Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ МАТРИЧНОГО ТВЕРДОФАЗНОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИСФЕНОЛА А В ПРЕСНОВОДНЫХ РЫБАХ'

ПРИМЕНЕНИЕ МАТРИЧНОГО ТВЕРДОФАЗНОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИСФЕНОЛА А В ПРЕСНОВОДНЫХ РЫБАХ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
6
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
бисфенол А / матричное твердофазное диспергирование / ГХ-МС / магнитные сорбенты / пресноводные рыбы / определение / bisphenol A / matrix solid-phase dispersion / GC-MS / magnetic sorbents / fresh-water fishes / determination

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Александр Сергеевич Губин, Алексей Алексеевич Кушнир, Павел Тихонович Суханов

Предложено матричное твердофазное диспергирование с применением магнитного сорбента на основе гуматов как эффективный способ концентрирования бисфенола А из образцов мышечной ткани и печени рыб с дальнейшим определением аналита методом газовой хроматографиимасс-спектрометрии с предварительной дериватизацией уксусным ангидридом. В оптимальных условиях концентрирования (время перемешивания пробы 10 мин, масса сорбента 0,05 г) степень извлечения бисфенола А при однократной сорбции достигает 85%, степень десорбции (элюат – метанол, время 3 мин, объем 1 мл) превышает 99%, максимальное значение коэффициента концентрирования составляет 718. Предел определения бисфенола А в мышечной ткани составил 0,15 мкг/кг (в пересчете на сухой вес), в печени – 0,25 мкг/кг.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Александр Сергеевич Губин, Алексей Алексеевич Кушнир, Павел Тихонович Суханов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

APPLICATION OF MATRIX SOLID-PHASE DISPERSION COMBINED WITH GAS CHROMATOGRAPHY–MASS SPECTROMETRY FOR THE DETERMINATION OF BISPHENOL A IN FRESH-WATER FISHES

Matrix solid-phase dispersion using of a humate-based magnetic sorbent is proposed as an efficient method for the concentration of bisphenol A from fish muscular and hepatic tissue samples followed by the chromatographymass spectrometry determination of analyte pre-derivatized with acetic anhydride. Under the optimum concentration conditions (the stirring time was 10 min and the sorbent weight was 0.05 g), the recovery of bisphenol A upon single sorption reached 85%. The percentage desorption exceeded 99% (the eluate was methanol, the time was 3 min, and the volume was 1 mL). The maximum concentration factor was 718. The limit of detection of bisphenol A was 0.15 μg/kg (on dry basis) for the muscular tissue and 0.25 μg/kg for liver.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ МАТРИЧНОГО ТВЕРДОФАЗНОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИСФЕНОЛА А В ПРЕСНОВОДНЫХ РЫБАХ»

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ УДК 543.544

ПРИМЕНЕНИЕ МАТРИЧНОГО ТВЕРДОФАЗНОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИСФЕНОЛА А В ПРЕСНОВОДНЫХ РЫБАХ

Александр Сергеевич Губин, Алексей Алексеевич Кушнир, Павел Тихонович Суханов

Воронежский государственный университет инженерных технологий, факультет экологии и химической технологии, Воронеж, Россия Автор, ответственный за переписку: Александр Сергеевич Губин, [email protected]

Аннотация. Предложено матричное твердофазное диспергирование с применением магнитного сорбента на основе гуматов как эффективный способ концентрирования бисфенола А из образцов мышечной ткани и печени рыб с дальнейшим определением аналита методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии с предварительной дериватизацией уксусным ангидридом. В оптимальных условиях концентрирования (время перемешивания пробы 10 мин, масса сорбента 0,05 г) степень извлечения бисфенола А при однократной сорбции достигает 85%, степень десорбции (элюат - метанол, время 3 мин, объем 1 мл) превышает 99%, максимальное значение коэффициента концентрирования составляет 718. Предел определения бисфенола А в мышечной ткани составил 0,15 мкг/кг (в пересчете на сухой вес), в печени - 0,25 мкг/кг

Ключевые слова: бисфенол А, матричное твердофазное диспергирование, ГХ-МС, магнитные сорбенты, пресноводные рыбы, определение

DOI: 10.55959/MSU0579-9384-2-2024-65-5-431-439

Для цитирования: Губин А.С., Кушнир А.А., Суханов П.Т. Применение матричного твердофазного диспергирования в сочетании с газовой хроматографией-масс-спектрометрией для определения бисфенола А в пресноводных рыбах // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2024. Т. 65. № 5. С. 431-439.

