CC BY
0
сопоставления данных получены значения коэффициента корреляции (г), свидетельствующие о наличии сильной положительной связи. Теснота связи возрастает, когда параметры токсичности продуктов пламенного горения заменяются сначала параметрами токсичности продуктов термоокислительного разложения (г=0,76 и /- = 0,87 соответственно), а затем оценочными параметрами. Для последних особенно характерна высокая степень корреляции с показателями токсичности, определенными в стендовых экспериментах (г ==0,96).
Количественные характеристики газовыделений (СО, СОг, НС1М) при лабораторных испытаниях материалов в большей степени зависят от интенсивности теплового воздействия на образцы. В частности, уровень выделения оксида углерода, как правило, был выше при термоокислительном разложении без воспламенения, а диоксида углерода и цианистого водорода — при пламенном горении материалов. По отношению к концентрациям газов, образующимся при указанных режимах испытания образцов, результаты измерений в стендовых опытах занимают в большинстве случаев промежуточное положение.
Результаты выполненной работы свидетельствуют об удовлетворительной сопоставимости параметров токсичности продуктов горения, установленных при лабораторных и крупномасштабных испытаниях материалов, и наличии между ними четко выраженной корреляционной связи.
Этот вывод обосновывает принципиальную возможность прогнозирования опасности воздушной среды при пожарах, а вместе с тем и правомерность использования показателя токсичности, определяемого по стандартному методу, для сравнительной оценки материалов и разработки рекомендаций по их применению [6, 7].
i
Литература
1. Ахназарова С. Л., Кафаров В. В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. — М., 1978.
2. Башкирцев М. П., Сидорюк В. М. // Противопожарная защита зданий и сооружений. — М., 1976. — С. 65—71.
3. Беляков А. А., Мельникова Л. М. // Определение вредных веществ в воздухе промышленных помещений. — Горький, 1970. —С. 184.
4. Борьба с пожарами на судах / Под ред. М. Г. Ставнц-кого, —Л., 1976. —Т. 1, —С. 97—106.
5. ГОСТ 12.1.044—84 ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. — С. 118—122.
6. Иличкин В. С., Гусев В. И., Петров Г. Н„ Янен-ко М. В. // Пути повышения эффективности противопожарной защиты предприятий народного хозяйства. — Л., 1985. —С. 33—36.
7. Применение полимерных материалов в строительстве жилых и общественных зданий: (Метод, указания).— М„ 1984.
8. Прозоровский В. Б. // Фармакол. и токсикол.— 1962.—
№ 1, —С. 115-119. «
9. Christojer A. J. // Fire a. Materials. — 1983. — Vol. 7. -P. 132—149.
10. Hilado С. J. //J. Fire Flammabil. — 1977. — Vol. 8,— P. 202—209.
Поступила 25.02.86
УДК 612.015.31-088.1:543.42
Т. В. Юдина, М. В. Егорова, 3. А. Анисимова
МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОГО СПЕКТРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА БИОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
В аналитической практике при исследовании минерального состава биологических объектов находят применение современные методы, среди которых значительное место занимает спектральный анализ, в частности спектрография, отличающаяся наряду с высокой избирательностью и достаточной чувствительностью, возможностью одновременного определения в одной пробе ряда элементов. Однако количественный спектрографический анализ материалов биологического происхождения затруднен, с одной стороны, малым содержанием элементов, с другой — неоднородностью структурного и элементарного состава.
Точность результатов анализа определяется в основном качеством применяемых эталонов и их соответствием анализируемым пробам. Одно из основных требований, предъявляемых к эталонам, — соответствие матричных основ эталонов и анализируемых проб. Несоблюдение этого тре-
бования может привести к искажению результатов анализа в 2—3 раза [1].
В настоящее время применяются два способа ^ приготовления эталонов для спектрографического анализа биоматериалов — на искусственной [2] и естественной [3] основе. Изготовление эталонов на искусственной основе не позволяет достичь полного соответствия матричных основ проб и эталонов, кроме того, требует использо-.вания реагентов особой чистоты и сложной технологии приготовления, что значительно усложняет анализ и снижает точность результатов. Достаточно полно учесть влияние матричных эффектов позволяет применение метода добавок. Однако ограниченность массы большинства исследуемых органов лабораторных животных (семенники, поджелудочная железа, легкие, сердце, головной мозг, селезенка, мышцы) не позволяет * широко использовать этот метод.
