WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Таблица 4. Зависимость степени извлечения МФК и О-АМФК от природы элюента Название Степень извлечения О-АМФК, % (n=3) 3% NH3 в метаноле : 25% 0,1н. NaOH в метаноле соединения NH3 в воде (4,5 : 0,5) MФК 29±21 34±О-изопропил МФК 74±37 17±О-изобутил МФК 84±38 7±О-пинаколил МФК 98±25 17±Анализ литературных публикаций показывает, что большинство авторов при подборе условий проведения ТФЭ в режиме ионообменной хроматографии (выбор сорбента, противоиона, элюента) исходят из эмпирических, а не теоретических закономерностей.

Преимущества применения метода ТФМЭ в режиме погружения микроволокна в пробу как альтернативы ТФЭ Метод ТФЭ с применением сильного анионообменника не удалось адаптировать к анализу мочи. В последние годы в качестве альтернативы методу ТФЭ все чаще выступает метод ТФМЭ, позволяющий объединить в пределах одной стадии анализа процедуры извлечение из матрицы, концентрирование, дериватизацию и ввод пробы в хроматограф. Для успешного использования метода ТФМЭ решающее значение имеет правильный выбор микроволокна, условий проведения сорбции (температура, время, режим перемешивания пробы, ионная сила анализируемого раствора) и десорбции (температура, время задержки сброса).

В отличие от некоторых родственных технологий, ТФМЭ на микроволокне предоставляет уникальную возможность экспериментировать с различными типами микроволокон, отличающимися химической природой сорбирующей фазы и размерами микропор.

Эффективность того или иного микроволокна для определения конкретных органических соединений в значительной степени зависит от качественного и количественного состава анализируемой пробы в целом. Большое значение имеет уровень фонового сигнала в ГХМС анализе, который очень высок в случае полярных микроволокон (на основе полиакриловых полимеров) и мешает определению. Кроме того, анализируемые вещества конкурируют между собой и с матричными компонентами в процессе сорбции. Итоговый результат этих процессов заранее непредсказуем и может быть получен лишь в эксперименте с реальными пробами.

Для анализа МФК и О-АМФК в моче нами было предложена процедура, включающая: извлечение МФК и О-АМФК из мочи на микроволокно, их силилирование N–метил-N-трет-бутилдиметилсилилтрифторацетамидом (МТБСТФА) непосредственно на микроволокне, термодесорбция полученных производных в горячем испарителе газового хроматографа, ГХ разделение и МС детектирование в режиме СИД. В целях повышения чувствительности метода были проведены исследования по оптимизации ряда экспериментальных параметров.

Было опробовано три типа микроволокон различной полярности: сополимер дивинилбензол/карбоксен/полидиметилсилоксан (50/30um DVB/Сarboxen/PDMS), карбоксен/полидиметилсилоксан (85um Сarboxen/PDMS) и карбовакс/дивинилбензол (70um Carbowax/DVB) (рис.1). Наиболее предпочтительным оказалось микроволокно на основе сополимера дивинилбензола и полидиметилсилоксана (50/30um DVB/Сarboxen/PDMS).

Для неполярных микроволокон установлена четкая корреляционная завиES симость между параметром, отражающей влияние стерического эффекта алкильного заместителя в молекуле О-АМФК и коэффициентом извлечения.

Для микроволокна DVB/Carboxen/PDMS корреляционная зависимость выражена уравнением (1):

SО- АМФК (1) SМФК = -5,56 ЕS - 2,R2 = 0,979 при уровне значимости F=0,010592.

ДВБ/Карбоксен/ПДМС Карбовакс Карбоксен/ПДМС Рис. 1 Эффективность различных микроволокон для определения МФК и ОАМФК в виде ТБДМС эфиров Для микроволокна Carboxen/PDMS - уравнением (2):

SО- АМФК (2) SМФК = -4,88 ЕS -1,R2 = 0,981 при уровне значимости F=0,009671.

