CC BY
3
вия с вибрацией (2-я группа) наблюдались фазовые изменения интенсивности ПОЛ (см. рисунок). Под воздействием вибрации наблюдалось повышение количества МДА, т. е. активация ПОЛ, при предварительном кормлении КС показатели МДА находились на относительно низком уровне (см. рисунок). На 5-й день вибрационного воздействия в плазме крови и надпочечниках наблюдалась активация процесса пероксидации, ослабевавшая к 15-му дню. Иная картина наблюдалась во 2-й группе животных. Комбинированное 30-дневное воздействие вибрации и КС на фоне предварительного 30-дневного вскармливания вызывало аналогичные изменения, однако активность ПОЛ на 30-й день исследований была низкой. Количество МДА в этой группе по сравнению с 1 -й группой было ниже в надпочечниках на 34,7%, в плазме крови — на 71,7%. Мы предполагаем, что КС вызывает существенное подавление пероксидации. Следовательно, увеличение концентрации МДА при вибрации, вероятно, может быть объяснено истощением запасов антиоксидантов в крови.
У крыс 2-й группы, подверженных 30-дневному комбинированному воздействию КС и вибрации после предварительного 30-дневного кормления КС, антиокси-дантный эффект КС был более выражен, что в определенной степени свидетельствует о стабилизирующем действии используемого препарата. Полученные результаты подтверждают наличие эффективных природных АО в КС, которые могут быть применены для коррекции стресс-синдрома при вибрации.
Применение КС приводит к менее выраженной активации процессов ПОЛ по сравнению со стрессом без коррекции (1-я группа). Можно предполагать, что наблюдаемые под воздействием вибрации изменения происходят также за счет снижения реактивности организма, так как влияние стресс-фактора приводит к нарушению его адаптационных возможностей.
Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют, что КС является эффективным средством, оказывает выраженное антиоксидантное действие, предупреждающее активацию процесса пероксидации под воздействием вибрации, и может быть рекомендован в качестве профилактического средства для повышения ус-
тойчивости организма при воздействии стресс-фактора (вибрации).
Литература
1. Ельский В. Н., Колесникова С. В., Кривобок Г. К. и др. // Арх. клин, и экспер. мед. — 2000. — Т. 9, № 1. — С. 180-183.
2. Кашкалда Д. А., Пащенко Е. А., Зюбанова Л. Ф. Ц Мед. труда и пром. экол. — 1995. — № 10. — С. 14— 17.
3. Куфлина С. А., Павлова Т. Н. Эвтаназия экспериментальных животных: Метод, рекомендации. — М., 1985.
4. Наумов В. 3., Ющенко А. А., Теплый Д. Л. и др. // Бюл. экспер. биол. - 2000. - Т. 129, № 1. - С. 48-49.
5. Палагина М. В., Дубняк Н. С., Дубняк И. Н., Зори ков И С. // Тер. арх. - 2003. - № 1. - С. 63-65.
6. Пантемев С. С., Александров В. Г. и др. // Авиакосм, и экол. мед. - 1999.— Т. 33, № 2. — С. 15-19.
7. Сапегин И. Д. // Медицина сегодня и завтра. — 2000.
- № 3. - С. 9-12.
8. Слепушкин В. Д., Михайлова Н. Н., Егоров И. В. и др. // Бюл. экспер. биол, - 1999.-Т. 127,№ 4.-С. 387— 391.
9. Топурия Л. Ю., Топурия Г. М. // Ветеринария. — 2002. - № 8. - С. 44-46.
10. Balaban С. D., McGee D. М., Zhou J., Scudder С. А. // J. Neurophysiol. - 2002. - Vol. 88, N 6. - P. 3175— 3193.
11. Shetty Т. K, Satav J. G., Nair С. K. // Phytother. Res.
- 2002. - Vol. 16, N 6. - P. 576-578.
Поступила 19.03.07
Summary. Prolonged vibration is accompanied by the periods of activation and suppression of the rate of lipid peroxidation, which mismatch in the rate in the tissues being examined. After 30-day LR prefeeding, the use of licorice roots (LR) and vibration cause a reduction in the rate of lipid peroxidation in plasma and adrenals and substantially suppress the negative impact of vibration.