SCIENTIFIC ARTICLE

APPLICATION OF MATRIX SOLID-PHASE DISPERSION COMBINED WITH GAS CHROMATOGRAPHY-MASS SPECTROMETRY FOR THE DETERMINATION OF BISPHENOL A IN FRESH-WATER FISHES

Alexander S. Gubin, Aleksei A. Kushnir, Pavel T. Sukhanov

Faculty of Ecology and Chemical Technology, Voronezh State University of Engineering Technologies, Voronezh, Russian Federation

Corresponding author: Alexander S. Gubin, [email protected]

Abstract. Matrix solid-phase dispersion using of a humate-based magnetic sorbent is proposed as an efficient method for the concentration of bisphenol A

© Губин А.С., Кушнир А.А., Суханов П.Т., 2024

from fish muscular and hepatic tissue samples followed by the chromatography-mass spectrometry determination of analyte pre-derivatized with acetic anhydride. Under the optimum concentration conditions (the stirring time was 10 min and the sorbent weight was 0.05 g), the recovery of bisphenol A upon single sorption reached 85%. The percentage desorption exceeded 99% (the eluate was methanol, the time was 3 min, and the volume was 1 mL). The maximum concentration factor was 718. The limit of detection of bisphenol A was 0.15 ^g/kg (on dry basis) for the muscular tissue and 0.25 ^g/kg for liver.

Keywords: bisphenol A, matrix solid-phase dispersion, GC-MS, magnetic sorbents, fresh-water fishes, determination

For citation: Gubin A.S., Kushnir A.A., Sukhanov P.T. Application of matrix solid-phase dispersion combined with gas chromatography-mass spectrometry for the determination of bisphenol a in fresh-water fishes // Vestn. Mosk. un-ta. Ser. 2. Chemistry. 2024. T. 65. № 5. S. 431-439.

Бисфенолы относятся к группе веществ (несколько десятков соединений, в том числе фтор-, хлор- и бромпроизводных), негативно влияющих на эндокринную систему из-за структурного сходства с молекулой 17-Р-эстрадиола [1]. Наиболее часто применяется бисфенол А (БФА) [2]. Его долю оценивают в 95-98%. Бисфенолы практически нерастворимы в воде, их концентрация редко превышает несколько десятков нанограмм на литр, поэтому вероятные пути их поступления в речную биоту не ограничиваются эмиссией из воды [3]. Одним из возможных вариантов проникновения является поглощение микропластика из воды. В организме микрочастицы пластика под действием ферментов расщепляются до мономеров, которые накапливаются в определенных органах и тканях.

Наиболее представительным объектом для изучения накопления бисфенолов в водных экосистемах являются мышечные ткани и печень рыб. В работе [4] определение БФА в мышечной ткани проводили методом, сочетающим ВЭЖХ с тандемной масс-спектрометрией при ионизации электрораспылением. Предварительную очистку проб проводили методом аффинной хроматографии. Проанализированы 44 образца рыб, и только в 1/3 из них БФА содержался в детектируемых количествах (0,6-3,2 нг/г). В дельте р. Жемчужная (Китай) проанализировали 19 образцов рыб [5]. Концентрирование проб проводили методом тведофазной микроэкстракции с применением патронов Oasis. Определение БФА выполняли методом, сочетающим ВЭЖХ и тандемную масс-спектрометрию. Концентрация БФА в мышечной ткани колебалась от 0,5 до 2,0 нг/г.

При исследовании содержания БФА в рыбе, обитающей в Тирренском море (Италия), уста-

новлено, что концентрация БФА в мышечной ткани намного ниже, чем в печени [6]. В качестве объектов исследования выбраны такие виды рыб, как сарпа (сальпа), кефаль, белый лещ, большеротый окунь, а также рыбы рода Умбри-ны. Концентрация БФА составила 2-6 (печень) и 1-2 (мышцы) мкг/кг. Определение проводили методом ВЭЖХ с предварительным концентрированием на картридже Sep-Pak Light Florisil. Проведено также исследование нахождения БФА в тканях головного мозга рыб, обитающих в водных объектах около Питтсбурга (США). Установлено, что концентрация БФА колеблется в пределах от 0,3 до 120 мкг/кг. Детектирование аналита проводили методом ВЭЖХ с предварительным концентрированием на патроне C18 Oasis HLB 5 [7].

