимеризации.

Бензапирен выделяется при курении: содержание бензапирена в дыме одной сигареты в среднем составляет 0,025 мкг, что во много раз превышает ПДК (в среднем в 10 000 -15 000 раз). Было подсчитано, что выкуривание одной сигареты по содержанию бензапирена равнозначно шестнадцати часам вдыхания выхлопных газов.

Формула бензапирена

Существует два изомера бензапирена. Первый — 1,2-Бензапирен (3,4-бензпирен) — , содержащийся во всех продуктах горения — нефти, смоле, угле, дыме различного происхождения, в том числе . В чистом виде это игловидные кристаллы или пластинки светло-желтого цвета, с температурой плавления около 177 °С.

4,5-Бензопирен — кристаллы в виде игл и пластинок светло-желтого цвета, с температурой плавления 179°С. Содержится в каменноугольной смоле, обнаруживается в почвах (особенно вблизи предприятий и автомобильных дорог). Мутагенным, канцерогенным свойствами не обладает.

Химическая формула бензапиренов — C20H12.

Бензапирен в почве и воздухе

Бензапирен практически не встречается в свободном состоянии, а всегда осаждается на частицах, содержащихся в воздухе. Вместе с передвигающимися массами воздуха бензапирен разносится по большой площади, а выпадая вместе с твердыми частицами из воздуха (например, при осадках) попадает в почвенные слои, водоемы, на поверхности строений.

В миграции и накоплении бензапирена играет роль и такой его источник, как автомобильный транспорт. С одной стороны, передвигаясь на большие расстояния, автомобили способствуют равномерному разносу бензапирена. С другой стороны, осевший бензапирен в больших количествах скапливается вдоль автомобильных дорог и на объектах рядом с ними (так называемые «вторичные источники»).

Бензапирен легко «включается» в круговорот веществ в природе: с атмосферными осадками, всегда содержащими твердые частички, он заносится даже на территории, удаленные от основного источника ПАУ, попадает в водоемы, откуда, при процессах испарения, вновь поднимается в воздух. Именно такая способность бензапирена мигрировать приводит к тому, что его содержание может быть высоким в местах, где нет мощного источника этого вещества.

Попадая в окружающую среду и накапливаясь в ней, бензапирен проникает в растения, которые в дальнейшем служат кормом для скота или используются в питании человека. Концентрация бензапирена в растениях выше, чем его содержание в почве, а в продуктах питания (или кормах) выше, чем в исходном сырье для их изготовления. Этот эффект наращивания концентрации химических веществ, в том числе бензапирена, получил название биоаккумуляции.

Таким образом, бензапирен представляет опасность не только как фоновое загрязнение окружающей среды, но и как вещество, проникающее в организм по пищевой цепочке.

ПДК бензапирена

Основной метод определения и контроля бензапирена — метод жидкостной хроматографии.

Согласно Гигиеническим нормативам 2.1.6.695-98 и 2.1.6.1338-03 предельно допустимое среднесуточное количество бензапирена в воздухе (ПДКсс) — 0,1 мкг/100 м3 или 10-9 г/м3, а ПДК его в почве по Гигиеническим нормативам 2.1.7.2041-06 — 0.02 мг/кг в сумме с учетом фонового уровня. В воздухе на рабочих местах среднесменная ПДК не более 0,00015 мг / куб.м. (из п.1. и п.2. ГН 2.2.5. 1313-03).

ПДК бензапирена в воде не более 0,000001 мг/л, в питьевой воде при централизованной системе водоснабжения — не более 0,000005 мг/л. В бутилированной питьевой воде — от не более 0,001 мкг/л (вода высшего качества) до не более 0,005 мкг/л в бутилированной воде первой категории качества.

В продуктах питания, в которых допустимо наличие бензапирена из-за технологических особенностей, допустимый уровень бензапирена не более 0,001 мг/кг. К ним относятся: колбасные изделия и изделия с использованием субпродуктов, в том числе копченые; сало копченое; колбасные изделия и копчености из мяса и субпродуктов птицы; копченый консервы и пресервы из рыбы, рыба копченая; зерно продовольственное.

При использовании коптильных ароматизаторов содержание бензапирена не более 2 мкг/кг(л), а после их использования содержание бензапирена в готовых продуктах не должно быть выше 0,03 мкг/кг(л).

В других продуктах питания наличие бензапирена не допускается.

Однако по результатам мониторинга, нормы содержания бензапирена превышены во много раз. В среднем, уровень загрязнения воздуха в городах выше ПДК в 5—12 раз, в почвах — в 3-7 раз, в продуктах питания — от 1,5 до 11 раз.

Влияние бензапирена на организм человека

Бензапирен отнесен к веществам первого класса опасности. Первый класс опасности — это вещества с чрезвычайно высоким опасным воздействием на окружающую среду, при этом изменения, вызываемые ими, необратимы и восстановлению не подлежат.

Бензапирен — один из самых мощных и при этом широко распространенный канцероген. Будучи химически и термически устойчивым, обладая свойствами биоаккумуляции, он, попав и накапливаясь в организме, действует постоянно и мощно. Помимо канцерогенного, бензапирен оказывает мутагенное, эмбриотоксическое, гематотоксическое действие.

Пути проникновения бензапирена в организм разнообразны: с пищей и водой, через кожу и путем вдыхания. Степень опасности находится вне зависимости от того, каким путем произошло попадание бензапирена в организм. В экспериментах, а также по данным мониторинга экологически неблагоприятных районов, бензапирен внедряется в комплекс ДНК, вызывая необратимые мутации, которые переходят в последующие поколения. Особую тревожность вызывает факт биоаккумуляции бензапирена: вероятность развития мутаций у ближайших поколений потомства возрастает из-за биоаккумуляции во много раз.

ХОТИТЕ БРОСИТЬ КУРИТЬ?

Тогда вам к нам на марафон по отказу от сигарет.
С его помощью бросить будет гораздо проще.

Полициклические ароматические углеводороды: физико-химические свойства и биологическое действие. Обзор методов определения бензапирена. Определение бензапирена в воде методом высокоэффективной жидкостной хроматографией с флуорисцентным детектированием.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Данная курсовая работа содержит 30 страниц, 1 раздел, 4 подраздела, 14 пунктов, 6 таблиц и 9 рисунков. В конце курсовой работы представлен список литературы, состоящий из 14 пунктов.