Методы гигиенических исследований
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2008 УДК 614.72-074:543.544
А. С. Московкин, Е. Е. Сотников, Г. А. Газиев
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СТИРОЛА, ФЕНОЛА И НАФТАЛИНА В ВОЗДУХЕ МЕТОДОМ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ
ФГУ Всероссийский центр медицины катастроф "Защита" Минздравсоцразвития РФ, Москва
Человек постоянно подвергается воздействию сложного комплекса органических и неорганических веществ, оказывающих отрицательное влияние на его самочувствие и состояние здоровья [4]. К числу таких соединений относятся стирол, фенол и нафталин. Эти вещества могут поступать в окружающую среду с продуктами сгорания бытового газа, топлива автомобилей, бытовых отходов, с выделениями из полимерных материалов и изделий из них, а также при химических авариях [2, 6].
Стирол относится к ядам общетоксического действия, при хронической интоксикации которым поражаются центральная и периферическая нервные системы,
кровь, печень. Стирол обладает кожно-резорбтивным эффектом и относится к веществам 2-го класса опасности. Принятые для стирола значения ПДК: максимально разовая 0,04 мг/м5 и среднесуточная 0,002 мг/м3.
Фенол, являющийся одним из наиболее распространенных загрязняющих атмосферный воздух веществ, относится к веществам 2-го класса опасности. Фенол — сильный нервный яд, обладает общетоксическим, раздражающим и прижигающим действием, способен всасываться через кожу. Регламентируемые значения ПДК для фенола в атмосферном воздухе: максимально разовая 0,01 мг/м3 и среднесуточная 0,003 мг/м3.
гиена и санитария 3/2008
Нафталин — вещество 4-го класса опасности — поражает нервную систему, желудочно-кишечный тракт, почки, вызывает отравление при вдыхании паров и пыли, проникает через кожу. Для нафталина приняты значения максимально разовой и среднесуточной ПДК 0,007 мг/м5.
Известны газохроматографические методики определения фенола в атмосферном воздухе с применением метода концентрирования в жидкую поглотительную среду, получения производных (например, ацетаты) и их последующего анализа с использованием набивных колонок и пламенно-ионизационного детектора [ 1, 11]. Отбор проб воздуха в щелочные поглотительные растворы применяют и при определении фенола методами флуориметрии [7] и высокоэффективной жидкостной хроматографии [12]. Эффективность идентификации соединений значительно повышается при определении фенола в воздухе методом хромато-масс-спектрометрии [8]. В данном методе для улавливания фенола из воздуха используют сорбционные трубки, заполненные силахромом С-120, экстракцию адсорбированного соединения диэтиловым эфиром с последующим анализом упаренного экстракта [14]. Известен целый ряд официально принятых в нашей стране методик определения в воздухе ароматических и полиароматических соединений, включая стирол и нафталин, с использованием различных физико-химических методов анализа, в том числе и с применением метода термодербции. Например, газохроматографический метод анализа, применяемый для определения концентраций нафталина в воздухе [10], или хромато-масс-спек-трометрический метод [7], позволяющий одновременно определять содержание в воздухе наряду с другими соединениями стирола и нафталина. В работах [3, 14] рассмотрены достоинства и недостатки ранее опубликованных методик анализа нафталина и фенола. Несмотря на то что методики анализа [3, 7, 14] достаточно чувствительны и селективны, они также имеют ограничения. Стадия термодесорбции с криогенным фокусированием сконцентрированных на сорбенте веществ является более простой и надежной, чем стадия экстракции веществ с сорбента в работе [14], характеризующаяся применением особо чистых реактивов, сложностью регенерации сорбента и возможными его потерями. Недостатком га-зохроматографического метода определения нафталина в воздухе [3] является применение неселективного к анализируемому соединению пламенно-ионизационного детектора, так как при использовании набивных колонок время удерживания нафталина может совпадать с временами удерживания предельных и непредельных углеводородов. В хромато-масс-спектрометрическом методе [7] используется криогенное фокусирование жидким азотом, что затрудняет работу с водонасыщенными пробами, так как вода замерзает в линиях передачи и возможна блокировка льдом ловушки с внутренним диаметром меньше 2 мм. Кроме того, в число определяемых данным методом соединений не входит фенол. Поэтому разработка новых и усовершенствование уже существующих методик определения нормируемых соединений остается одной из актуальных задач аналитической химии.