Большое исследование проведено по накоплению БФА и других бисфенолов в мышечной ткани и печени рыб [8]. Определение проводили методом ГХ-МС. Проанализированы сотни образцов лавраки (Dicentrarchus labrax), ставриды (Trachurus trachurus) и африканской скумбрии (Scomber colias). В мышечной ткани лавраки максимальная концентрация БФА достигала 75 нг/г, в печени - 200 нг/г. БФА был определен лишь в единичных образцах ставриды, его концентрация не превышала 61 нг/г. В печени концентрация была существенно выше и достигала 245 нг/г. Было проанализировано более 50 образцов африканской сумбрии, в мышечной ткани максимальная концентрация БФА составила 23 нг/г, в образцах печени установлена кон -центрация, превышающая 300 нг/г.

Матричное твердофазное диспергирование -один из нетрадиционных развивающихся подходов в аналитической химии, применяющийся для

очистки проб и концентрирования [9]. Обычно сорбент сразу добавляют к твердой или жидкой матрице. Анализируемый твердый образец и сорбент помещают в агатовую ступку, где их вручную перетирают с помощью пестика [10]. Для экстракции обычно применяют липофиль-ные материалы на основе обращенных фаз С8 и С18 [11]. В последнее время все чаще используют углеродные материалы [12], молекулярно импринтированные полимеры [13], магнитные сорбенты и магнитные ионные жидкости [14, 15], а также гуматы [16] и другие природные материалы [17]. После сорбции образец обычно набивают в колонку и проводят элюирование подходящим растворителем [18].

Цель исследования состоит в изучении возможности применения ранее синтезированного магнитного сорбента, функционализированного гуматами (Fe3O4@SiO2-HA), для извлечения бис-фенолов из мышечной ткани и печени методом матричного твердофазного диспергирования с последующим определением БФА методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС).

Экспериментальная часть

Приборы и реактивы. БФА содержал не менее 98% чистого вещества («Merck»). Для удаления влаги из анализируемого образца рыбы при про-боподготовке применяли Na^O^O H2O («ч. д.а», «Алхим», РФ). Перед проведением эксперимента его прокаливали до удаления кристаллизационной воды. Очистку пробы проводили с использованием н-гептана («х.ч.», «Ленреактив», РФ). Десорбцию БФА осуществляли с применением метанола («ос.ч.», для хроматографии, «Химмед», РФ). Центрифугирование проводили на лабораторной центрифуге «Экрос-6910» («Экросхим», РФ).

Объекты исследования. Речная рыба семи видов была выловлена в Воронежском водохранилище (р. Воронеж) и р. Дон (около г. Павловск). Для сравнения была приобретена прудовая рыба, выращенная в искусственных природных условиях (зарыбленный пруд). В качестве объектов исследования были использованы толстолобик (Hypophthalmichthys molitrix), сазан (Cyprinus carpio), плотва (Rutilus rutilus), судак (Stizostedion lucioperca), лещ (Abramis brama), карп (Cyprinus carpio carpio) и окунь (Perca fluviatilis). Эксперименты по установлению аналитических характеристик метода (предел обнаружения, ПО, диапазон линейности граду-ировочного графика, ДЛ) проводили на карпе, выращенном в искусственных лабораторных

условиях, максимально исключающих потенциальное поступление БФА с кормами и водой.

Синтез сорбента. Синтез магнитного сорбента на основе гумата (Fe3O4@SiO2-HA) проводили в несколько стадий. Сначала наноча-стицы Fe3O4 покрывали оболочкой SiO2 с помощью тетраэтоксисилана. Затем модифицировали поверхность N^-группами с применением 3-аминопропилтриэтоксисилана (APTES). Гу-миновые кислоты, выделенные из сапропеля, обрабатывали тионилхлоридом. Полученные гумилхлориды смешивали с наночастицами магнетита, покрытыми аминогруппами после обработки APTES, и диметилформамидом. После перемешивания в течение 12 ч при 60 °С получали сорбент Fe3O4@SiO2-HA. Синтез магнитного сорбента на основе гумата и его свойства подробно изложены в статье [19]. Гу-миновые кислоты для синтеза сорбента ранее выделяли из сапропеля [20].