В настоящей работе при приготовлении основы для эталонов, а также самих исследуемых проб использовали золу органов животных того же вида, пола и возраста, что и животных подопытной группы. Приготовление основы заключается в озолении органов контрольных животных, объединении и смешивании золы с графитовым ' порошком в соотношении 1 : 6—4 : 5. При последующем анализе как пробы (раствор золы), так и эталоны (растворы металлов) вносятся в электрод на эту основу. Внесение проб и эталонов сравнения на одну и ту же основу, идентичную по составу анализируемым пробам, устраняет влияние матричного эффекта, в результате чего достигается более высокая точность анализа. Кроме того, за счет увеличения абсолютных количеств вещества в пробе достигается выход в оптимальный линейный диапазон концентраций, что приводит к расширению области применения спектрографического анализа, а именно к возможности анализа элементов в органах с малой массой. Выбор соотношения золы органов контрольных животных и графитового порошка при приготовлении основы определяется массой золы исследуемого образца и достижимой точностью ф определения элементов. Так, если масса золы органа позволяет провести не менее 3 параллельных измерений при содержании в одной пробе 10 мг золы органа, то выбирается соотношение с меньшим содержанием контрольной золы, например, 1 :5. Основу с таким соотношением можно использовать при элементометрии печени, почек, головного мозга. Если же масса золы органа не позволяет провести 3 параллельных измерения при содержании в пробе (электроде) 10 мг золы, т. е. масса золы органа менее 30 мг (сердце, селезенка, поджелудочная железа), то выбирается соотношение с большим содержанием контрольной золы в основе — 4:6, при этом навеска золы органа в 1 электрод определяется, исходя из необходимости проведения по крайней мере 2 параллельных измерений, но не менее 5 мг. Основу .ф для проб и эталонов можно готовить заранее и использовать для нескольких серий экспериментов.
В работе исследовали содержание микроэлементов в образцах головного мозга, почек, печени, сердца, легкого, мышц, селезенки и поджелудочной железы. Первым этапом определения являлось приготовление основы. Основу для каждого органа готовили отдельно. Для этого у 10 животных контрольной группы после декапита-ции и обескровливания отделяли исследуемый орган, объединяли все образцы в один взвешенный тигель, высушивали три температуре 105°С до постоянной массы, озоляли в муфельной печи при температуре 450 °С, определяли массу золы. Затем золу в выбранном соотношении смешивали Ф в ступке с графитовым порошком.
Образцы органов у животных исследуемой группы получали после декапитации и обескров-
ливания, высушивали и озоляли при тех же условиях, что и органы контрольных животных. Для приготовления параллельных проб всю золу исследуемого образца смешивали с основой из расчета: в каждой пробе 10 мг золы образца и 10 мг основы. Навески смеси по 20 мг помещали в электроды типа IV из углей марки ОСЧ-7-4.
При исследовании органов, масса золы которых не превышала 30 мг, для каждой из параллельных проб смешивали 10 мг основы и 5— 10 мг золы образца. Например, от сердца массой 0,85 г получили 15,2 мг золы, что позволило приготовить 3 параллельные пробы по 5 мг, а от селезенки массой 0,8 г получили 14 мг золы и приготовили 2 пробы по 7 мг.
Для приготовления эталонов сравнения в 12 электродов помещали по 10- мг основы. Три из них служили «фоном», в остальные 9 вносили по 0,1 мл раствора, содержавшего определенные элементы — медь, кобальт, никель, железо, свинец, алюминий, марганец, кадмий, кальций и магний в концентрациях 5—10—20 мкг/мл (по 3 электрода на каждую концентрацию). Эталоны в электродах высушивали при температуре 60 °С.
Следующий этап — фотографирование спектров испаряющихся проб и эталонов — проводится на спектрографе средней дисперсии ИСП-30, со штативом ШТ-9 и дуговым генератором переменного тока ДГ-2. Условия фотографирования следующие: обжиг 3—5 с, экспозиция — 120 с, щель спектрографа 0,010 мм, промежуточная диафрагма 2 мм, ток для горения дуги 12 А. Перед щелью спектрографа помещается трехступенчатый ослабитель. Фотографирование осуществляется на фотопластинки для научных и технических целей типов 2 и ЭС размером 9X12 см, на каждую помещается по 24 спектра проб и эталонов с расстоянием между ними 1 мм.