Разработана хромато-масс-спектрометрическая методика одновременного определения стирола, фенола и нафталина в атмосферном воздухе с их предварительным концентрированием на твердый сорбент и последующей термодесорбцией адсорбированных соединений. В соответствии с литературными данными [5, 9, 15, 16] для улавливания ароматических соединений нами выбран сорбент тенакс ТА.
Концентрирование ароматических соединений осуществляли на стеклянные трубки, заполненные сорбентом тенакс ТА ("Supclko", США), прокачиванием 1—2 л воздуха со скоростью 0,2 л/мин с помощью насосов Sidekick ("SKC Limited", США). Предварительно новые труб-
ки кондиционировали в токе газа-носителя гелия (скорость 10 мл/мин) при температуре 320°С в течение 2—6 ч, а перед каждым отбором проб воздуха — при температуре 335°С в течение 30 мин. Охлаждение трубок до комнатной температуры проводили, не отключая поток газа-носителя.
Десорбцию адсорбированных соединений проводили на установке Unity ("Markes", Великобритания) при температуре 280°С в течение 5 мин, переводя их в криофо-кусирующую предколонку — трубку, содержащую комбинированный слой сорбента тенакс ТА и Carbograph 1TD и охлажденную до температуры -10°С с помощью сжатого воздуха (эффект Пельтье). Затем быстро нагревали предколонку со скоростью 150 "С/мин до температуры ЗОО'С, после выдержки при данной температуре в течение 3 мин соединения переносились газом-носите-лем непосредственно в капиллярную колонку газового хроматографа. Электрически охлаждаемая предколонка позволяет при быстром нагреве десорбировать 99% адсорбированных соединений.
Анализ проводили на современном газовом хроматографе Fokus GC, соединенном с масс-спектрометром Focus DSQ ("Thermo Electron Corporation", США). Условия хроматографирования: кварцевая капиллярная колонка DB-5MS (5% дифенил- и 95% диметилполисилоксан) длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной пленки 0,25 мкм ("J&W", США); режим программирования температуры колонки: 40°С в течение 5 мин, затем нагрев до 290°С со скоростью 12°С/мин, выдержка при 290°С в течение 6 мин, нагрев до 320'С со скоростью 20'С/мин и выдержка при 320°С в течение 5 мин; температура интерфейса и источника ионов масс-спектрометра 275 и 220"С соответственно, скорость потока газа-носителя (гелия) 1,2 мл/мин. Масс-спектры регистрировали в диапазоне масс ионов 50—300. Идентификацию соединений проводили с помощью компьютерного поиска из библиотеки NIST02 Libraries для программы Xcalibur 1.4 ("Termo Electron Corporation", США) и по временам удерживания определяемых соединений.
Количественные расчеты проводили по площадям пиков характеристических ионов на масс-фрагмснто-граммах: для стирола — 104, фенола — 94 и нафталина — 128. Для получения калибровочных данных готовили калибровочные растворы стирола, фенола и нафталина в этиловом спирте с диапазоном концентраций от 0,0001 до 0,005 мг/см3, которые затем микрошприцем объемом от 1 до 10 мм3 вносили непосредственно на сорбент. Калибровочные характеристики анализируемых соединений имели линейную зависимость. Установлено, что нанесение градуировочного раствора на сорбент объемом больше 10 мм3 приводит к уменьшению десорбции соединений за счет избыточного объема используемого растворителя и к ухудшению хроматографического разделения из-за перегрузки колонки.
При отборе 1 л воздуха и абсолютной чувствительности для анализируемых соединений меньше 1 нг предел обнаружения в воздухе составляет 0,001 мг/'м3, а максимальная относительная погрешность определения не превышает 23%. При отборе 0,5 л воздуха погрешность определения увеличивается до 33%, поэтому в дальнейшем отбирали на трубку 1 —2 л воздуха. Диапазон измеряемых концентраций стирола, фенола и нафталина в воздухе составляет от 0,001 до 0,05 мг/м3.