Пробоподготовка мышечной ткани рыб и проведение концентрирования. Рыбу разрезали на мелкие куски, дважды пропускали через мясорубку. Полученный фарш разбивали блендером до консистенции паштета и помещали его в агатовую ступку, затем добавляли 5 г прокаленного Na2SO4. Перетирали пестиком в течение 3-5 мин до получения сухой массы. К высушенной массе добавляли 0,05 г Fe3O4@SiO2-HA и продолжали перетирать еще 10 мин. Далее добавляли в ступку 20 мл н-гептана, взбалтывали до разрушения комка из спрессованного паштета и добавленного магнитного сорбента. После получения взвеси в ступке, ее переносили в химический стакан. Взвесь перемешивали 3 мин с помощью мешалки. Магнит прижимали к дну стакана и полностью сливали его содержимое, отделяя сорбент Fe3O4@SiO2-HA. Дожидались испарения остаточных количеств растворителя. Сорбент переносили в полипропиленовую пробирку типа Эппендорф, добавляли 1 мл метанола, закрывали крышкой и центрифугировали в течение 3 мин. После десорбции фиксировали сорбент магнитом, а метанольный концентрат переливали в другой Эппендорф и упаривали досуха. Схема пробоподготовки приведена на рис. 1. Пробоподготовку печени рыб и процедуру концентрирования проводили по аналогии с подготовкой мышечных тканей рыб.

Установление характеристик сорбционно-го концентрирования проводили с применением модельных образцов толстолобика. Вычисляли степень извлечения (R, %) и коэффициент

Рис. 1. Схема проведения пробоподготовки и концентрирования: I - измельчение рыбы до консистенции паштета; II - добавление сульфата натрия; III - добавление магнитного сорбента, функционализированного гуматами (FeзO4@SiO2-HA) и перетирание его в агатовой ступке; IV - растворение спрессованного комка в гексане и образование взвеси; V - отделение сорбента методом магнитной сепарации и удаление примесей; VI - десорбция БФА метанолом; VII - перемешивание на центрифуге; VIII - отделение метанольного концентрата;

IX - упаривание концентрата досуха; А - дериватизация уксусным ангидридом;

ГХ-МС - определение методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии

концентрирования (EF) как отношение исходной концентрации аналита в рыбе к концентрации после пробоподготовки, концентрирования с применением Fe3O4@SiO2-HA и упаривания концентрата. При проведении концентрирования устанавливали оптимальную продолжительность сорбции и десорбции, массу сорбента и число циклов сорбции-десорбции с минимальной потерей сорбционной емкости.

ГХ-МС-определение бисфенола А. К упаренному досуха экстракту приливали 300 мкл 5%-го раствора К2СО3, 300 мкл деионизиро-ванной воды, 100 мкл уксусного ангидрида и перемешивали 1 мин. Затем добавляли 0,2 г NaCl; 0,5 мл н-бутилацетата и снова перешивали 1 мин. Отбирали микрошприцем верхний органический слой и анализировали его методом ГХ-МС после дериватизации уксусным ангидридом, как в работе [21]. Сканирование проводили по полному ионному току в диапазоне значений массы m/z 40-650 а.е.м. В режиме мониторинга использовали свойства дериватов образовывать фрагментарные ионы с m/z = 213, m/z = 228 и m/z = 270. Хромато-грамма представлена на рис 2.

Результаты и их обсуждения

Гуминовые кислоты как сорбенты имеют существенный недостаток - они частично растворяются в некоторых органических растворителях, что затрудняет проведение десорбции. Сорбенты на основе наночастиц магнетита и гуматов устойчивы к действию большинства органических растворителей. Синтезированный сорбент характеризуется высоким сродством к БФА. Это объясняется сочетанием большого числа функциональных групп (карбоксильных, карбонильных, гидроксильных, азотсодержащих и др.) и наличием гидрофобной матрицы [22]. БФА, несмотря на наличие двух ОН-групп, характеризуется достаточно выраженными гидрофобными свойствами (log P = 3,28) [23]. Совокупность этих факторов делает гуматы эффективными материалами для матричного твердофазного диспергирования.