Объектом моих исследований является бенз(а)пирен, его свойства, канцерогенное действие, а также методы его определения. В курсовой работе представлены такие методы как газовая хроматография с масс-спектроскопическим детектированием и высокоэффективная жидкостная хроматография с флуорисцентным детектированием. Кроме этого были рассмотрены детекторы, которые подходят для регистрации аналитического сигнала бенз(а)пирена и обоснована рациональность использования того или иного детектора.

Также в курсовой работе представлены методики определения бенз(а)пирена в воде, состоящие из подготовки пробы, градуировки хроматографа, анализа и регистрации данных. В работе представлены хроматограммы, полученные по данным методикам.

Ключевые слова: ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ, БЕНЗ(А)ПИРЕН, ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ, ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ, ФЛУОРИСЦЕНТНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ.

Тази курсова работа включва 30 страници, 1 раздел, 4 подраздел, 14 точки, 6 маси и 9 цифри. В края на курсовата работа е даден списък на литература, състояща се от 14 точки.

Целта на моето изследване е бенз(а)пирен, неговите свойства, канцерогенни ефекти, както и методите за неговото определяне. Курсовата работа включва такива методи като газова хроматография с мас-спектрално откриване и високо ефективна течна хроматография с флуорисцентно откриване. Също така считат детектори, които са подходящи за аналитично приемане на сигнала от бенз(а)пирен и обосновано употреба на детектор.

Също, в хода на тази работа, ние представяме на методики за определяне на бенз(а)пирен в вода, състоящи се от подготовката на пробите, калибриране на хроматограф, анализ и регистриране на данни. Хартията представя данните, получени по тези методици.

Ключови думи: ПОЛИЦИКЛИЧНИ АРОМАТНИ ВЪГЛЕВОДНИ, БЕНЗ(А)ПИРЕН, ВИСОКО ЭФЕКТИВНА ТЕЧНА ХРОМАТОГРАФИЯ, ГАЗОВА ХРОМАТОГРАФИЯ, ФЛУОРИСЦЕНТНО ОТКРИВАНЕ.

Дана курсова робота містить 30 сторінок, 1 розділ, 4 підрозділи, 14 пунктів, 6 таблиць і 9 рисунків. В кінці курсової роботи представлений список літератури, що складається з 14 пунктів.

Об"єктом моїх досліджень є бенз(а)пірен, його властивості, канцерогенна дія, а також методи його визначення. У курсової роботі представлені такі методи як газова хроматографія з мас-спектроскопічним детектуванням і високоефективна рідинна хроматографія з флуорисцентним детектуванням. Крім цього були розглянуті детектори, які підходять для реєстрації аналітичного сигналу бенз(а)пирену і обгрунтована раціональність використання того чи іншого детектора.

Також в курсовій роботі представлені методики визначення бенз(а)пірену в воді, що складаються з підготовки проби, градуювання хроматографа, аналізу та реєстрації даних. У роботі представлені хроматограми, отримані за даними методиками.

Ключові слова: ПОЛІЦИКЛІЧНІ АРОМАТИЧНІ ВУГЛЕВОДНІ, БЕНЗ(А)ПІРЕН, ВИСОКОЕФЕКТИВНА РІДИННА ХРОМАТОГРАФІЯ, ГАЗОВА ХРОМАТОГРАФІЯ, ФЛУОРИСЦЕНТНЕ ДЕТЕКТУВАННЯ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.1 Общие сведения

1.1.2 Происхождение ПАУ

1.1.4 Биологическое действие

1.1.5 Бенз(а)пирен. Общие сведения

1.2 Методы определения бензапирена

1.2.1 Газовая хроматография

1.3 Определение бензапирена в воде методом ВЭЖХ

1.3.2 Подготовка пробы

1.3.3 Градуировка

1.3.4 Проведение ВЭЖХ анализа

1.3.5 Регистрация и обработка данных

1.4.2 Количественное определение БП

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ПАУ - полициклические ароматические углеводороды

БП - бенз(а)пирен

ПДК - предельно допустимая концентрация

ПДК СС - среднесуточная предельно допустимая концетрация

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ГХ - газовая хроматография

ЖХ - жидкостная хроматография

НФХ - нормально-фазовая хроматография

ОФХ - обращенно-фазовая хроматография

ЖЖЭ - жидкостно-жидкостная экстракция

ОФС - обращенно-фазный сорбент

ТСХ - тонкослойная хроматография

ВВЕДЕНИЕ

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) отнсятся к группе стойких органических загрязнителей. Они обладают ярко выраженными канцерогенными свойствами. Одним из наиболее опасных представителей ПАУ является бенз(а)пирен (БП).

Бенз(а)пирен был открыт в 1933 году, позже, в 1935 году были проведены исследования подтверждающие его канцерогенность. На сегодняшний день бенз(а)пирен относят к канцерогенам 1-го класса опасности. Он обладает мутагенными свойствами. Даже небольшая концентрация БП негативно влияет на организм человека. Концентрация БП в воздухе превышающая предельно допустимую (ПДК) при длительном воздействии может вызвать рак легких. Поэтому остро стоит проблема его обнаружения и определения. Исходя из его физико-химических свойств был разработан ряд однотипных методик по его определению, отличающиеся только стадиями отбора и подготовки пробы. Целью моей работы было ознакомление со свойствами ПАУ и БП, изучение методов разделения ПАУ и методик определения БП.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

1.1.1 Общие сведения

ПАУ - это высокомолекулярные органические соединения бензольного ряда, насчитывающий более 200 представителей. Они содержат от 2 до 7 бензольных колец. ПАУ широко распространены в природе и стабильны во времени. Они обладают канцерогенной и мутагенной актиностью. Из-за своей токсичности и канцерогенных свойств их относят к приоритетным загрязняющим веществам. Определение ПАУ используется при эколого-геохимических иследованиях. Наиболее токсичны из них 3, 4-бенз(а)пирен и 1, 12-бензперилен, особенно часто определяемые в объектах окружающей среды.

1.1.2 Происхождение ПАУ

ПАУ - нежелательный побочный продукт сжигания ископаемого топлива. Они образуются в природе за счет абиогенных процессов. Ежегодно в биосферу поступают тысячи тонн ПАУ, выделившихся из гуминовых компонентов почвы. Но большая часть этих канцерогенов поступает за счет техногенных процессов.