На рисунке приведены масс-фрагментограммы по выбранным ионам проб атмосферного воздуха, отобранных на улице около шоссе и в жилой квартире. В пробах воздуха, отобранных на улице, концентрации фенола составляли от 0,005 до 0,073 мг/м3, а в некоторых жилых помещениях с принудительной вентиляцией — от 0,001 до 0,01 мг/м3. Концентрации стирола и нафталина в ряде случаев составляли от значений меньше 0,001 до соот-
Масс-фрагментограммы анализа сконцентрированных примесей ароматических соединений после термодесорбции в пробах воздуха, отобранных на улице около шоссе (а) и в жилом помещении (б), полученные по выбранным ионам 78, 94, 104, 106, 112 и 128.
По оси абсцисс — время (в мин); по оси ординат — относительная интенсивность пиков (в %). Обозначение пиков: 1 — бензол; 2— хлорбензол; 3— этилбензол; стирол; 5— бензальдегид; 6— фенол; 7— ацетофе-нон, 8 — нафталин.
ветственно 0,03 и 0,012 мг/м3. При этом в некоторых пробах воздуха были обнаружены и другие соединения, например бензол, хлорбензол, этилбензол, бензальдегид, ацетофенон.
Применение для идентификации ароматических соединений не хроматограмм по полному ионному току, а масс-фрагментограмм по выбранным ионам позволяет устранить мешающее влияние алифатических углеводородов, начиная с гексана, обычно присутствующих в воздухе в значительных концентрациях.
Исследования показали, что идентификацию определяемых соединений можно проводить фотоионизационным детектором после газохроматографического разделения их на короткой капиллярной колонке.
Условия хроматографирования: кварцевая капиллярная колонка длиной 15 м, внутренним диаметром 0,32 мм, с жидкой неполярной фазой БЕ-ЗО (100% диме-тилполисилоксан), толщиной пленки 5 мкм ('1^а", Италия). Режим программирования температуры колонки: 40°С в течение 5 мин, затем нагрев до 240°С со скоростью 5°С/мин. Температура испарителя и детектора 270 и 200°С соответственно; скорость потока газа-носителя (азота ос. ч.) 10 см3/мин (без сброса в испарителе). Концентрирование проводили на трубке из нержавеющей стали, заполненной сорбентом тенакс ТА. В качестве термодесорбера использовали модернизированный испаритель для набивной колонки газового хроматогра-
фа "Mega 5320" ("Carlo Erba Instruments", Италия) [11,13]. Чувствительность определения стирола, фенола и нафталина была не хуже, чем при хромато-масс-спектромет-рометрическом анализе, однако в некоторых случаях для подтверждения достоверности идентификации с фотоионизационным детектором необходимо применение второй колонки с более полярной фазой OV-1701 (толщиной пленки 2—3 мкм).
Установлено, что полное улавливание соединений при комнатной температуре и выбранных условиях термодесорбции зависит от числа циклов работы с сорбентом тенакс ТА. После 50—60 циклов сорбент в трубке необходимо заменять, так как он слипается и частично де-структирует. Это ухудшает его сорбционные свойства и приводит также к появлению пиков артефактов на уровне 0,5 нг, что мешает определению анализируемых соединений на уровне 1/2 ПДК даже масс-спектрометри-ческим детектором. При работе с деструктируемым сорбентом на хроматограмме появляются десятки пиков, не соответствующих составу анализируемого воздуха. Для трубки с новым сорбентом тенакс ТА величина пиков артефактов не превышала 0,1 нг.
Таким образом, для качественного и количественного измерения концентраций стирола, фенола и нафталина в воздухе разработана хромато-масс-спектрометрическая методика одновременного определения, позволяющая значительно упростить и ускорить процедуру анализа, исключив сложные стадии очистки реактива для экстракции и экстракцию с концентрированием анализируемых веществ, сохранив надежность идентификации и чувствительность определения соединений на уровне половины их ПДК в атмосферном воздухе.
Литература
1. Бабичева А. Ф., Дрегваль Г. Ф. // Гиг. и сан. — 1990. - № 5. - С. 90-91.