Для МФК, имеющей в структуре две полярные ОН - группы, стерический эффект не существенен.

S, ед.площади К К К К К Ф МФ М МФ МФ МФ л л л л и ли ути эти о оп б к р о О п з и зо ина п и О О О Для полярного микроволокна степень извлечения больше коррелирует не со стерическим эффектом, а с константой распределения О-АМФК в системе 1октанол:вода log P, являющейся мерой гидрофобности этих соединений в целом. Для микроволокна Carbowax/DVB корреляционная зависимость выражена уравнением (3):

SО- АМФК (3) SМФК = 432,39 log P + 674,R2 = 0,988 при уровне значимости F=0,01167.

(Значения величин log P для МФК и О-АМФК были рассчитаны по структуре молекул методом молекулярной механики ММ2 с помощью программного обеспечения CS ChemUltra).

Полученные результаты согласуются с классическими представлениями теории сорбционных процессов: стерические факторы являются определяющими при удерживании О-АМФК на твердых пористых сорбентах (DVB/Carboxen/PDMS, Carboxen/PDMS), в то время как показатель гидрофобности является определяющим для эффективности удерживания аналитов жидкой фазой Carbowax.

Таким образом, найденные корреляционные зависимости позволяют рассчитать эффективность извлечения определенным типом микроволокна, при проведении ТФМЭ, химического соединения в пределах исследуемого гомологического ряда по структуре заместителя.

Остальные параметры процедуры ТФМЭ (табл. 5) были оптимизированы последовательно.

Экспериментально установлено, что применение ТФМЭ для извлечения из матрицы и концентрирования МФК и О-АМФК позволяет значительно повысить чувствительность определения в сравнении с методом ТФЭ. В табл. представлены результаты определения содержания МФК и О-АМФК в водопроводной воде методами ТФЭ и ТФМЭ.

Максимальная чувствительность определения О-пинаколил МФК, достигаемая при применении как ТФЭ так и ТФМЭ, может быть объяснена преимущественно наибольшей липофильностью этого соединения в исследуемом ряду.

Таблица 5. Рекомендуемые параметры метода ТФМЭ для анализа МФК и О-АМФК в моче Фактор Параметр Тип микроволокна 50/30 um DVB Carboxen/PDMS Режим кондиционирования 15 мин в горячем инжекторе и далее 5 мимикроволокна нут в парах силилирующего агента при комнатной температуре Температура сорбции Комнатная Температура десорбции 250оС Время сорбции 30 мин Высаливание Добавка равного объема насыщенного раствора хлористого натрия Время десорбции 0,5 мин Режим сорбции Погружение микроволокна в пробу Режим дериватизации В парах дериватизирующего агента при комнатной температуре Таблица 6. Средние значения по результатам параллельных определений (n=3) содержания МФК и О-АМФК в водопроводной воде методами ТФЭ и ТФМЭ № Внесено, мг/л Найдено, мг/л Название п/п ТФЭ ТФМЭ соединений 1 О-изопропил МФК 1 0,7±0,3 0,8±0,0,1 0,2 0,07±0,0,01 0,2 0,005±0,0,001 0,2 0,2 MФК 1 0,3±0,2 0,6±0,0,1 0,4 0,05±0,0,01 0,4 0,006±0,0,001 0,4 0,3 О-изобутил МФК 1 0,6±0,3 0,7±0,0,1 0,2 0,07±0,0,01 0,2 0,006±0,0,001 0,2 0,4 О-пинаколил МФК 1 0,8±0,2 0,9±0,0,1 0,07±0,04 0,08±0,0,01 0,1 0,009±0,0,001 0,1 0,001±0, Сочетание аналитических параметров для ГХМС определения ТДГ При силилировании ТДГ необходимо контролировать и исключать возможность образования моноэфиров в качестве конечных продуктов реакции.