Уголь считается смесью огромного количества поликонденсированных ароматических бензольных ядер с минимальным содержанием водорода. При сжигании этих веществ в печах, электростанциях, двигателях внутреннего сгорания эти соединения разлагаются. При низких температурах сгорания и недостаточном поступлении атмосферного кислорода образуется реактивный ацетилен и алифатические углеводороды. Ацетилен полимеризуется в бутадиен, который в дальнейшем образует ядро ароматического углеводорода. При добавлении его к существующим ароматическим ядрам возникают ПАУ.

При неполном сгорании возникают частички углерода - сажа. ПАУ адсорбируются на ее поверхности и попадают в окружающую среду.

1.1.3 Физико-химические свойства ПАУ

Большинство ПАУ - кристаллические соединения (за исключением некоторых производных нафталина) с высокой температурой плавления. В воде ПАУ плохо растворяются. При переходе к органическим растворителям их растворимость возрастает и зависит от их молекулярной массы. Как правило, с увеличением числа ароматических колец и алкильных радикалов растворимость ПАУ уменьшается.

Большинство ПАУ интенсивно поглощают УФ-излучение (300-420 нм) и быстро фотоокисляются в атмосфере с образованием хинонов и карбонильных соединений.

1.1.4 Биологическое действие

В организм ПАУ попадают через дыхательные пути, кожные покровы или пищеварительный тракт.

Тип взаемодействия ПАУ с организмом в основном зависит от самого углеводорода. В основном, при попадании в организм ПАУ под действием ферментов образуют эпоксисоединение, реагирующее с гуанином, что препятствует синтезу ДНК, вызывают нарушения или приводит к возникновению мутаций, способствующих развитию раковых заболеваний.

Одним из наиболее токсичных ПАУ, как уже указывалось ранее, является БП. Кроме того канцерогенная активность ПАУ на 70-80 % обусловлена влиянием БП. Поэтому по присутствию БП в пищевых продуктах можно судить о наличии других ПАУ.

1.1.5 Бенз(а)пирен. Общая характеристика

Бенз(а)пирен(С 20 Н 12) - химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов (рис.1.1), вещество первого класса опасности. Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).

Рисунок 1.1 Структурная формула бенз(а)пирена.

БП представляет собой пластинки или иглы желтого цвета. Он хорошо растворим в неполярных растворителях, к примеру, в толуоле, бензоле, ксилоле. Несколько хуже растворяется в полярных растворителях, в воде же практически нерастворим.

БП накапливается преимущественно в почве, реже в воде. Из почвы он попадает в растения, продолжая свое движение по трофической цепи. На каждом следующем уровне содержание бенз(а)пирена увеличивается на порядок.

БП - типичный химический канцероген и опасен для человека даже в минимальных концентрациях, поскольку обладает свойством накапливаться в организме человека. ПДК бенз(а)пирена в разных объектах представлено в таблице 1.1. Кроме того БП обладает мутагенными свойствами, т.е. он способен вызывать мутации.

Таблица 1.1 ПДК бенз(а)пирена в различных средах

Наименование объекта	ПДК, мкг/кг
Копченые продукты
Зерновые
Питьевая вода
Вода водоемов

В воздухе среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК СС) составляет 0, 1мкг/100м 3 .

1.2 Методы определения бенз(а)пирена

Основными методами определения ПАУ являются обращено-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) с флуориметрическим или спектроскопическим детектированием и газовая хроматография (ГХ) с масс-селективным, пламенно-ионизационным, электронно-захватным или фотоионизационным детектированием.

Для определения БП также используют метод люминесцентной спектроскопии, основанной на эффекте Шпольского. Суть эффекта заключается в том, что при низких температурах некоторые многоатомные молекулы дают квазилинейчатые спектры люминесценции высокого разрешения. Достоинством этого метода является невысокая требовательность к степени очистки и чувствительность. Но сложность аппаратуры является существенным ограничением для определения БП.

Хроматография - это метод разделения, анализа и физико-химических исследований веществ, основанный на перемещении зоны вещества вдоль слоя сорбента в потоке подвижной фазы с многократным повторением сорбционных и десорбционных актов. Разделение происходит за счет разницы в константах распределения индивидуальных веществ между двумя фазами. Наиболее важным признаком хроматографии является динамический характер процесса, при котором возникают градиенты в распределении концентрации молекул или частиц.

Общая схема разделения компонентов смеси представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 Схема реализации хроматографического процесса

К достоинствам хроматографических методов можно отнести возможность одновременной реализации большого числа параметров, характеризующих разделение, идентификацию, количественную оценку компонентов в смеси. Таким образом, хроматография является многоканальным источником информации.

В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы хроматографические методы разделяют на газовую и жидкостную хроматографию.

Газовая хроматография в свою очередь, в зависимости от агрегатного состояния неподвижной (стационарной), включает в себя газожидкостную и газотвердофазную хроматографию.

Жидкостная хроматография разделяется на жидкостно-жидкостную, жидкостно-твердофазную и жидкостно-гелевую.

1.2.1 Газовая хроматография

ГХ - разновидность хроматографии, в которой подвижная фаза находится в состоянии газа или пара - инертный газ. Он является газом-носителем. Неподвижной фазой является высокомолекулярная жидкость, которая закреплена на пористом носителе или на стенки длинной капиллярной трубки.

ГХ - универсальный метод разделения смесей веществ, которые испаряются без разложения. Компоненты смеси перемещаются по хроматографической колонке газом-носителем. При этом смесь многократно распределяется между газом-носителем и неподвижной фазой. Разделение происходит за счет различной растворимости компонентов смеси в твердой фазе. На выходе веществ из колонки их регистрируют с помощью детектора.

Детектор - это прибор непрерывного действия, который регистрирует аналитический сигнал. Для ГХ предложено около 60 типов детектирующих систем. В таблице 1.2 представлены типы детекторов, которые чаще всего используются в ГХ.