2. Вредные химические вещества. Углеводороды. Га-логенпроизводные углеводородов / Под ред. В. А. Филова и др. — Л., 1990.
3. Газохроматографическое определение нафталина в воздухе: Метод, указания. — М., 2001.
4. Губернский Ю. Д., Дмитриев М. Т. // Гиг. и сан. — 1991. - № 1. - С. 7-10.
5. Дмитриев М. Т., Малышева А. Г., Растянников Е. Г. // Хим. пром. - 1989. - № 10. - С. 53-55.
6. Зайцева Н. В., Беляев Е. Н., Уланова Т. С., Нурисла-мова Т. В. Химико-аналитическое обеспечение со-циально-гигиенического мониторинга алифатических хлорированных углеводородов, фенола и ал-килфенолов. — М., 2002.
7. Измерение массовой концентрации химических веществ люминесцентными методами в объектах окружающей среды: Сборник метод, указаний. — М., 1997. - С. 204-213.
8. Малышева А. Г., Зиновьева Н. П., Беззубое А. А. // Гиг. и сан. - 1999. - № 2. - С. 76-77.
9. Малышева А. Г., Полторацкий А. Ю., Салопов Е. В., Бударина О. В. // Гиг. и сан. — 2000. - № 6. -С. 67-69.
10. Малышева А. Г., Зиновьева Н. П., Беззубое А. А. // Гиг. и сан. - 2002. - № 2. - С. 67-69.
11. Определение концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Сборник метод, указаний. — М„ 1997.
12. Определение фенола в атмосферном воздухе и воздушной среде жилых и общественных зданий методом высокоэффективной жидкостной хроматографии: Метод, указания. — М., 2003.
13. Сотников Е. Е. // Журн. аналит. химии. — 1998. — Т. 53, № 3. - С. 323-328.
14. Хромато-масс-спектрометрическое определение фенола в воздухе: Метод, указания. — М., 1999.
^игиена и санитария 3/2008
15. Bronchi А. P., Vamey М. S. // J. Chromatogr. — 1993. - Vol. 643. - P. 11-23.
16. Ciccoli P., Cecinato A., Brancaleoni E. et al. // J. High Resolut. Chromatogr. - 1992. - Vol. 15. - P. 75-84.
Поступила 10.12.06
Summary. A selective chromatographic mass-spectromet-ric procedure was developed to determine of air styrene, phenol, and naphthalene in the concentration range of0.001-0.05
mg/m3, Analysis used preconcentration of the compounds on a solid sorbent, followed by thermal desorption into the capillary column of a chromatograph. Qualitative and quantitative measurements of concentrations were carried out by the characteristics chosen for each compound. The maximum relative measurement error in 1-2-iiter air sampling was ±23% at a 0.95 significant confidence. The analytic procedure was tested 011 real objects.
О В. Л. ХРИСТОВЛ-БАГДЛСАРЯН, Д. ЧОХАДЖИЕВЛ, 2008 УДК 613.632-074:543.544.45
В. Л. Христова-Багдасарян, Д. Чохаджиева
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРАМФЕНИКОЛА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Национальный центр охраны общественного здоровья, София, Болгария
Хлорамфеникол (левомицетин) — антибиотик широкого спектра действия — эффективен в отношении неположительных и грамотрицательных микроорганизмов. Впервые он получен из культурапьной жидкости Str. Venezuelae. Химическое название: о-(-)трео-1-п-нитро-фснил-2-дихлорацстиламино-1,3-пропандиол. Находит применение при лечении диспепсии, сальмонеллеза, ко-либактериоза и других заболеваний, а также в животноводстве. В настоящее время производится путем органического синтеза. Представляет собой кристаллический белый порошок горького вкуса, плохо растворимый в воде, хорошо — в этаноле. Выпускается в форме порошка, таблеток или капсул.
В условиях производства и в процессе применения препаратов, в состав которых входит хлорамфеникол, происходит загрязнение воздуха рабочей среды. В воздухе рабочей зоны хлорамфеникол находится в виде дезин-теграционного аэрозоля и может привести к профессиональным заболеваниям разной степени тяжести у экспонированных людей.