При силилировании ТДГ в стандартных условиях (растворитель – ацетонитрил, 30 мин, 60оС) преимущественно образуется монопроизводное ТДГ (ТДГ МТБСТФА, m/z 179, 163). Для выбора предпочтительных условий получения диэфира ТДГ [ТДГ (МТБСТФА)2, m/z 189, 293] было опробовано четыре процедуры дериватизации ТДГ с использованием различных растворителей.

Проведенные исследования показали, что при дериватизации ТДГ реагентом МТБСТФА получение диэфира с максимальным выходом достигается путем внесения в реакционную смесь неорганических солей калия и проведения реакции в смеси растворителей ацетонитрил:пиридин (10:1) при температуре 85оС в течение 1 часа. Пиридин и соли калия, по-видимому, выступают в качестве катализатора реакции между монопроизводным ТДГ и МТБСТФА.

Обоснование необходимости использования внутренних, или суррогатных, стандартов для проведения количественных определений и устранения ложноотрицательных ответов В ГХМС анализе нелетучих органических соединений внесение в пробу внутренних или суррогатных стандартов на ранних стадиях анализа не только полезно для уточнения количественного результата, но и необходимо во избежание ложноотрицательных ответов в тех случаях, когда вариации в составе пробы или ошибки в пробоподготовке приводят к тому, что площадь пика внутреннего (суррогатного) стандарта меньше установленного порогового значения и, следовательно, прогноз достижения удовлетворительной степени извлечения целевого вещества неблагоприятен.

Ввиду возможного частичного перекрывания пиков внутреннего стандарта и матричных компонентов пробы, при анализе ФАН в биологических пробах использовали два внутренних стандарта (толуол и четыреххлористый углерод).

Поскольку содержание ФК в анализируемой пробе не может быть предсказано, один из внутренних стандартов (четыреххлористый углерод) вносили в пробу в количестве, близком к нижней границе линейного диапазона, другой (толуол) – в количестве, близком к верхней границе линейного диапазона.

Для контроля правильности проведения химических анализов морской воды на содержание ТДГ в пробу вносили в качестве внутреннего стандарта мета-фторбензойную кислоту. В тех случаях, когда площадь пика внутреннего стандарта была меньше заданной пороговой величины, или его время удерживания не попадало в заданный интервал, пробы направлялись на повторный ГХМС анализ. Если удовлетворительная площадь пика и (или) время удерживания внутреннего стандарта не достигалась и в этом случае, пробы готовили повторно. Из 46 проанализированных проб морской воды 8 были направлены на повторный анализ, т.к. площадь пика внутреннего стандарта не достигала порогового значения.

Для повышения надежности идентификации О-АМФК в моче были использованы дейтерированные стандарты О-АМФК. На рис. 2 представлена масс-фрагментограмма ТБДМС эфиров дейтерированных стандартов О-АМФК.

(x100,000) MICInt 153.00 (1.00) 9.О-изопропил МФК-d156.00 (1.00) 8.RT7.О-изобутил МФК -d7.О-этил МФК-dRT9.6.RT7.О-пинаколил МФК-d5. RT10.4.3.2.1.0.7.5 10.0 12.5 15.0 17.t, мин Рис. 2 Масс – фрагментограмма ТБДМС эфиров дейтерированных О-АМФК При ГХМС-СИД анализе ТБДМС эфиров О-АМФК проводится регистрация интенсивностей сигналов ионов с массовым числом m/z 153. Как видно из рис.

2, дейтерированные стандарты также дают сигналы с m/z 153 с интенсивностью в среднем 10 % по отношению к интенсивности основного сигнала в их масс-спектрах (иона m/z 156). Поэтому внесение в пробу дейтерированных (d3) стандартов может приводить к искажению результатов количественного анализа и послужить источником ложно-положительных ответов при идентификации. При обнаружении О-АМФК в следовых количествах в биоматрицах повторный ГХМС анализ с внесением дейтерированных стандартов позволяет подтвердить ГХ и МС идентификацию.