Таблица 1.2 Детекторы газовой хроматографии

Наименование детектора	Принцип работы
По теплопроводности	Регистрируется различие в теплопроводности анализируемого вещества и газа-носителя
Наименование детектора	Принцип работы
Электронно-захватный	Захват анализируемым веществом тепловых электронов, образованных при облучении в-частицами или высокоэнергетическими электронами газа-носителя
Ультрафиолетовый	Поглощение УФ-света специфическим хромофором анализируемого вещества
Микроволновой плазменный	Возбуждение анализируемого вещества в микроволновой плазме и излучение света на длине характеристической волны присутствующего в веществе элемента
Пламенно-фотометрический	Возбуждение анализируемого вещества в пламени и излучение света в зависимости от типа присутствующего в веществе элемента
Атомно-абсорбционный спектрометр	Тепловая атомизация с последующим поглощением света на специфической длине волны
Электрохимический	Поглощение анализируемых веществ потоком жидкости и электрохимическое детектирование их в потоке
ИК-спектрометр	Поглощение света в ИК-области анализируемым веществом
Пламенно-ионизационный	Образование и регистрация ионов в пламени при сгорании анализируемых веществ
Масс-спектрометр	Образование молекулярных и фрагментарных ионов при электронном ударе или химической ионизации
Фотоионизационный	Фотохимическое образование и регистрация ионов под действием жесткого УФ-излучения на анализируемое вещество

Пламенно-ионизационный детектор чувствительный, но неселективный к БП. Поэтому его используют только для анализа несложных смесей.

Электронно-захватный детектор и чувствительный, и селективный к БП, но его применение затрудняется из-за высокого отклика к электрофиьным соединениям.

Перспективным для определения БП является применение фотоионизационного, но он не нашел широкого распространения из-за нестабильности работы и дороговизны оборудования.

ГХ с масс-спектрометрическим детектированием представляет собой лучшее решение для определения бензапирена в сложных смесях

Принцип действия масс-спектрометра заключается в распределении фрагментов или ионов по массам. Для превращения нейтральных молекул в ионы используется процесс ионизации. Для ионизации органических соединений чаще всего используют электронный удар. Кроме этого используют химическую ионизацию, в основе которой лежит протекание ионно-молекулярных реакций. Для исследования биологических молекул, полимеров и других веществ, которые невозможно перевести в газовую фазу без разложения используются особые виды ионизации.

ГХ с масс-спектроскопическим детектированием - единственный метод, который позволяет использовать внутренние стандарты для количественных определений. В качесте стандартных веществ применяют меченые 2 Н и 13 С изомерные смеси ПАУ. Сдвиг по массе и тот факт, что вещесва-стандарты имеют практически одинаковые характеристики с немечеными ПАУ облегчает идентификацию.

Одним из небольших недостатков масс-спектрометров является небольшой диапазон линейности отклика детектора. Поэтому обычный масс-спектрометр заменяют время-пролётным. Его особенностью является то, что за короткое время можно получить полный масс-спектр соединений и точное измерение масс до 0, 0001 а.е.м.

Сочетание время-пролётного масс-спектрометра с газовой хроматографией обеспечивает хорошее разделение компонентов сложных смесей и низкие пределы обнаружения.

1.2.2 Жидкостная хроматография

Жидкостная хроматография (ЖХ) - метод разделения и анализа сложных веществ, подвижной фазой в котором служит жидкость. Подвижная фаза с одной стороны выполняет транспортную функцию, т.е. переносит несорбируемое вещество, а с другой стороны регулирует константы равновесия, а, следовательно, и удерживание в результате взаимодействия с неподвижной фазой и с молекулами разделяемых веществ.

В ЖХ раделение проходит чаще всего при комнатной температуре. В колонку вводят анализируемную пробу и пропускают элюент. В ЖХ существенное значение имеет природа подвижной фазы. Благодаря этому различные комбинации даже небольшого числа неподвижной фазы и большого числа подвижной позволяет решить разнообразные аналитические задачи.

Анализ в классической жидкостной хроматографии проводиться длительное время, так как скорость подачи пробы мала. Этот метод подходит для предварительного разделения компонентов смеси. В большинстве случаев применяют ВЭЖХ. Быстрый массоперенос при высокой эффективности разделения позволяет определять с помощью ВЭЖХ молекулы, макромолекулы и ионы. Различия классической ЖХ и ВЭЖХ приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Экспериментальные различия между классической и высокоэффективной ЖХ

Характеристика	Классическая ЖХ	Высокоэффективная ЖХ
Давление, атм	От долей атм. до 2 атм.
Скорость потока, мм/мин
Продолжитеьность разделения	От нескольких часов до нескольких суток	От нескольких минут до нескольких часов
Оборудование	Колонка и вспомогательное оборудование	Хроматограф
Тип разделения	Препаративное разделение	Аналитическое разделение
Детектирование	Детектирование отдельных фракций аналитическими методами	С помощью детектора
Количество исследуемого вещества	От нескольких мкг до нескольких кг	От нескольких нг до нескольких мкг

ВЭЖХ - это метод колоночной хроматографии, в котором подвижной фазой служит жидкость, движущаяся через хроматографическую колонку, заполненную неподвижной фазой (сорбентом). Колонки для ВЭЖХ характеризуются высоким гидравлическим сопротивлением на входе.

В зависимости от механизма разделения веществ различают следующие варианты ВЭЖХ:

а) распределительную;

б) ионообменную;

в) эксклюзионную;

г) хиральную;

д) адсорбционную.

Метод распределительной хроматографии основан на распределении вещества между двумя несмешивающимися жидкостями, подобно многократно повторяющейся экстракции. При пропускании жидкой подвижной фазы разделение происходит за счет различной растворимости компонентов смеси в жидкой неподвижной фазе.

В ионообменной хроматографии молекулы веществ смеси, диссоциированные в растворе на катионы и анионы, разделяются при движении через сорбент за счет различной силы взаимодействия определяемых ионов с ионными группами сорбента

В эксклюзионной хроматографии молекулы веществ разделяются по размеру за счет их разной способности проникать в поры неподвижной фазы. При этом первыми из колонки выходят наиболее крупные молекулы, способные проникать в минимальное число пор неподвижной фазы, а последними выходят вещества с малыми размерами молекул.

В хиральной хроматографии происходит разделение оптически активных соединений на отдельные энантиомеры (зеркальные изомеры).

В адсорбционной хроматографии вещества разделяются за счет их различной способности адсорбироваться и десорбироваться с поверхности сорбента с развитой поверхностью.

В зависимости от полярности подвижной и неподвижной фаз адсорбционную хроматографию делят на нормально-фазовую (НФХ) и обращено-фазовую (ОФХ) хроматографию.

