CC BY
5
© М. А. ЧЕРНИЦЫНА, М. В. ЛЛРЬКИНА. 1993 УДК 616-008.849.5-074:543.544
М. А. Черницына, М. В. Ларькина
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭПИХЛОРГИДРИНА В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ МЕТОДОМ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ПАРОФАЗНОГО АНАЛИЗА
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Эпихлоргидрин (ЭХГ) относится к высокотокснчным соединениям, влияющим на функциональное состояние почек, печени, воздействующим на центральную нервную систему, кровь, органы дыхания, при попадании на кожу вызывает дерматиты [3]. ЭХГ не относится к эндогенным веществам, присутствующим в биологических средах.
В условиях современного производства ЭХГ, материалов с его использованием, при применении эпоксидных смол в различных отраслях промышленности не всегда удается полностью исключить ингаляционное воздействие ЭХГ и контакт его с кожей работающих [4].
Для количественной оценки поступления ЭХГ в организм в процессе производственной деятельности и решения вопросов гигиенического нормирования необходимы методы определения его в биологических средах.
В настоящее время известен способ определения ЭХГ в желудочном соке методом инфракрасной спектроскопии [2]. Сведения об определении ЭХГ в других биологических материалах отсутствуют. Наиболее простые и экспрессные способы определения токсичных веществ в биосубстратах, используемые в медицинской практике, основаны на хромато-графическом анализе с непосредственным введением биопробы в хроматограф. Однако они обладают такими существенными недостатками, как низкая чувствительность и экспериментальные осложнения, связанные с загрязнением хромато-графической колонки, детектора и шприцев. Для извлечения химических веществ из биологических материалов с последующим определением их методами фотометрии, тонкослойной, газовой и жидкостной хроматографии используют экстракцию органическими растворителями, адсорбцию, аэрацию газом, анализ равновесной паровой фазы [1). Для определения летучих органических соединений большего внимания заслуживает комбинация газовой хроматографии с парофазным анализом (ПФА). Статический вариант ПФА характеризуется сравнительной простотой осуществления, экспрессностью и успешно конкурирует с другими способами извлечения летучих примесей, так как имеет ряд преимуществ по сравнению с ними. Он позволяет избежать осложнений, связанных с обеспечением полноты извлечения и необходимостью определения экстрагента и сопутствующих веществ от определяемого соединения, исключает опасность его превращения, что особенно важно для такого реакционноспособного соединения, как ЭХГ.
Настоящее исследование посвящено разработке газохрома-тографической методики определения ЭХГ в биологических жидкостях (крови, сыворотке, моче) с использованием техники ПФА. Работу проводили на газовом хроматографе
«Цвет-106» с пламенно-ионизационным детектором. Для осуществления газовой экстракции исследуемые биопробы объемом 0,5—2 см3 помещали в пенициллиновые флаконы вместимостью 10—15 см3, закрывали эластичной резиновой пробкой с фторопластовой прокладкой и герметизировали с помощью тефлонозых патронов с завинчивающейся крышкой. Паровую фазу для анализа отбирали медицинским шприцем и вводили в испаритель хроматографа.
С целью выбора оптимальных условий ПФА изучали температурный и временной факторы распределения ЭХГ между жидкой и газовой фазами. При анализе паровой фазы над цельной кровью и сывороткой при 25 °С получены сопоставимые результаты. Для увеличения чувствительности определения ЭХГ использовано нагревание образцов до 70— 100 °С. При термостатировании биопроб при 70 °С получены результаты, представленные на рис. 1.
В начальный период экспонирования (5—10 мин) свежеотобранной крови с антикоагулянтом — цитратом натрия наблюдалось незначительное (на 20—30 %) возрастание содержания ЭХГ в паровой фазе по сравнению с анализом при 25 °С и далее постепенное его уменьшение (см. рис. I, /). Изменение количества добавляемого к крови цитрата натрия в интервале 10—500 мг/мл практически не влияло на результаты анализа.
Концентрация ЭХГ в паровой фазе над сывороткой достигала максимального значения к 23-й минуте термостати-рования (см. рис. 1, 3) и далее происходило ее снижение, что объясняется, по-видимому, коагуляцией сыворотки. Добавление к сыворотке дистиллированной воды в соотношении 1:1 позволяло достичь стабилизации раствора (см. рис. 1, 2). Однако разбавление сыворотки приводило к нежелательному повышению предела обнаружения ЭХГ.
При исследовании мочи равновесное состояние достигалось в течение 30 мин (см. рис. 1, 4).
