CC BY
10
УДК 613.63:668.741-074:543.54
БУМАЖНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ ПОЛИЯДЕРНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
А. Я■ Малахина, М. И. Тильков, канд. хим. наук Ю. К. Шапошников
В настоящее время для определения микроколичеств 3,4-бензпирена с успехом применяют спектрально-флюоресцентный метод с использованием эффекта Э. В. Шпольского в замороженных при —196° кристаллических растворах. Данным методом, пользуясь разными растворителями (н. гек-сан и н. гептан), можно определять 3,4-бензпирен и 1,2-бензантрацен в их смеси с пириленом.
Спектральный анализ многокомпонентных смесей полиядерных ароматических углеводородов (ПАУ) проводят с предварительным разделением их хроматографическими методами. Так, методом бумажной хроматографии АУ разделяют на хроматографической бумаге, пропитанной вазелиновым маслом (П. А. Короткое и соавт.; Bergman и Gruenwald), пропилен-гликолем, окисью алюминия, а также на частично ацетилированной бумаге (Kracht и Wieland; Micheel и Schminke; Spotswood).
Для разделения нисходящим методом искусственной смеси ПАУ (см. таблицу) нами были испытаны различные полярные и неполярные смеси растворителей, а хроматографическую бумагу марки «М» («медленная») Ленинградской бумажной фабрики мы пропитывали вазелиновым или силиконовым маслом, деканом и диметилформамидом, а также частично ацети-лировали различными методами (В. Д. Копылова и соавт.; К. Мещеки и М. Ханс; Spotswood).
Величины искусственной смеси полиядерных ароматических углеводородов и шлаковых отложений вентиляционных труб производства электролитического алюминия
Вещество Цвет пятна на хроматограмме в УФ свете исскуст- веннан смесь Величина шлак Новокузнецкого завода Rf ПАУ шлак Днепровского завода шлак Красноярского завода
20-Метилхолантрен ...... Фиолетовый 0,11 0,12 0,13 0,13
3,4-Бензпирен......... » 0,18 0,19 0,20 0,22
1,2-Бензпирен......... Зеленый 0,23 0,23 0,25 —
1,2-Бензантрацен ....... Голубой 0,30 0,32 0,32 0,31
1,2,3,4-Дибензантрацен .... Фиолетовый 0.39 0,42 0,42 0,43
9,10-Диметил-1,2-бензантрацен Зеленый 0,50 0,49 0,50 0,52
Антрацен........... Голубой 0,62 0,62 0,59 0,60
Наилучшее разделение искусственной смеси ПАУ (рис. 1) было достигнуто на частично ацетилированной бумаге по способу Spotswood и с применением в качестве подвижной фазы смеси толуол — метанол — вода (1:10:2). Несколько листов бумаги (180 x 360 мм) помещали на \1/г часа при комнатной температуре в ацетилирующую смесь (350 мл уксусного ангидрида, 750 мл бензола, 5—6 капель концентрированной Н2504). Высушив бумагу на воздухе, ее промывали изопропиловым спиртом для удаления загрязнений и снова высушивали. Полученную таким образом частично ацетилированную бумагу проверяли на гидрофобность. Для хрома-тографирования ПАУ на данной бумаге длиной 360 мм при комнатной температуре требовалось 7—8 часов. Гексановый, бензольный или ацетоновый раствор ПАУ в количестве от 1 до 10 мкл наносили в виде пятен на стартовую линию газохроматографическим микрошприцем со шкалой на 10 мкл. Пятна ПАУ обнаруживали на хроматограмме в УФ свете. Откры-
ваемый минимум в пятне на хроматограмме при этом составлял (в микрограммах): для 3,4-бензпирена — 0,026, для 20-метилхолантрена—0,022 и для 1,2-бензантрацена — 0,062.
Величины И, ПАУ, приведенные в таблице, зависят от их структурного строения: у наиболее простого по строению антрацена наибольшая величина И,, у более сложного 20-метилхолантрена — наименьшая.
Метод бумажной хроматографии был применен для исследования ПАУ в шлаковых отложениях вентиляционных труб производства электролитического алюминия. Электролиз алюминия происходит при температуре
* /
Рис. 1. Хроматограммы полиядерных ароматических углеводородов на частично ацетилироваи-ной хроматографнческой
бумаге марки «М». а — искусственная смесь; б — полиядерные ароматн ческие углеводороды ацето нового экстракта из шлако вых отложений на вентиля ционных трубах электроли тических печей производства алюминия. / — нсиденти
Минированное вещество — 20-метилхолантрен; 3— 3,4-бензпирен: 4 — 1.2-бсн зпирен; 5 — 1,2-бензантра цен; 6 — 1.2.3, 4-дибензан трацен; 7—9. 10-дис метил-1.2-бунзантрацсн;
8 — антрацен.