В НФХ используется полярный адсорбент и неполярная подвижная фаза, а в ОФХ - неполярный адсорбент и полярная подвижная фаза.

Хотя жидкостная хроматография - это метод разделения пробы на компоненты, современный жидкостный хроматограф включает в себя не только систему разделения, но и систему количественного измерения содержания каждого компонент, т.е. систему детектирования. Схема хроматографа представлена на рисунке 1.3.

бензапирен жидкостный хроматографияуглеводород

Рисунок 1.3 Схема жидкостного хроматографа

1 - насос для подачи подвижной фазы через колонку

2 - дозатор для введения пробы в колонку

3 - разделительная колонка

4 - детектор - устройство для получения аналитического сигнала

5 - система обработки - преобразователь аналитического сигнала в форму удобную для восприятия человеком

Для регистрации аналитического сигнала, как указывалось ранее, используют детекторы. В ЖХ используют различные способы детектирования. Некоторые из них рассмотрены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 Детекторы в жидкостной хроматографии

Наименование детектора	Принцип работы
Спектрофотометрический	В процессе элюирования измеряется оптическая плотность элюата при определенной длине волны
Флуориметрический	Измеряется флуоресцентное излучение поглощенного
Наименование детектора	Принцип работы
Рефрактометрический	Определение концентрации вещества в зависимости от показателя преломления, отличного от показателя преломления подвижной фазы
Испарительный детектор лазерного светового излучения	Принцип работы основан на различии давлений паров хроматографических растворителей, входящих в состав подвижной фазы, и анализируемых веществ

В ВЭЖХ для определения БП используют флуориметрический детектор, который селективен по отношению к бензапирену и обладает высокой чувствительностью. Принцип действия такого детектора основан на измерении флуоресцентного излучения поглощенного света. Измерения в основном проводят в УФ-области при длине волны максимального поглощения для данной группы веществ. Длина волны флуоресцентного излучения всегда больше длины волны поглощенного света. В связи с тем, что детектирование ведется от нулевой интенсивности, флуориметрические детекторы более чувствительны по сравнению с детекторами поглощения.

Сочетание ВЭЖХ с масс-спектроскопическим детектором не нашло применения при определении бензапирена. Это связано с тем, что предъявляются высокие требования к чистоте экстрактов, т.е. увеличивается длительность анализа из-за трудоемкой подготовки пробы. Кроме этого оборудование довольно дорогое и недостаточно селективное и чувствительное.

1.3 Определение бенз(а)пирена в воде методом ВЭЖХ

1.3.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы

Для измерений используют хроматограф для ВЭЖХ Agilent 1200 (рис.1.4) с флуориметрическим детектором, который обеспечивает интервал длин волн возбуждения в диапазоне 270-365 нм и регистрации флуоресценции в диапазоне 390-460 нм.

Рисунок 1.4 ВЭЖХ-хроматограф Agilent 1200

Хроматографическую колонку заполняют сорбентом для ОФХ. В условия выполнения эксперимента эффективность колонки должна быть не менее 5000 теоретических тарелок.

Для подготовки пробы используют делительную воронку вместимостью 2000 см 3 , роторный испаритель, водяную баню, водоструйный насос, н-гексан, хлорид и сульфат натрия, а также ацетонитрил.

Для приготовления градуировочных растворов используют колбы вместительностью 25 и 50 см 3 и градуированные пипетки вместимостью 1, 2, 5 см 3 , раствор бенз(а)пирена с концентрацией с = 1, 0 мкг/см 3 и ацетонитрил.

1.3.2 Подготовка пробы

Для извлечения бенз(а)пирена из воды используют жидкостно-жидкостную экстракцию (ЖЖЭ). Экстрагируют бенз(а)пирен с помощью н-гексана. Для этого в делительную воронку вместимостью 2000 см 3 вносят отобранную воду объемом 1000 см 3 и добавляют 25-30 см 3 н-гексана и 20 см 3 хлорида натрия (NaCl) c концентрацией с=0, 25 г/см 3 и проводят экстракцию, встряхивая смесь в течение 10-15 минут. После отделяют водный слой и проводят экстракцию еще дважды без добавления NaCl. После экстракты объединяют и высушивают, пропуская через осушитель, который представляет собой воронку со слоем сульфата натрия высотой не менее 2 см. В качестве экстрагирующего вещества допускается использование дихлорметана того же объема, что и н-гексан.

После экстракции экстракт упаривают до объема 3 - 5 см 3 на роторном испарителе - устройстве для быстрого удаления жидкостей отгонкой при пониженном давлении. Остаток переносят в пробирку вместительностью 10 - 15 см 3 и добавляют н-гексан, после чего раствор упаривают досуха в вакууме водоструйного насоса, поместив пробирку на водяную баню при температуре 40 - 50 о С. Остаток растворяют в 0, 2 - 0, 5 см 3 ацетонитрила. Полученный концентрат выдерживают не менее 15 минут.

1.3.3 Градуировка

Градуировку проводят по 5 стандартным растворам с концентрацией 0, 002; 0, 01; 0, 02; 0, 05 и 0, 1 мкг/см 3 . Приготовление градуировочных растворов описано в таблице 1.5.

Таблица 1.5 Приготовление градуировочных растворов

	с, мкг/см3	с0, мкг/см3

До метки растворы доводят ацетонитрилом.

Для каждого из растворов регистрируют не менее двух хроматограмм. На рисунке 1.5 приведена хроматограмма бенз(а)пирена с концентрацией 0, 002 мкг/см 3 .

Рисунок 1.5 Хроматограмма бенз(а)пирена с концентрацией 0, 002 мкг/см 3

Расхождение между полученными площадями должно составлять не более 7% их среднеарифметического значения.

По полученным данным строят градуировочный график (рис 1.6) в виде зависимости площади пика от массовой концентрации. Градуировочный график должен быть линейным. Для каждого раствора отклонение измеренной по градуировочной характеристике массовой концентрации от заданного значения не должно превышать 12%. Если отклонение превышает указанное значение, то градуировку повторяют. Градуировку проводят не только перед измерениями, но и после замены колонки или при проведении ремонтно-профилактических работ хроматографа.