Оптимизация условий концентрирования БФА показала, что максимальное значение степени извлечения при однократной сорбции достигает 85% (рис. 3, а). Наиболее важную роль в достижении высоких показателей сорбции

Рис. 2. Хроматограмма образца печени рыбы после проведения матричного твердофазного

диспергирования

Рис. 3. Зависимость эффективности сорбции %) от времени перемешивания (а) и массы сорбента (б); зависимость степени десорбции (D, %) от ее продолжительности (в); зависимость коэффициентов EF от числа циклов сорбции-десорбции (г)

играет время перемешивания (перетирания в агатовой ступке). Поскольку эта операция проводится вручную, она вносит наибольшую погрешность в результаты определения. Точность

анализа будет зависеть от эффективности измельчения фарша блендером и полноты перетирания фарша после добавления Ре304@8Ю2-НА. Оптимальная продолжительность измельчения

составляет 10 мин (рис. 3, а). Масса сорбента, необходимая для достижения максимальной степени извлечения составляет 0,05 г (рис. 3, б).

Существенной проблемой при анализе образцов различных тканей рыб является наличие жировых отложений. Жировая ткань включает в себя множество химических соединений. На хромаграмме это выражено большим числом достаточно интенсивных пиков. Обычно образец не удается очистить до такого содержания жиров, продуктов перекисного окисления и гидролиза (жирных кислот), при которых они не затрудняют определение БФА на уровне сотен нанограмм на килограмм или десятков микрограмм на килограмм. Среди других примесей, мешающих определению БФА в рыбе, можно выделить другие фенолы, особенно алкилфенолы и их эфиры, а также нефтепродукты и некоторые биогенные соединения. Поэтому наиболее важной стадией анализа является очистка матрицы от примесей.

Для решения этой проблемы предлагается очищать образец мышечной ткани или печени гидрофобным растворителем - н-гептаном. Сле-

дует отметить, что чаще всего для очистки образцов от гидрофобных примесей используется н-гексан. Дополнительным преимуществом по сравнению с н-гептаном является также хорошая летучесть и быстрая испаряемость растворителя. Например, в работе [24] н-гексан применен для очистки образца при анализе БФА. С другой стороны, н-гексан при интенсивном или длительном перемешивании, а также при воздействии ультразвука может быть эффективным экстрагентом БФА, как показано в работах [25-27]. Мы также ранее использовали н-гексан для извлечения БФА из донных отложений при длительном перемешивании [19]. Во избежание возможной частичной десорбции БФА для очистки матрицы в настоящей работе был применен более гидрофобный н-гептан.

Растворимость БФА в н-гептане очень низкая и составляет менее 0,01 мг/кг [28]. Жиры, продукты перекисного окисления липидов, нефтепродукты, алкилфенолы и их эфиры хорошо растворимы в н-гептане и эффективно удаляются из матрицы. К недостаткам растворителя можно отнести

Т а б л и ц а 1

Результаты определения бисфенола А в мышечной ткани и печени карпа методом «введено-найдено» (п = 3,

Р = 0,95)

Введено, мкг/кг Найдено, мкг/кг S„% 2 r Предел обнаружения, мкг/кг Диапазон линейности градуировочного графика, мкг/кг

Мышечная ткань

0,2 0,16±0,02 12,0

0,5 0,40±0,04 9,9

1,0 0,92±0,07 7,8

5,0 4,7±0,3 6,8 0,994 0,05 0,15-28

10,0 9,8±0,5 5,3

20,0 19,9±0,9 4,0

25,0 24,9±1,0 3,2

Печень

0,2 * -

0,5 0,36±0,07 10,2

1,0 0,93±0,06 8,1

5,0 4,6±0,3 6,7 0,990 0,08 0,25-30

10,0 9,7±0,5 5,0

20,0 19,9±1,0 4,5

25,0 24,9±1,2 3,4

Т а б л и ц а 2

Результаты определения бисфенола А в мышечной ткани и печени различных видов речных рыб

(п = 3, Р = 0,95)

Рыба, число образцов (N) Масса рыбы, кг Часть рыбы Место вылова, координаты Концентрация, мкг/кг

Hypophthalmichthys molitrix (N = 3) 2,9-4,9 мышечная ткань Воронежское вдхр. (г. Воронеж) 51° 38' 33'' с.ш. 39° 14' 05'' в. д. 0,89±0,28

печень 2,2±0,5

Cyprinus carpio (N = 2) 3,7-5,8 мышечная ткань р. Дон 50° 28' 11'' с.ш. 40° 02' 39'' в. д. 1,5±0,3

печень 3,9±0,4

Rutilus rutilus (N = 3) 0,7-1,2 мышечная ткань Воронежское вдхр. (г. Воронеж) 51° 38' 33'' с.ш. 39° 14' 05'' в. д. *