Рис. 2. Спектрограммы люминесцентного
анализа 3,4-бензпирена. а — ацетоновый раствор экстракта пыли; б — раствор 3,4-бензпирена, выделенного из пятна бумажной хроматограммы, величина которого соответствует величине чистого 3,4-бензпирена; « — искусственный раствор 3,4-бензпирена
выше 1000°. В качестве связующего для графитовых электродов применяют каменноугольные, коксовые и другие смолы, а также каменноугольный пек, компоненты которых уносятся в вентиляционную систему, где вместе с окислами и солями металлов образуют шлаковые отложения. Каменноугольная смола и ее пек содержат полнядерные ароматические углеводороды, в том числе и канцерогены (3,4-бензпирен и др.). Ранее в составе бензольного экстракта пыли производства электролитического алюминия был идентифицирован методом восходящей бумажной хроматографии на бумаге, пропитанной вазелиновым маслом, 3,4-бензпирен (Ф. Д. Ведерникова). Идентификация подтверждена спектрально-флюоресцентным методом, позволившим также количественно определить 3,4-бензпирен в воздухе электролизного цеха.
Для исследования были взяты 3 навески пыли по 5 г с 3 заводов, ПАУ из них экстрагировали разными нефлюоресцирующими в УФ свете растворителями: ацетоном, бензолом и октаном. Экстракция проводилась не менее 5 раз, каждый раз по 40 мл растворителя. Полнота экстракции подтверждалась тем, что раствор последней порции экстрагента не давал характерного для ПАУ свечения в УФ свете. Растворы в одном растворителе одного образца сливали вместе и выпаривали до объема 50 мл. Наибольшее количество экстрагируемых веществ из всех образцов шлака определено весовым методом в ацетоновом растворителе: 32% в шлаке с Днепропетровского завода, 33,3% в шлаке с Новокузнецкого завода и 38% в шлаке с Красноярского завода. В таблице приведены ИГПАУ как средние из 3—5 хроматограмм.
На рис. 1 приведена типичная для шлаков всех заводов хроматограмма ПАУ. Таким образом, в шлаковых отложениях вентиляционных выбросов производства электролитического алюминия идентифицированы методом бумажной хроматографии следующие ПАУ: 20-метилхолантрен, 3,4-бензпи-рен, 1,2-бензпирен, 1,2-бензантрацен, 1,2,3,4-дибензантрацен, 9,10-диме-тил-1,2-бензантрацен и антрацен. Идентификация этих веществ подтверждена методом тонкослойной хроматографии. Идентификация 20-метилхо-лантрена, 3,4-бензпирена и 9,10-диметил-1,2-бензантрацена была подтверждена также методом люминесцентной спектроскопии на универсальном спектрографе ИСП-51 с фотоэлектрической приставкой ФЭП-1 при температуре жидкого азота. Спектрограммы данных чистых веществ и элюэнты соответствующих пятен, вырезанных из хроматограмм, оказались идентичными. На рис. 2 в качестве примера приведены соответствующие спектрограммы 3,4-бензпирена; спектры растворов чистого 3,4-бензпирена и выделенного из соответствующего 3,4-бензпирену пятна хроматограммы совпадают.
Спектр ацетонового раствора смеси всех ПАУ пыли более сложен и не может быть использован для количественного анализа 3,4-бензпирена, поскольку аналитическая линия 4030 А перекрыта линией другого вещества (см. рис. 2). Поэтому количественный люминесцентный анализ, например 3,4-бензпирена, проведен после разделения ацетонового экстракта ПАУ пыли методом бумажной хроматографии. Для этого в УФ свете очерчивали пятна ПАУ и пятно 3,4-бензпирена вырезали, бумагу мелко нарезали и 3,4-бензпирен элюировали сначала 1 мл бензола, а затем 3 мл октана при интенсивном помешивании раствора при комнатной температуре в течение 30 мин. Бензольно-ацетоновый раствор 3,4-бензпирена анализировали методом абсолютной калибровки при следующих условиях: прибор ИСП-51 с приставкой ФЭП-1, температура анализа—196°, объем пробы 4 мл, ширина щели 0,1 мм, фильтр УФС-2, источник возбуждения — ртутно-квар-цевая лампа ДРШ-250. Спектральная линия для количественного анализа 3,4-бензпирена 4030 А. Точность анализа ±10% относительной ошибки. Чувствительность Ю-10 г/л.