Рисунок 1.6 Градуировочная зависимость площади пика от концентрации бенз(а)пирена (r 2 = 0.998)

1.3.4 Проведение ВЭЖХ анализа

Хроматографическое определение бензапирена проводят в ВЭЖХ-колонке Agilent 1200, эффективность колонки должна быть не менее, чем 5000 теоретических тарелок по пику бензапирена. Внутренний диаметр колонки составляет 2 мм. Колонка заполнена обращенно-фазным сорбентом (ОФС). В данном определении было использовали предколонку, выполняющую защитную функцию. Внутренний диаметр предколонки составляет 2 мм, её заполняют тем же ОФС.

В качестве ОФС используют сорбенты с привитыми фазами, полученными на основе силикагеля. В данном определении в качестве сорбентов были использованы октадецилсиликагель (С 18) с размером частиц 5 мкм и гидрофобный микропористый сверхсшитый полистирол с диаметром частиц 3, 2 мкм и средним диаметром пор 20-40 Е. Данный сорбент химически устойчив при рН = 2-7. Эффективность разделения обеспечивается высокой площадью поверхности частиц сорбента, а также равномерностью состава сорбента и плотной равномерной упаковкой. Коэффициент емкости (k) такого сорбента составляет 9, 86.

Подвижной фазой является смесь ацетонитрил - вода. Готовят элюент в объемном соотношении 8:2. В стеклянную посуду вместимостью 1000 см 3 вносят 200 см 3 воды и доводят до метки ацетонитрилом. Непосредственно перед использованием элюент выдерживают для дегазации не менее 4 часов. Для более быстрой дегазации проводят вакуумирование емкости с элюентом, подключая её к водоструйному насосу, поместив на ультразвуковую баню. Элюент подают петлевым краном-дозатором (инжектором) с объемом петли 10 мм 3 , объемная скорость подачи подвижной фазы 200 мм 3 /мин.

При данных условиях хроматографирование занимает 20 - 30 мин.

1.3.5 Регистрация и обработка результатов

Бензапирен детектируют с помощью флуоресцентного детектора. Рекомендуется регистрировать хроматограмму при длине волны возбуждения л возб = 365 нм и длине волны регистрации л регистр. = 400 - 460 нм.

Для увеличения чувствительности в данной методике программируемо изменялись длины волн возбуждения и эмиссии по флуоресценции. Режим программирования приведен в таблице 1. 6.

Таблица 1.6 Режим программирования при использовании флуоресцентного детектора

Хроматограмма, полученная при анализе воды приведена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 Хроматограмма содержания БП в воде

Пик бензапирена определяют по времени удерживания, т.к это является качественной характеристикой бенз(а)пирена. Для количественного определения содержания бенз(а)пирена рассчитывают площадь пика. Затем по градуировочному графику находят его концентрацию.

Если концентрация бенз(а)пирена превышает максимальную концентрацию стандартного раствора, то анализируемый раствор разбавляют и проводят анализ пробы повторно.

Чувствительность определения бензапирена по данной методике составляет 0, 01 мкг/дм 3 .

1.4 Определение бенз(а)пирена в воде методом ГХ

1.4.1 Отбор и подготовка пробы

Важной частью анализа является отбор и подготовка пробы. Воду отбирают несколько раз с интервалом в несколько дней. После воду фильтруют и отбирают пробу объемом 0, 5 л. К пробе добавляют хлорид натрия и хранят в холодильнике не больше суток.

Для получения достоверных данных БП извлекают из пробы методом ЖЖЭ. Экстрагентом служит диэтиловый эфир. Экстракцию проводят трижды. Первые два раза вещество экстрагируют в объеме экстрагента 50 мл. На третий раз объем экстрагента составляет 30 мл. Все экстракты объединяют и упаривают в роторном испарителе до полного удаления эфира. Полученный образец растворяют в бензоле объемом 2 мл.

Перед количественным определением БП компоненты смеси разделяют методом тонкослойной хроматографии (ТСХ).

ТСХ - хроматографический метод, основанный на использовании тонкого слоя адсорбента в качестве неподвижной фазы.

Перед проведением разделения пластинку погружают в 4-% раствор кофеина в хлороформе и активируют в сушильном шкафу при температуре 100 о С. Для удаления примесей с пластинки, после ее охлаждения, ее промывают хлороформом и опять активируют в сушильном шкафу в течении 30 минут при температуре 100 о С.

Пробы, растворенные в бензоле, наносят на пластинку и осуществляют хроматографирование. Элюирующим веществом является смесь циклогексан - н-гексан, в объемном соотношении 16:1.

1.4.2 Количественное определение

Количественный анализ по данной методике проводят методом газо-жидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектором. Для анализа был использован хроматограф «Цвет - 500» (рис. 1.8) с пламенно-ионизационным детектором.

Рисунок 1.8 Газовый хроматограф «Цвет - 500»

Газом-носителем для данного определения служил азот. Азот подавался с объемной скоростью 3 мл/мин. Для анализа использовали капиллярную кварцевую колонку с размером 25 м Ч0.32 мм. В качестве неподвижной фазы применяли метилсиликоновое масло OV-101 с толщиной пленки 0, 4 мкм. Анализ проводился в режиме программирования температуры от 210 до 300 о С со скоростью 4 о С/мин. Пробу объемом 1 мкл вводили с помощью микрошприца.

На рисунке 1.9 представлена хроматограмма БП полученная по данной методике.

Рисунок 1.9 Хроматограмма БП, полученная методом ГХ (3 -БП)

Качественно БП определяли по времени удерживания, сравнивая с временем удерживания стандартного образца, которое составило 28 минут.

Количественно БП определяют методом внешнего стандарта. Для этого строят градуировочный график по нескольким стандартным образцам с диапазоном концентраций 1-20 нг/мл. В качестве аналитического сигнала использовали высоту пика.

Бенз(а)пирен - канцероген 1-го класса опасности, относящийся к ПАУ. Он может находиться в почве, в воде, в воздухе, в продуктах питания, и, попадая в организм, он аккумулируется. Поэтому его определение в различных объектах является приоритетным.

ПДК БП довольно низкая, поэтому для его определения прибегают к чувствительным методам. Трудность его определения также состоит в том, что в пробе кроме БП могут содержаться его изомеры, такие как бенз(е)пирен и перилен, у которых время удерживания почти как у БП. Т.е присутствие изомеров затрудняет идентификацию вещества. Эту проблему решают, предварительно разделяя смесь методом ТСХ, а также, используя стандартные образцы БП.

