CC BY
5А . ФИЗИКА БИОТОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИЙ
-ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
Лазерно-индуцированная десорбция/ионизация с переносом электрона для оценки качества пестицида тиофанат-метила
Лаптинская П.К., Персидская О.К.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва Е-mail: polinalaptinskaya@gmail. com
DOI: 10.24412/cl-35673-2023-1-166-168
Тиофанат-метил является действующим веществом широко применяемых во всем мире контактно-системных пестицидов. За счет содержания тиозаместителей в составе (см. рис. 1) вещество обладает высокой токсичностью и способно подавлять рост грибков на различных материалах, а также показывает высокую эффективность при борьбе с нематодами. Препараты, содержащие данное соединение, востребованы в сельском хозяйстве для обработки растений и семян, в строительстве для противогрибковой обработки пластика, как санитарный агент для бассейнов, в ряде случаев используются в ветеринарной медицине [1].
Однако при всех преимуществах применения препаратов, содержащих тиофанат-метил, есть и недостатки при их использовании. Одной из основных причин, определяющей неудобство их применения, является способность действующего вещества вступать в реакцию с ионами металлов с образованием металлорганического комплекса. Высокой способностью к комплексообразованию обладает медь (см. рис. 1), которая, связывая часть функциональных групп в молекуле тиофанат-метила, значительно снижает её биологическую активность [2, 3]. Наиболее остро задача контроля встает именно для пестицидов по той причине, что на складах с сельскохозяйственными химикатами могут быть нарушены условия хранения препаратов, содержащих тиофанат-метил, например, хранение в непосредственной близости с агрохимикатами, содержащими медь.
Целью исследования является применение лазерной масс-спектрометрии для решения практической задачи — качественного определения металлорганического комплекса меди с тиофанат-метилом (1,2-ди-(3 -метоксикарбонил-2-тиоуридо)-бензолом).
а . агавах; 24-26 октября 2023 Г.
А -ПрохоровеКИЕ НЕДЕЛИ»
V/
Рис. 1. Реакция комплексообразования меди (II) с тиофанат-метилом.
В качестве инструмента, решающего задачу высокоточного обнаружения продукта реакции комплексообразования меди с действующим веществом пестицида, предложен метод времяпролетной масс-спектрометрии с лазерной
десорбцией/ионизацией с переносом электрона (LETDI). В данном подходе не требуется специальная пробоподготовка, а время анализа одной пробы, с учетом затрат на извлечение комплекса с медью органическим растворителем из препарата сложного состава, занимает не более 5 минут. После извлечения искомого комплекса из препарата полученный экстракт наносится на поверхность эмиттера ионов - подложки со специально приготовленным поверхностным слоем оксида молибдена [4].
Исследования проводились с использованием линейного времяпролетного масс-спектрометра. Десорбцию/ионизацию проводили излучением третьей гармоники Nd:YAG лазера на длине волны 355 нм (длительность импульса 0,35 нс, частота повторения импульсов 175 Гц). Плотность энергии на поверхности эмиттера-ионов 17,5-23,5 мДж/см2. Для увеличения ионного сигнала применяли сканирование лазерного луча по поверхности эмиттера ионов.
На рис. 2 приведен масс-спектр комплекса. Видно, что в масс-спектре регистрируется молекулярный ион комплекса меди с тиофанат-метилом, имеющего молекулярную массу 405,9 а.е.м. Метод LETDI является перспективным способом высокоэффективного контроля качества пестицидов, содержащих действующее вещество тиофанат-метил, благодаря возможности высокоточного обнаружения его комплексной формы с медью в составе исследуемого препарата сложного состава. Т.к. метод позволяет зарегистрировать именно молекулярный ион данного комплекса, а не его фрагменты или аддукты, как во многих других методах масс-спектрометрического анализа, то можно говорить о том, что применение метода LETDI может значительно упростить контроль качества препаратов, содержащих в составе активный компонент - тиофанат-метил.
_ . ÄSSSSÄS ФИЗИКА БИОТОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИЙ
Д -ПИМОРОвГКМЕ неделй-
100
90
380 390 400 410 420 430 m/z
Рис. 2. Масс-спектр металлорганического комплекса меди с тиофанат-метилом.
Предложенный метод может быть применен к широкому классу металлоорганических соединений, используемых в различных отраслях.
Авторы выражают благодарность научному руководителю, к.ф.- м.н. Никифорову С.М. и д.х.н. Гречникову А.А. за предоставленные ресурсы и помощь в анализе полученных результатов.
Работа выполнена при поддержке Гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 075-15-2022-315 на создание и развитие научных центров мирового уровня.
1. URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Thiophanate-methyl
2. Sharma D.K., Verma N.K., Suman S., et al. J. Anal. Sci. Technol. 2015. 6. 13.
3. Yu Y., Huang G., Luo X., et al. Microchim. Acta 2022. 189. 325.
4. Grechnikov A.A., Laptinskaya P.K., Kuzmin I.I., et al. Anal. Bioanal. Chem. 2022. 414. 6929-6937.