С применением разработанной методики было определено содержание 3,4-бензпирена в 1 г пыли Новокузнецкого, Днепропетровского и Красноярского заводов—соответственно 0,051,0,039 и 0,042 мг. Вырезая из хроматограмм пятна других ПАУ и проведя элюирование их в раствор с последующим люминесцентным анализом, можно количественно определить ПАУ в образцах. Разработанную методику можно применять для исследования ПАУ в газовых выбросах и сточных водах, в пыли производства электролитического алюминия и в продуктах других производств.
В заключение необходимо отметить, что концентрацию 3,4-бензпирена и других ПАУ в газовых выбросах и шлаковых отложениях производства электролитического алюминия можно свести до минимума, применяя в качестве связующего не каменноугольную смолу и ее пек, а не содержащую, по нашим исследованиям, 3,4-бензпирена и других ПАУ древесносмоля-ную смолу и ее пек.
ЛИТЕРАТУРА
Короткое П. А., Ц я щ е н к о Ю. П., Янышева Н. Я. Гиг. и сан., 1967» № 9, с. 56.— К о п ы л о в а В. Д., Морозова Н. М., О л ь ш а н о в а К- М. и др-В кн.: Руководство по ионообменной распределительной и осадочной хроматографии. М., 1965, с. 125.— М а ц е к K-, X а й с И. М. (ред.) Хроматография на бумаге. М., 1965. с. 758.— В е г g m а п G. D., G г u е п w а 1 d Т., J. appl. Chem., 1957, v. 7, р. 15. — Kracht W., Wieland Т., Angew. Chem., 1957, Bd 69, р. 172.—M i с Ii e e I Т., Schminke W., Ibid., p. 334.—S potswoodT. M., J. Chromatogr., 1960, v. 3, p. 101.
Поступила 2/1X 1969 г.
УДК 615.28.099.07:57.085.23
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ТКАНЕВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТОКСИЧНОСТИ ПЕСТИЦИДОВ
О. Н. Елизарова, Д. П. Нуждина
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Гигиеническая оценка пестицидов, широко внедряющихся в сельское хозяйство нашей страны, требует длительных токсикологических исследований. Естественно, встает вопрос о применении таких методов, которые позволили бы в наиболее короткие сроки дать ориентировочные сведения о токсичности того или иного пестицида. Для этой цели может быть использован метод тканевых культур. Он позволяет наблюдать в условиях, близких к естественным, биохимические и физиологические процессы, свойственные живым организмам и изменяющиеся под влиянием каких-либо вредных факторов.
Тканевые культуры широко применяются в различных отраслях биологии и медицины и весьма мало — в санитарно-токсикологическом эксперименте, хотя некоторые исследования показали ценность данного метода (Г. А. Гудзовский; Г. Н. Красовский и А. П. Ильницкий; П. Майкова; В. М. Перелыгин; Е. В. Штанников; Comoli и Perin; Kramer; Marks и Nagelschmidt и др.). Они свидетельствуют о высокой чувствительности тканевых культур к различным химическим соединениям, об определенной связи между интенсивностью и характером роста ткани и концентрацией вредных веществ.
Методические приемы работы с тканевыми культурами разработаны достаточно подробно. Но санитарно-токсикологический эксперимент отличается методическими особенностями, которые мы и стремились отработать.
Исследования проводились на однослойных перевиваемых культурах, являющихся удобной моделью для изучения биологических свойств клеток, а также процессов взаимодействия изучаемого яда и клетки. Мы пользовались 3 образцами перевиваемых тканей: 1) PMN — клетки почек эмбриона человека — копенгагенский и ленинградский штаммы, 2) СПЭВ — клетки почек эмбриона свиньи и 3) ПАО — клетки пахового узла обезьяны макака резус. Все эти тканевые культуры выращивали на среде 199 с добавлением нормальной бычьей сыворотки. В опытах применялись два методических приема выращивания клеток — на стенке пробирки и на предметных стеклах, опущенных в пробирки. О цитологическом эффекте судили по развитию дегенерации клеток.
При выращивании тканевых культур на стенках пробирок дегенеративные изменения учитывали визуально при малом увеличении. Величину их принято расценивать по 4-балльной системе, но мы ввели дополнительно балл 0,5, указывающий на самые первоначальные, пороговые изменения клеток. Каждая аппликация повторялась на 4 параллельных пробирках. При выращивании тканевых культур на предметных стеклах специфичес-