В данной курсовой работе было рассмотрено несколько хроматографических методов, которые подходят для определения бенз(а)пирена. После предварительной работы с литературой, был обоснован выбор методов для его количественного определения. На основе метода были выбраны методики и приведены хроматограммы, полученные по данным методикам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Травень В. Ф. Органическая химия. Учебное пособие для вузов: в 3 т. / В. Ф. Травень -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. --. -- Т. 2. -- 2013. -- 517 с.

2. Гречищева Н. Ю. Взаимодействие гумусовых кислот с полиядерными ароматическими углеводородами: химические и токсикологические аспекты: дис… на соискание ученой степени доктора хим. наук: 02.00.13 / Н. Ю. Гречищева. -- М., 2000. -- 157 с.

3. Пат. 2466406 Российская Федерация. Способы количественного определения бенз(а)пирена в моче методом жидкостной хроматографии / Зайцева Н. В., Уланова Т. С., Корнажицкая Т. Д., Кислицина А. В., Пшеничникова Е. О., Пермякова Т. С. -- № 2011142553/15; заявл. 20.10.11; опубл. 10.11.12, Бюл. №31.

4. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ: ГН 2.1.7.2041-06. -- [Введен 2006-02-07]. -- М.: Стандартинформ, 2006. -- 7 с.

5. Цимбалюк К. К. Определение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в объектах окружающей среды (Обзор) / К. К Цимбалюк, Ю. М. Деньга, В. П. Антонович // Методы и объекты химического анализа. -- 2013. -- Т. 8, № 2. -- С. 50 - 62.

6. Золотов Ю. А. Основы аналитической химии. Общие вопросы. Методы разделения: в 2 кн. / Ю. А. Золотов, Е. Н. Дорохова, В. И. Фадеева и др. Под ред. Ю. А. Золотова. -- М.: Высш. Шк., 2002. --. -- Кн. 1. -- 2002. -- 351 с.

7. Царев Н. И. Практическая газовая хроматография. Учебно-методическое пособие для студентов химического факультета по спецкурсу «Газохроматографические методы анализа» / Н. И. Царев, В. И. Царев, И. Б Катраков. -- Барнаул.: Издательство Алтайского государственного университета, 2000. -- 156 с.

8. Другов Ю. С. Газохроматографический анализ загрязненного воздуха / Ю. С. Другов, А. А. Родин. -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. -- 531 с.

9. Стыскин Е. Л. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография / Е. Л. Стыскин, Л. Б. Ициксон, Е. В. Брауде. --М.: Химия, 1986. -- 210 с

10. Дмитриков В. П. Анализ полициклических ароматических углеводородов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / В. П. Дмитриков, О. Г. Ларионов, В. М. Набивач //Успехи химии. -- 1986. -- Т. 2, № 4. -- С. 679 -700.

11. Вода питьевая. Метод определения содержания бенз(а)пирена: ГОСТ 31860 - 2012. -- [Введен 2014-01-01]. -- М.: Стандартинформ, 2014. -- 11 с. -- (Межгосударственный стандарт).

12. Борщ Н. А. Определение бензапирена методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / Н. А. Борщ, С. В. Сидоренко // Современные тенденции развития науки и технологий. -- 2016. -- Т. 1, № 2. -- С.37 - 41.

13. Проскурина Н. А. Определение полиядерных ароматических углеводородов в жиросодержащих продуктах питания с использованием твердофазной экстракции/ Н. А. Проскурина, В. А. Даванков, М. М. Ильин //Сорбционные и хроматографические процессы. -- 2009. -- Т. 9, № 2. -- С. 167 - 176.

14. Назаркина С. Г. Капиллярная газовая хроматография в экологическом контроле талых вод / С. Г. Назаркина, П. П. Пурыгин, А. В. Буланова, О. Г. Ларионов // Вестник СамГУ. -- 2000. -- Т. 2, . -- С. 152 -156.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Ароматические углеводороды: общая характеристика. Номенклатура и изомерия, физические и химические свойства ароматических углеводородов. Механизм реакций электрофильного и нуклеофильного замещения в ароматическом ряду. Применение аренов, их токсичность.

реферат , добавлен 11.12.2011


Общие сведения о винилхлориде - бесцветном газе, сильном яде, оказывающем мутагенное, канцерогенное и тератогенное действие. История открытия винилхлорида, его химические свойства и методы получения. Каталитическое газофазное гидрохлорирование ацетилена.

презентация , добавлен 10.08.2015


Классификация альдегидов, строение, нахождение в природе, биологическое действие, применение. Номенклатура кетонов, история открытия, физические и химические свойства. Реакции нуклеофильного присоединения. Химические методы идентификации альдегидов.

презентация , добавлен 13.05.2014


Свойства воды и способы ее умягчения. Требования к жесткости потребляемой воде на теплоэнергетическом производстве. Теоретические основы и методика определения жесткости воды комплексонометрическим методом. Отбор проб, реактивы, выполнение определения.

курсовая работа , добавлен 07.10.2009


Понятие и номенклатура фенолов, их основные физические и химические свойства, характерные реакции. Способы получения фенолов и сферы их практического применения. Токсические свойства фенола и характер его негативного воздействия на организм человека.

курсовая работа , добавлен 16.03.2011


История открытия аспартама, его свойства. Метод определения аспартама, оборудование, приборы и реактивы. Аспартам в организме человека. Токсикологические и клинические исследования аспартама. Потребление продуктов, содержащих аминокислоту фенилаланин.

реферат , добавлен 04.10.2011


Токсическое действие фенола и формальдегида на живые организмы, методы их качественного определения. Количественное определение фенола в пробах природных вод. Метод для определения минимальных концентраций обнаружения органических токсикантов в воде.

курсовая работа , добавлен 20.05.2013


Химическое строение, свойства и биологическое значение витамина С. Суточная потребность в нем. Экспериментальное йодометрическое определение, количественные и химические методы анализа содержания витамина в пищевых продуктах и витаминных препаратах.

курсовая работа , добавлен 18.03.2013


Общая характеристика и главные химические свойства ацетаминопроизводных ароматического ряда. Методы определения подлинности ароматических ацетаминопроизводных. Использование ацетаминопроизводных веществ в фармакологии и их влияние на организм человека.