Дальнейшее повышение температуры до 100 °С не приводило к заметному возрастанию чувствительности, но ухудшало воспроизводимость результатов анализа. Таким образом, оптимальной температурой ПФА является температура 70 °С: по сравнению с анализом сыворотки и мочи при 25 °С чувствительность возрастала соответственно в 3,6 и 5,6 раза.
Одним из путей уменьшения предела измерения ЭХГ в биологических жидкостях является снижение его растворимости. С этой целью была исследована высаливающая способность различных минеральных солей: карбоната калия, хлорида натрия, сульфата натрия, нитрата натрия, сульфата аммония. Наилучшие результаты получены с сернокислым
С,
Ю го ЗО 40 50 60
Рис. 1. Зависимость содержания эпихлоргидрина в паровой фазе над биопробами от времени термостатировакия.
По оси абсцисс (здесь и на рис. 2) — время (в мин); по оси ординат — высота хроматографического пика ЭХГ (в мм), / — кровь, 2 — сыворотка, разбавленная водой, 3 — сыворотка, 4 — моча, 5 — моча с сульфатом аммония. 6 — сыворотка с сульфатом аммония. Пределы измерения на блоке усилителя тока: /. 2. 3 - 2-10—11 А; 4. 6 - Б-Ю-ИД; 5 - МО"10А.
Э/Г
Т1
-V
и
ЭХГ
Цу
_1_1_I_1—1-
д б з о го 16 12 в 4 о
Рис. 2. Хроматограммы паровой фазы над растворами эпихлоргидрина в сыворотке (/) и моче (2).
Содержание ЭХГ в сыворотке 1 мкг/мл, в моче — 0 5 мкг/мл.
аммонием, при внесении которого в сыворотку и мочу наблюдался достаточный эффект высаливания в сочетании со стабильностью результатов анализа: концентрации ЭХГ в паровой фазе над биопрсбами при 70 °С возрастали в 3 раза (см. рис. I, 5, 6).
При значимых относительно предела обнаружения концентрациях ЭХГ оптимальный объем паровой фазы, отбираемой для анализа, составил 0,5 см3, что обусловило возможность проводить троекратное исследование одной пробы. Для достижения большей чувствительности анализируемый объем увеличивают до 2—5 см3.
Проведенные исследования позволили разработать методики определения ЭХГ в сыворотке и моче. Для их реализации 1,5 см3 крови отбирают в центрифужную пробирку, закрывают пробкой и центрифугируют со скоростью 2500 об/мин в течение 15 мин. Далее отделяют сыворотку и тотчас анализируют, так как содержание ЭХГ быстро снижается во времени (до 15 % за ! ч). Пробы мочи анализируют без предварительной обработки. Растворы ЭХГ в моче более устойчивы: содержание ЭХГ остается неизменным в течение рабочего дня. Сыворотку (0,5 см3) и мочу (1 см3) наливают во флаконы, добавляют соответственно 0,25 и 0,5 г сернокислого аммония, герметизируют, тщательно перемешивают и термостатируют при 70 "С. По истечении 23 мин экспонирования сыворотки и 30 мин экспонирования мочи шприцем, нагретым до той же температуры, после троекратного прокачивания отбирают 0,5—5 см3 паровой фазы (в зависимости от уровня ЭХГ) и вводят в хроматограф.
Разделение ЭХГ и сопутствующих летучих веществ сыворотки и мочи (рис. 2) осуществляется в единых условиях хроматографического анализа в изотермическом режиме с использованием колонки длиной 3 м и диаметром 3 мм, заполненной хроматоном N—А\У фракции 0,16—0,20 мм, обработанным 15 % апиезона Ь. Температура термостата колонок 80 °С, температура испарителя 130 "С, расход газа-носите-ля (азота особой чистоты), водорода и воздуха соответ-
ственно 30, 40 и 400 см3/мин, скорость движения диаграммной ленты 240 мм/ч. Время удерживания ЭХГ при данных условиях составляет 4 мин 55 с. Продолжительность хроматографического анализа сыворотки 9 мин, мочи — 20 мин.