печень 1,8±0,3

Rutilus rutilus (N = 2) 0,8-1,1 мышечная ткань р. Дон 50° 28' 11'' с.ш. 40° 02' 39'' в. д. -

печень -

Stizostedion lucioperca (N = 3) 2,8-3,5 мышечная ткань р, Дон 50° 21' 52'' с.ш. 40° 01' 53'' в. д. 0,93±0,29

печень 3,1±0,5

Abramis brama (N = 2) 0,6-1,2 мышечная ткань Воронежское вдхр. (г. Воронеж) 51° 45' 20'' с.ш. 39° 15' 35'' в. д. -

печень *

** Cyprinus carpio carpio (N = 2) 2,2-2,5 мышечная ткань - -

печень -

Perca fluviatilis p(N = 2) 0,7-1,1 мышечная ткань р. Дон 50° 28' 11'' с.ш. 40° 02' 39'' в. д. 1,0±0,2

печень 4,9±0,5

П р и м е ч а н и е: * - ниже предела определения; ** - прудовая рыба, выращена в искусственных природных условиях.

более низкую летучесть и более длительное удаление из образца. На хроматограмме (рис. 2), выполненной после очистки образца, пики примесей малоинтенсивны (время удерживания 7,53-29,21 мин) и не мешают определению БФА (время удерживания 16,25 мин). Среди примесей идентифицированы (с вероятностью более 95%) биогенные амины, жирные кислоты (предельные и непредельные) и продукты их окисления.

Для десорбции применяли метанол. Эффективность десорбции оценивали по степени десорбции (D, %). Оптимальная продолжительность десорбции при использовании центрифу-

гирования составляла 3 мин (рис. 3, в). Степень десорбции превышала 99%. Оценку возможности повторного использования сорбента проводили по коэффициенту EF, который рассчитывали как отношение концентрации БФА в исходном растворе к концентрации БФА после упаривания концентрата при пробоподготовке (рис. 1). Максимальное значение EF составляет 718 и незначительно снижается после второго и третьего циклов сорбции-десорбции до 707 и 694 соответственно. После четвертого цикла сорбции-десорбции происходит резкое снижение EF до 612. Таким образом, сорбент можно повторно использовать с минимальной потерей

сорбционной емкости в течение трех циклов сорбции-десорбции (рис. 3, г).

Проверку правильности определения БФА в мышечной ткани и печени проводили методом «введено-найдено» на образцах карпа (табл. 1). Эта рыба характеризуется достаточно высоким содержанием жира и хорошо подходит в качестве сложного объекта анализа с потенциально высокими матричными эффектами. В образцах мышечных тканей ПО составил 0,05 мкг/кг (сухого веса). Несколько ниже ПО в печени. Это обусловлено содержанием большого количества жировых включений, что несколько ухудшает условия извлечения и определения. При концентрациях 0,2-5,0 мкг/кг получены заниженные на 7-28% результаты. Особенно значительно занижение результатов при концентрации 0,2-0,5 мкг/кг. Показатели правильности результатов определения БФА для значений концентрации 10 мкг/кг и более близки к 100%.

Речную рыбу для анализа отбирали из разных частей Воронежской области: более загрязненного Воронежского водохранилища (р. Воронеж) и менее загрязненных участков р. Дон около г. Богучар (табл. 2). Для сравнения была проанализирована прудовая рыба (карп), разводимая в искусственных условиях для оценки влияния попадания БФА с кормами. Во всех образцах установлены одинаковые зависимости - концентрация БФА в печени в несколько раз выше, чем в

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Dat V.V., Long L.K., Trang N.H., Phuc D.V., Trang N.V., Ha N.T.T // ChemChemTech. 2019. Vol. 62. N 5. P. 31 (DOI: 10.6060/ivkkt.20196205.5933).

2. Fonseca M.I., Lorigo M., Cairrao E. // J. Xeno-biot. 2022. Vol. 12. N 3. P. 181 (DOI: 10.3390/ jox12030015).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Fuerhacker M. // Water Sci. Technol. 2003. Vol. 47. N 10. P. 117 (DOI: 10.2166/wst.2003.0553).

4. Di Marco Pisciottano I., Mita G.D., Gallo P. // Food. Addit. Contam. Part B. 2020. Vol. 13. N 2. P. 139 (DOI: 10.1080/19393210.2020.1740335).