курсовая работа , добавлен 11.11.2009


Общие черты в строении молекул одноатомных и многоатомных спиртов. Свойства этилового спирта. Действие алкоголя на организм человека. Установление соответствия между исходными веществами и продуктами реакции. Химические свойства многоатомных спиртов.

Свидетельство №30-08 от 04.03.2008
ФР.1.31.2008.01033

1. Объекты исследования

Настоящая методика выполнения измерений распространяется на копченые мясные, копченые рыбные и жировые продукты и устанавливает определение массовой концентрации бенз(а)пирена методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектированием.

2. Диапазон измерений

ПДК бенз(а)пирена в жировых, копченых мясных, копченых рыбных продуктах составляет 1 мкг/кг.

Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в диапазонах, представленных в таблице 1.

Таблица 1. Диапазоны измерения массовой концентрации бенз(а)пирена

Вид продукции	Диапазон массовой концентрации, мкг/кг	ПДК, мкг/кг
жировые продукты	0,5 – 2,0	1,0
копченые мясные продукты	0,5 – 2,0	1,0
копченые рыбные продукты	0,5 – 2,0	1,0

3. Пробоподготовка

Отбор, консервация и хранение проб продукции проводится в соответствии с ГОСТ 7631, ГОСТ 9792, ТУ и другой нормативной документацией, регламентирующей отбор проб для конкретных видов продукции.

Пробоподготовка состоит из этапов отбора пробы (пробу предварительно охлаждают при температуре минус 12-18 °С в течение 30 мин), измельчения, гомогенизации с натрием сернокислым безводным, экстракции гомогенизированной пробы гексаном в колбе с использованием УЗ-ванны, самопроизвольного осаждения твердого осадка (в течении 1-2 мин), обезжиривания экстракта в морозильной камере (в цилиндр вносят навеску силикагеля, приливают экстракт, содержимое цилиндра помещают в морозильную камеру), очистки надосадочного гексанового слоя методом неудерживающей твердофазной экстракции (на картриджах Strata Silica Si–1)*, отдувки элюата в токе воздуха или инертного газа.

* Примечание. При концентрации жиров исходного анализируемого продукта менее 5%, к исходному экстракту пробы после вымораживания необходимо добавить небольшое количество элюирующего реагента – этилацетата (0,1 мл к 6 мл очищенного экстракта).

4. Проведение хроматографического анализа

4.1. Оборудование и условия для проведения ВЭЖХ-анализа градуировочных растворов бенз(а)пирена, подготовленной пробы продукта.

Для хроматографического анализа бенз(а)пирена необходимо использовать изократическую высокоэффективную жидкостную хроматографическую систему с флуориметрическим детектированием.

Для проведения анализа предварительно готовят градуировочные растворы из ГСО раствора бенз(а)пирена в гексане или из ГСО раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле (растворитель отдувают, перерастворяют стандартный образец в гексане); проводят пробоподготовку; подготавливают к работе прибор.

Оборудование:

хроматограф жидкостный «Стайер» с флуориметрическим детектором;

персональный компьютер с установленным программным обеспечением «МультиХром для Windows XP» версии 1.5 или 2х.

изократический режим;

колонка: Luna С18(2) 150х3,0 мм 3 мкм (Phenomenex, США);

защитная колонка: С18 4x3,0 мм (Phenomenex, США);

подвижная фаза: раствор ацетонитрил/вода (75:25);

скорость потока: 0,3 мл/мин;

объем петли: 10 мкл;

температура: 50°С;

диапазон RFU: 0,01;

детектирование: флуориметрическое (λex: 365±2 нм; λem: 400-460 нм).

Градуировку проводят по градуировочным растворам (во всем диапазоне определяемых концентраций) не реже 1 раза в две недели, а также при использовании новой партии реактивов, замене колонок и после ремонта хроматографа.

4.2. Определение количественного содержания бенз(а)пирена в пробе продукта.

Для определения количественного содержания компонента пробы продукта (бенз(а)пирена) проводят хроматографический анализ одного из градуировочных растворов и далее хроматографический анализ подготовленной пробы. Для достоверности измерений хроматографический анализ как градуировочного раствора, так и подготовленной пробы проводят не менее 2 раз подряд.

Используя установленное программное обеспечение – «МультиХром для Windows XP» в отчете или над пиком (в зависимости от установок опций «ВИД») по окончании измерения автоматически определяется результат в виде концентрации в пробе, введенной в хроматограф (но не в исходном образце, взятом для исследования!).

Для получения результата необходимо провести как минимум два параллельных измерения (получить две хроматограммы). За результат измерений принимают среднее арифметическое значение содержания бенз(а)пирена в концентрате анализируемой пробы C хр, мкг/л (рассчитывается из двух значений массовой концентрации бенз(а)пирена в концентрате анализируемой пробы С 1 и С 2).
Массовую долю бенз(а)пирена в анализируемой пробе (в исходном образце) Х , мкг/кг рассчитывают по формуле:

где:
С хр – среднее значение концентрации бенз(а)пирена, полученное в результате хроматографирования в двух параллельных измерениях [нг/мл];
V 1 – объем исходного экстракта, фактически равный объему гексана, взятого для первичной экстракции (50 мл);
V 2 – объем экстракта (часть исходного), взятого на вымораживание (30 мл);
V 3 – объем экстракта (часть экстракта после вымораживания), взятого для проведения ТФЭ (6 мл) [мл];
V 5 – объем конечного экстракта, часть из которого вводится в хроматограф (около 3 мл) [мл];
K пробоотбора – коэффициент пробоотбора, учитывающий долю массы пробы продукта (в смеси с сульфатом натрия) взятого для экстракции, от общей массы пробы, взятой на анализ. Во всех случаях равен 0,736;
K вымораживания – коэффициент потерь бенз(а)пирена при вымораживании. Для всех категорий исследуемых продуктов этот коэффициент одинаков и равен 0.95;
K экстр.1 – коэффициент первичной жидкостной экстракции гексаном. Для всех категорий исследуемых продуктов одинаков и равен 0.95;
K ТФЭэкстр.2 – коэффициент твердофазной экстракции бенз(а)пирена, равен 0,95;
m пр. – почвы или грунта, взятой на анализ [г].