ГХ-МС определение пестицидов из сложных по составу объектов с предварительным микроэкстракционным концентрированием
В представленной работе была разработана новая схема определения пестицидов в твёрдофазных пищевых продуктах, в основе которой лежит мицеллярная жидкостно-жидкостная микроэкстракция, основанная на использовании смешанного поверхностно-активного вещества, состоящего из первичного амина и карбоновой кислоты со средней длиной цепи. Процедура пробоподготовки предполагает несколько этапов. Первый этап включает введение экстракционной смеси, состоящей из 1-нониламина и пивалевой кислоты, в водный раствор, содержащий гомогенизированный твёрдофазный образец, перемешивание и последующую фильтрацию. На втором этапе в полученном фильтрате добиваются разделения фаз за счет введения высаливающего агента (хлорида натрия) и последующего центрифугирования. Выделенная в процессе пробоподготовки мицеллярная фаза, содержащая аналиты, обладает низкой вязкостью, что позволяет без дополнительных манипуляций инжектировать её в высокочувствительную ГХ-МС систему. В ходе исследования были оптимизированы факторы, способные оказывать влияние на эффективность извлечения и концентрирования пестицидов: состав и объём экстракционной смеси, тип и концентрация высаливающего агента, масса гомогенизированного образца. Также, были исследованы состав и строение выделенной мицелло-обогащённой фазы. Аналитические возможности разработанной схемы анализа были продемонстрированы на примере определения диазинона, триадимефона, триадименола и бифентрина в образце детского овощного питания и образцах огурцов. Полученные результаты подтверждены референтным методом. Пределы обнаружения составили 8 мкг/кг для диазинона, 10 мкг/кг для триадимефона, 5 мкг/кг для триадименола и 1 мкг/кг для бифентрина. Разработанная схема является простой, экспрессной, чувствительной и экологически безопасной.
Перечень условных обозначений …………………………………………………………………………..4
Введение …………………………………………………………………………………………………………………6
Глава 1. Обзор литературы ……………………………………………………………………………………8
1.1 Пестициды ………………………………………………………………………………………………………….8
1.2 Методы определения пестицидов в пищевых продуктах ……………………………………14
1.3 Пробоподготовка при определении пестицидов в пищевых продуктах ………………19
1.4 Мицеллярная экстракция …………………………………………………………………………………..24
Заключение …………………………………………………………………………………………………………..30
Глава 2. Методика экспериментальных исследований ……………………………………….31
2.1 Средства измерений и оборудование …………………………………………………………………31
2.2 Реактивы и материалы ………………………………………………………………………………………32
2.3 Приготовление растворов ………………………………………………………………………………….33
2.4 Пробоотбор и подготовка ………………………………………………………………………………….34
Глава 3. ГХ-МС определение пестицидов в огурцах и детском овощном питании
с предварительным микроэкстракционным концентрированием ……………………..35
3.1 Схема мицеллярной жидкостно-жидкостной микроэкстракции пестицидов ……….35
3.2 Выбор условий ГХ-МС определения пестицидов ………………………………………………36
3.3 Выбор оптимальных условий микроэкстракционного извлечения пестицидов ……38
3.3.1 Изучение влияния состава экстракционной смеси …………………………………………..38
3.3.2 Изучение влияния объёма экстракционной смеси ……………………………………………41
3.3.3 Изучение влияния типа высаливающего агента ……………………………………………….42
3.3.4 Изучение влияния массы высаливающего агента …………………………………………….43
3.3.5 Изучение влияния массы гомогенизированного образца ………………………………….44
3.4 Исследование мицелло-обогащённой фазы ………………………………………………………..45
3.4.1 Исследование мицелло-обогащённой фазы методом динамического рассеяния
света ………………………………………………………………………………………………………………………45
3.4.2 Определение содержания 1-нониламина, пивалевой кислоты и воды в
выделившейся мицелло-обогащённой фазе ……………………………………………………………..47
3.4.3 Механизм предложенной схемы мицеллярной жидкостно-жидкостной
микроэкстракции ……………………………………………………………………………………………………49
3.5 Аналитические характеристики разработанной схемы ……………………………………….50
3.6 Испытание разработанной схемы анализа на реальных образцах ……………………….53
Выводы …………………………………………………………………………………………………………………56
Благодарность ………………………………………………………………………………………………………57
Список литературы ………………………………………………………………………………………………58
Современное сельское хозяйство практически невозможно представить без
использования пестицидов. Данные соединения необходимы для борьбы с
вредителями, контроля роста растений, что влияет на урожайность. Однако, эти
токсиканты в количествах, превышающих установленные нормы, способны
оказывать негативное влияние не только на окружающую среду, вызывая гибель
целых экосистем, резистентность у вредителей, но и на здоровье человека. Наиболее
частым способом попадания пестицидов в организм человека является их
потребление с пищей. Последствиями такого воздействия являются различные
аллергические реакции, нарушения нервной и репродуктивной функций систем, и
даже развитие онкологических заболеваний [1]. В связи с этим, важной задачей
аналитической химии является мониторинг пестицидов в пищевых продуктах.
Существует множество инструментальных методов определения пестицидов,
наиболее распространёнными из которых являются газовая и жидкостная
хроматография с различными системами детектирования. Из-за сложной матрицы
пищевых продуктов и недостаточной чувствительности инструментальных методов,
зачастую приходится вводить дополнительный этап анализа – пробоподготовку.
Популярными являются процедуры пробоподготовки, основанные на жидкостной
экстракции [2]. Существует множество вариаций данной методики подготовки пробы.
На сегодняшний день к одним из наиболее перспективных методов жидкостной
экстракции можно отнести мицеллярную жидкостную экстракцию, способ
извлечения и концентрирования аналитов, основанный на использовании
поверхностно-активных веществ. Главным преимуществом данного метода является
его безопасность с точки зрения экологии по сравнению с большинством
разработанных методик [3]. Однако, реализованные на данный момент способы
подготовки проб пищевых продуктов, основанные на мицеллярной экстракции,
требуют разбавления образующейся мицелло-обогащённой фазы или процедур
реэкстракции, потому как высокая вязкость этих фаз делает последующий
хроматографический анализ невозможным. В результате этих манипуляций
происходит снижение чувствительности методики и увеличение времени проведения
анализа.
В связи с этим целью данной работы стала разработка простого экспрессного
чувствительного и экологически безопасного метода пробоподготовки для
определения пестицидов в сложных по составу объектах анализа, основанного на
новом варианте мицеллярной микроэкстракции с использованием смешанного
поверхностно-активного вещества и легко сочетающегося с газохроматографическим
определением с масс-спектрометрическим детектированием.
Для реализации данной цели необходимо было решить следующие задачи:
1) предложить и обосновать новый вариант мицеллярной микроэкстракции
пестицидов, основанный на использовании смешанного поверхностно-активного
вещества;
2) установить оптимальные условия ГХ-МС определения выбранных
пестицидов;
3) оптимизировать условия микроэкстракционного выделения и
концентрирования целевых аналитов для их последующего ГХ-МС определения;
4) проиллюстрировать возможности разработанной методики на реальных
образцах;
5) подтвердить правильность полученных результатов с помощью
референтного метода.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (14 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
4.6 (522 отзыва)
4.2 (5 отзывов)
5 (91 отзыв)
4.7 (18 отзывов)
5 (22 отзыва)