Согласно болгарскому законодательству, средневзвешенное содержание хлорамфеникола в воздухе рабочего места, отнесенное к 8-часовой экспозиции, не должно превышать 1 мг/м3 [3]. Среднесменная предельно допустимая концентрация (ПДК) хлорамфеникола в воздухе рабочей зоны в России — 0,2 мг/м3 [1].
В литературе описаны спектрометрические [1, 3, 6) и тонкослойно-хроматографические [5, 6, 8] методы определения хлорамфеникола в воздухе рабочей среды, хро-матографические методы с масселективным детектированием в биосредах [9, 10, 12] и в лекарственных препаратах [11]. Известно, что спектрометрические методы обладают ограниченной чувствительностью. Тонкослойно-хроматографические методы характеризуются трудоемкостью, при этом не всегда возможно избежать мешающих воздействий присутствующих в воздухе веществ.
Целью данной работы является разработка метода определения хлорамфеникола в воздухе с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), обладающей высокой чувствительностью, воспроизводимостью результатов и селективностью по отношению к определяемым веществам.
Материалы и методы
Метод основан на определении хлорамфеникола с помощью УФ-детектирования при длине волны 275 нм после его хроматографического разделения от сопутствующих веществ в воздухе методом обращенно-фазовой жидкостной хроматографии. Площадь пика хлорамфе-
никола является пропорциональной его концентрации в пробе.
Разработка ВЭЖХ-метода определения хлорамфеникола проводилась на приборе Hewlett-Packard 1050 с УФ-детектором в изократическом режиме с компьютерной обработкой данных. Был установлен следующий режим работы прибора: аналитическая колонка RP-I8 (5 мкм) LichroSpher 100, размером 250 х 4 мм (Merck) с предко-лонкой RP-18 LichroSpher 100, размером 4 х 4 мм (Merck); температура колонки 25°С; подвижная фаза: ацето-нитрил:буфер (рН 4,8) = 30:70 при скорости потока 1 см3. Колонка промывалась подвижной фазой до установления стабильной нулевой линии. Буферный раствор готовили следующим образом: к 0,1 ммоль/дм3 КН2Р04 добавляли 85% Н3Р04 до установления величины рН 4,78—4,82 (измерение рН проводили с помощью рН-мет-ра). Детектирование проводили при длине волны 275 нм.
По нашим данным [4], преобладающий размер частиц аэрозоля хлорамфеникола в воздухе рабочей среды — 1,1 мкм, стандартное геометрическое отклонение — 3,2. На основании этих данных отбор проб хлорамфеникола из воздуха рабочей среды проводился способом ас-пирирования определенного объема воздуха через фильтр. Подходящим является электростатистический аэрозольный фильтр АФА ФПП-15 из перхлорвиниль-ной ткани, характеризующийся способностью задерживать частицы размером выше 0,1—0,2 мкм с эффективностью 99,9%. Фильтры АФА ФПП-15 обладают следующими свойствами: гидрофобностью, что позволяет их взвешивать без предварительного высушивания, а также устойчивостью при воздействии кислот и оснований. Воздух пропускали со скоростью до 20 дм3/мин через алонж с фильтром АФА ФПП-15. (В гигиенической практике применяются алонжи и фильтры с диаметром 48 мм для стационарных насосов и с диаметром 37 мм для персональных. Время отбора проб измеряют с точностью 0,1 мин.)
Хлорамфеникол, задержанный на фильтре, извлекали трехразовой экстракцией метанолом объемом по 5 см3 в ультразвуковой ванне в течение 15 мин. Было установлено, что описанным способом из фильтра извлекаются 81,07 ± 12,3% хлорамфеникола. Объединенный экстракт переносили в стаканах объемом 25 см3 и растворитель отдували досуха в токе азота. Далее остаток растворяли в 1 мл подвижной фазы, фильтровали через мембранный фильтр (0,45 мкм Millipore) и 20 мкл вводили в хроматограф с помощью микрошприца. Время удерживания хлорамфеникола при указанных условиях хроматографиро-вания 6,5 мин. Предел обнаружения хлорамфеникола 0,1 мкг/см3. При вводе в хроматограф 20 мкл микро-