Аналитические линии определяемых элементов фотометрируются на микрофотометре МФ-4. Интенсивность почернения выбранных линий измеряется по логарифмической шкале почернений при ширине измерительной щели 0,2 мм с таким расчетом, чтобы она была примерно равна половине ширины изображения спектральной линии. Используются следующие аналитические линии с длиной волны (в нм): Си 327,4 или 324,7; Ре 302,0 и 278,8; Мп 280,1 и 293,3; А1 308,2 и 266,9; РЬ 283,2; Мо 317,0; № 305,1; Со 345,3; Сс! 326,1; Са 272,1 и 315,8; Мц 279,0. Для каждого исследуемого элемента строится градуироБОчный график, по которому определяется содержание элемента в пробе. Концентрация элемента в органе, выраженная в микрограммах на 1 г сырой массы, определяется по формуле:
М-Р С т-В •
где М — содержание элемента в пробе (электроде), мкг; Р — масса золы органа, г; т — масса
Содержание элементов в органах белых крыс (М+т)
о Содержание элементов, мг на 1 г сырой массы
Орган, ткань 2 о о г о о о а о ш ре <§§ А! са Са Си Ре ме Мп Мо РЬ Со N1
Сердце Легкие Мышцы Селезенка Поджелудочная железа Головной мозг Почкн Печень Кровь 4:6 4:6 4:6 4:6 4:6 1". 5 1:5 1:5 1:5 0,31 ±0,02 25±1 0,3±0,01 1,0±0,01 0,5±0,02 0,24±0,02 0,33±0,03 0,6±0,03 0,2±0,02 0,5±0,03 0,9+0,08 0,4±0,02 0,6±0,02 1,2+0,1 0,7+0,03 30,0±2,6 2,0±1,4 53+6 140±13 49±1,6 93±8 100±6 96+5 123 ±7 60+5 43+5 3,8+0,4 1,5+0.2 1,6+0.1 3,8±0-4 1,8±0.2 3,2+0.2 2,5±0,2 5,9+0.3 1,5+0,1 55+2 294±16 32±2,5 310±18 35±0,4 44±1,2 84+2,3 200+10,1 0.5±0,03 158+13 110±11 140+12 П0±!4 170+11 143+11,2 136±10,8 158+12 35+2,6 1.0+0,1 0,18±0,02 0,9+0,04 1,0+0,4 0,1±0,01 0,4+0,02 0,1+0,02 0.1+0.01 0,6+0.05 0,2 + 0.01 0,6+0,05 0.3+0,01 0.3±0,0> 1,0+0,02 1,8±0,03 0,2±0,02 0,2+0,01 0.2±0.01 0,28+0,03 0.3±0.03 0.3±0.03 0,8±0,02 0.3±0.01 0,4+0,02 0,36±0,02 0.4±0,02 0,4+0,02 1,5±0,1
золы, помещенной в электрод; В — сырая масса органа, г.
Суммарная погрешность метода ±15%. Нижний предел измерения концентраций Ю-3— Ю-4 % в зависимости от элемента. В таблице приведены данные о содержании элементов в образцах органов и крови белых крыс.
Таким образом, использование золы органов животных контрольных групп для приготозления основы проб и эталонов расширяет область применения количественного спектрографического анализа элементов в органах лабораторных животных при проведении гигиенических исследований.
На предложенный способ определения элементов в биологическом материале получено авторское свидетельство № 1160309, зарегистрированное в Государственном реестре изобретений СССР 8 февраля 1985 г.
Литература
1. Еремина О. П., Петрова Н. Н.Ц Уральская конф. по ^ спектроскопии. — Свердловск, 1971. —Вып. 4. — С. 50— 56.
2. Терек Т., Мика Я., Гекуш Э. Эмиссионный спектральный анализ: Пер. с англ. — М., 1982.
3. Шустов В. Я. Микроэлементы в гематологии. — М., 1967.
Поступила 17.03.86
УДК 612.015.31:540.261-088.6
Е. П. Севастьянова, Г. В. Халтурин
ВЛАЖНОЕ СЖИГАНИЕ ПРОБ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА-14
Для радиометрического определения углерода- 14 в биопробах углерод обычно выделяют в виде диоксида, применяя методы сухого или влажного сжигания.
Метод сухого сжигания позволяет получать наиболее чистый диоксид углерода, но при его использовании требуются дорогостоящее оборудование и высушенные биопробы, получить которые особенно затруднительно в случае проб животного происхождения.
Р. Рпк и В. Ро1ек [4] разработали метод влажного сжигания сухих гомогенатов растительности массой до 30 мг с применением концентрированной серной кислоты в присутствии бихромата калия.
На основе этого метода нами разработана методика влажного сжигания больших навесок проб (2—12 г) растительного и животного происхождения без их предварительного гомогенизирования и высушивания. Исследуемые пробы
обрабатывают «хромовой смесью» (раствор К2СГ2О7 в концентрированной Н2804); органические вещества при этом обугливаются, а образующийся углерод окисляется затем до диоксида.
Образующий при этом диоксид серы вступает в реакцию с бихроматом калия, взятым в 3—4-кратном избытке, благодаря чему происходит очистка диоксида углерода от диоксида серы уже в реакционной кол"бе. Далее диоксид углерода очищают от влаги и сопутствующих радиоактивных элементов, используя силикагель и ткань Петрянова, и поглощают его раствором едкого натра, а полученный карбонат натрия переводят в карбонат кальция. При наличии в реакционной смеси избытка К2СГ2О7 методика позволяет получать чистые осадки карбоната кальция при сжигании всех проб за исключением жировой ткани и мозга (в этом случае содержание СаБОз не превышает 10%). Наличие примеси СаБОз в осадке карбоната кальция вносит ошибку в ре-
