CC BY
13sovbtv™ физика биологических и медицинских приложений
Лазерно-индуцированная десорбция/ионизация на поверхности оксида молибдена для определения пестицида тетраметилтиурамдисульфида
1 2 Лаптинская П.К. , Кузьмин И.И.
1- Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва 2- Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук, Москва
Е-mail: polinalaptinskaya@,gmail. com
Целью исследований является разработка нового способа высокочувствительного определения пестицида тиурама (тетраметилтиурамдисульфида, ТМТД) в пробах сложного состава. Стандартные способы, основанные на кислотном разложении тиурама до дисульфида и последующем определении CS2 методами спектрофотометрии или газовой хроматорафии, трудоёмки, имеют низкую чувствительность и селективность. Поэтому разработка нового, более эффективного способа определения тиурама является весьма актуальной задачей.
В работе предложен новый подход, который основан на переводе тиурама в комплексное соединение путём его взаимодействия с ионами переходных металлов, ионизации полученного комплекса методом лазерно-индуцированной десорбции/ионизации с переносом электрона (Laser-induced Electron Transfer Desorption/Ionization, LETDI) и детектировании ионов времяпролетным масс-анализатором [1, 2].
Десорбцию/ионизацию проводили излучением третьей гармоники импульсного Nd:YAG лазера на длине волны 355 нм (длительность импульса 0.35 нс, частота повторения импульсов 100300 Гц).
В качестве одного из наиболее эффективных эмиттеров молекулярных ионов органических комплексов ТМТД с переходными металлами в ряду исследованных материалов (кремний, графит, ряд металлов и их оксидов) была определена подложка со специально приготовленным поверхностным слоем оксида молибдена.
ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
-------------1Е НЕДЕЛИ»
19-21 октября 2021 г
Основные результаты работы:
1. Разработан воспроизводимый способ формирования эффективных эмиттеров молекулярных ионов органических комплексов ТМТД с поверхностным слоем оксида молибдена, основанный на термическом окислении металлических пластин молибдена в воздухе путём нагрева в пламени (турбо режим) пропановой горелки.
2. Исследованы зависимости величины выхода ионов комплексов ТМТД от энергии импульсов лазерного излучения. Зависимости характеризуются начальным участком экспоненциального роста сигнала при увеличении плотности энергии с последующим выходом сигнала на насыщение (рис. 1).
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Энергия, мкДж
Рис. 1. Зависимость ионного сигнала тиурамата золота от энергии импульсов лазерного излучения
3. Проведено сравнительное исследование эффективности ионизации комплексных соединений тиурама с различными металлами-комплексообразователями (золото, медь, серебро и ртуть). Установлено, что максимальной эффективностью ионизации в ряду исследованных металлов характеризуются комплексы ТМТД с золотом.
4. Получены градуировочные зависимости для количественного определения тиураматов. Установлено, что градуировочные зависимости линейны в диапазоне от 5 до 200 пг комплексного соединения, введенного в прибор.
5. Разработанный способ апробирован для определения тиурама в соках. Методика основана на комплексовании пестицида с золотом
™™дыГу™ физика биологических и медицинских приложении
в кислой среде с дальнейшей экстракцией полученного соединения в хлороформ. Раствор, содержащий комплекс, капельно наносится на LETDI-подложку с поверхностным слоем оксида молибдена для дальнейшего определения. Для тиурамата золота предел обнаружения составляет примерно 1 пг вещества, введённого в прибор. Сравнение полученных результатов с литературными данными показало, что разработанный способ определения тиурама превосходит по чувствительности стандартные методы более чем на два порядка величины.
Авторы выражают благодарность научным руководителям д.х.н. Гречникову А.А. и к.ф.-м.н. Никифорову С.М. за постановку научной задачи, помощь в измерениях и обсуждение результатов.
1. Лаптинская П.К., Кузьмин И.И., Гречников А.А. Тезисы докладов XXI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. — Т. 4. — Санкт-Петербург, 2019. — С. 281-281.
2. Лаптинская П.К., Кузьмин И.И., Пенто А.В. Масс-спектрометрия с лазерно-индуцированной десорбцией/ионизацией для высокочувствительного детектирования органических комплексных соединений металлов // Школа молодых учёных «Прохоровские чтения». Школа-конференция молодых учёных «Прохоровские недели». Тезисы докладов. — «Институт общей физики
им. А.М. Прохорова Российской академии наук», Москва, 2019. — С. 16-17. (DOI:10.24411/9999-033A-2019-00006)