Для количественного определения ЭХГ в биосредах по его содержанию в паровой фазе применен метод абсолютной калибровки по концентрации в растворе. Градуировоч-ные растворы для определения концентрации ЭХГ в крови готовят с использованием сыворотки, так как отмечено равномерное распределение ЭХГ по объему крови при центрифугировании. Рассчитанные количества стандартного водного раствора ЭХГ, приготовленного объемно-массовым способом, вносят в сыворотку и мочу с помощью микрошприца при погружении иглы в жидкость. Анализ проводят аналогично таковому проб. Полученные градуировочные зависимости высот хроматографиче-ских пиков от концентраций веществ в биологической жидкости линейны в интервале 0—6 мкг/см3. Предел обнаружения ЭХГ составляет 0,2 мкг/см3. Метод селективен в присутствии ацетона, этанола, толуола, этилбензола, ксилола, стирола. Суммарная погрешность измерения составляет ±11 %.
Разработанные методики апробированы в экспериментальных исследованиях на лабораторных животных при оценке кожно-резорбтивного действия эпихлоргидрнна.
Литература
1. Фатеев В. А.. Титов Н. С., Диунов А. Г. // Лаб. дело.—' 1983,- № 5.— С. 3-5.
2. Федянина В. Н., Экштат Б. Я■ // Гиг. и сан.— 1974.— № 7,—С. 58-61.
3. Эпихлоргидркн.— М., 1988.
4. Яворский А. П. // Гиг. труда.— 1986.— № 1.— С. 35—39.
Поступила 09.07.91
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК 614.7:615.285.7.012|-074
Е. И. Спыну, Л. Н. Иванова, Р. Е. Сова ПРОГНОЗ РИСКА НОВЫХ ПЕСТИЦИДОВ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА
ВНИИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и пластических масс, Киев
Оценка опасности пестицидов базируется на установлении следующих основных критериев вредного действия препаратов [1]: допустимой суточной дозы (ДСД) — интегрального показателя, количественно характеризующего степень опасности пестицида для человека с учетом токсических, отдаленных и побочных эффектов действия; дозы фактической (Дф) — суммарной величины остаточных количеств агрохнмикатов, поступающих в организм человека с пищевыми продуктами, водой и воздухом; риска фактической нагрузки пестицидом (Рфип) — отношения Дф/ДСД как безразмерного показателя, интегрально отражающего степень опасности агрохи.миката.
Экспериментальная разработка этих показателей требует затраты больших средств, сил и времени (более 10 человеко-лет). Например, для установления ДСД принимают во внимание до 70 факторов, характеризующих сам токсический агент, условия и объекты его воздействия. Несмотря на большой объем экспериментального материала, такой существенный этап обоснования ДСД, как выбор коэффициента запаса (от 50 до 2000), является в значительной мере результатом соглашения.
Величина Дф также зависит от уровня остатков пестицидов в разных средах и факторов, их определяющих [2]. Поскольку наибольшее удельное значение при поступлении пестицидов в организм человека принадлежит пищевому фактору, остановимся на нем. Обобщение данных литературы позволяет выделить следующие основные группы факторов, влияющих на процесс исчезновения остатков пестицидов в продукции растениеводства: физико-химические свойства препаратов, условия их применения, климатические параметры среды, химические структурные особенности обрабатываемого объекта, что требует большого объема информации и больших затрат. Однако сложившаяся практика не предусматривает таких исследований, ограничиваясь экспериментальным изучением того или иного вещества в одном — двух климатических регионах.
Наличие средств, позволяющих оперативно и точно прогнозировать поведение пестицидов в различных условиях еще до их практического применения, дает возможность заблаговременно разработать мероприятия по устранению последствий загрязнения, составить оптимальные регламенты применения пестицидов и ускорить процесс внедрения новых агрохнмикатов. Это в конечном счете повысит эффективность, гибкость и оперативность всей системы применения, контроля и профилактики опасности пестицидов [3].
В свете вышеизложенного основная цель — изыскание принципиально нового пути, позволяющего еще до внедрения пестицидов разрабатывать методы прогноза ориентировочных значений величин ДСД и Дф.
Расчет возможного поступления пестицидов с продуктами питания (ОДф) проводится на момент сбора урожая исходя из уровней остаточных количеств препаратов в конкретном продукте с учетом его доли в суточном пищевом рационе определенной группы населения (формулы 1, 2):
С(/0ж) = Со-ехр ( .
(1)
где С о — начальная концентрация пестицида в растительном продукте (в мг/кг); /ож — регламентируемый срок ожидания (в сут); т — период полураспада рассматриваемого пестицида в данном растении (в сут); Со, <0ж и т — функции множества перечисленных выше факторов.
п
ОДф= 2 С, •<?,, (2)
1= I
где С,-— концентрация препарата а в 1-м продукте (в мг/кг); <3, — доля /'-го продукта в суточном рационе (в кг).