Выводы 1. Показано, что в случае, когда возможна дериватизация нелетучего аналита непосредственно в пробе, а отбор летучего производного производится из равновесного пара (например, этилового эфира ФК) характер матрицы малосущественен, и унификации поддаются все стадии анализа. В остальных случаях унификации подлежат отдельные стадии анализа (режим ГХМС анализа, дериватизации и др.).

2. Изучены варианты дериватизации МФК и О-АМФК различными реагентами;

показано, что для дериватизации МФК и О-АМФК предпочтительным является трет-бутилдиметилсилилирование. Проведен выбор режима силилирования ОАМФК с учетом биогенных компонентов плазмы крови и мочи. Установлено, что определению О-АМФК в плазме крови мешают 2-гидроксимасляная кислота, 3-гидроксипропионовая кислота, мочевина, фосфорная кислота, 3кeтовалериановая кислота. Установлено также, что определению О-изопропил МФК в моче человека практически не мешают компоненты матрицы, определению МФК мешают пара-крезол и 3-гидроксимасляная кислота, определению Оизобутил МФК мешает 3-гидроксиизовалериановая кислота и бутандиол моноацетат (идентифицирован предположительно), определению О-пинаколил МФК – пирокатехин и фенилуксусная кислота.

3. Для элюирования О-АМФК с патрона с сильным анионообменником из опробованных элюентов наилучшие результаты были получены с использованием в качестве элюента смеси 3% метанольного раствора NH3 и 25% водного раствора NH3 в соотношении 9 : 1. Разработанная процедура анализа О-АМФК была положена в основу методики определения продуктов распада фосфорорганических отравляющих веществ в почве.

4. Показано, что маркеры воздействия на организм ФОВ (Оалкилметилфосфонаты) и сернистого иприта (тиодигликоль) методом ГХМС в режиме ионизации электронным ударом эффективно определяются в виде трет-бутилдиметилсилиловых эфиров. Однако для О-алкилметилфосфонатов предпочтительным является трет-бутилдиметилсилилирование парами дериватизирующего агента на микроволокне, а для тиодигликоля – дериватизация в упаренной досуха и перерастворенной в смеси ацетонитрила и пиридина пробе.

5. Экспериментально подтверждено, что при разработке методик на основе ГХМС-ТФМЭ решающее значение имеет подбор таких параметров как тип микроволокна, температура и время пробоотбора, ионная сила раствора. Влияние указанных факторов в равной мере проявляется как в случае пробоотбора из равновесного пара (этиловый эфир ФК), так и при погружении микроволокна в пробу и дериватизации аналитов непосредственно на нем парами силилирующего агента (определение О-алкилметилфосфонатов в воде и моче). По результатам экспериментальных исследований показано, что наиболее эффективным является микроволокно на основе сополимера полидиметилсилоксана – дивинилбензола. Найдены корреляционные зависимости между функцией, отражающей влияние стерического эффекта (для неполярных фаз), параметром гидрофобности (для полярных фаз) и коэффициентом извлечения О-АМФК, позволяющие рассчитать эффективность извлечения определенным типом микроволокна химического соединения в пределах исследуемого гомологического ряда по структуре заместителя.

6. Установлено, что при алкилировании тиодигликоля необходимо контролировать и исключать возможность образования промежуточных продуктов дериватизации. В случае трет-бутилдиметилсилилирования ТДГ получение диэфира с максимальным выходом достигается путем внесения неорганических солей калия и проведения реакции в смеси растворителей ацетонитрил : пиридин.

7. Предложено использование дейтерированных (d3) стандартов О-АМФК для подтверждения первичной идентификации в следовом анализе этих соединений независимо от используемого метода подготовки проб.

Список публикаций по теме диссертации 1. Koryagina N.L., Savelieva E.I., Khlebnikova N.S., Goncharov N.V., Jenkins R.O., Radilov A.S. Determination of fluoracetic acid in water and biological samples by GC-FID and GC-MS in combination with solid-phase microextraction. // J. Anal. Bioanal. Chem. – 2006 – V.386 – No.5 – P.1395-1400.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»