5. Wei X., Huang Y., Wong M.H., Giesy J.P., Wong C.K.C. // Chemosphere. 2011. Vol. 85. N 1. P. 122 (DOI: 10.1016/j.chemosphere.2011.05.038).

6. Mita L., Bianco M., Viggiano E., Zollo F., Benciven-ga U., Sica V., Monaco G., Portaccio M., Diano N.. Colonna A., Lepore M., Canciglia P., Mita D.G. // Chemosphere. 2011. Vol. 82. N 3. P. 405 (DOI: 10.1016/j. chemosphere.2010.09.071).

7. Renz L., Volz C., Michanowicz D., Ferrar K., Christian C., Lenzner D., El-Hefnawy T. // Ecotoxicology. 2013. Vol. 22. N 4. P. 632 (DOI: 10.1007/s10646-013-1054-0).

мышечной ткани. Из восьми образцов в четырех образцах мышечной ткани и пяти образцах печени установлено содержание БФА, позволяющее проводить количественную оценку. Максимальная концентрация БФА обнаружена в наиболее жирной рыбе - сазане. В мышечной ткани она составила 1,5 мкг/кг, в печени - 3,9 мкг/кг. В образцах карпа, выращенного в искусственных условиях, и плотве, выловленной в р. Дон около г. Богучар, БФА не детектируется как в мышечной ткани, так и в печени.

Заключение

Сорбент на основе наночастиц магнетита, функционализированный гуматами, успешно применен для концентрирования БФА из образцов мышечной ткани и печени рыб методом матричного твердофазного диспергивания. Определение БФА после концентрирования проводили методом ГХ-МС с предварительной деривати-зацией уксусным ангидридом. Для уменьшения влияния примесей (жиры, нефтепродукты, алкилфенолы и их эфиры) в ходе пробоподготовки образцов проводили очистку матрицы с примененем н-гептана. ПО составил 0,05 мкг/кг (в пересчете на сухой вес) в мышечной ткани и 0,08 мкг/кг (в пересчете на сухой вес) в печени. Метод применен для скрининга содержания БФА в речной рыбе. Наибольшее содержание БФА установлено в печени сазана и составляет 3,9 мкг/кг

8. Barboza L.G.A., Cunha S.C., Monteiro C., Fernandes J.O., Guilhermino L. // J. Hazard. Mater. 2020. Vol. 393. P. 122419 (DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.122419).

9. Fedotov P.S., Malofeeva G.I., Savonina E.Y., Spiva-kov B.Y. // J. Anal. Chem. 2019. Vol. 74. P. 205 (DOI: 10.1134/S1061934819030043).

10. Xu L., Lee H.K. // Comprehensive Sampling and Sample Preparation. 2012. Vol. 3. P. 541 (DOI: 10.1016/ B978-0-12-381373-2.00100-9).

11. Karasova G., Brandsteterova E., Lachova M. // Czech J. Food Sci. 2003. Vol. 21. P. 219.

12. Wang X., Du T., Wang J., Kou H., Du X., Lu X. // New J. Chem. 2018. Vol. 42. P. 6778 (DOI: 10.1039/ C8NJ00942B).

13. Guo L., Guan M., Zhao C., Zhang H. // Anal. Bioanal. Chem. 2008. Vol. 392. N 7-8. P. 1431 (DOI: 10.1007/ s00216-008-2454-5).

14. Yuanpeng W., Ying S., Bo X., Xinpei L., Xinghua W., Hanqi Z, Daqian S. // Anal. Chim. Acta. 2015. Vol. 888. P. 67 (DOI: 10.1016/j.aca.2015.07.028).

15. Diao C., Li C., Yang X., Sun A., Liu R. // Microchim. Acta. 2016. Vol. 183. N 3. P. 1261 (DOI: 10.1007/ s00604-016-1761-3).

16. Zhou N.-Z., Liu P., Su X.-C., Liao Y.-H., Lei N.-S., Liang Y.-H., Zhou, S.-H., Lin W.-S., Chen J., Feng Y.-Q., Tang Y. // Anal. Chim. Acta. 2017. Vol. 970. P. 38 (DOI: 10.1016/j.aca.2017.02.029).

17. Yang Z., Chen Y., Jia J., Hou C., Xuan R., Wang T. // Anal. Bioanal. Chem. 2022. V. 414. N 17. P. 4897 (DOI: 10.1007/s00216-022-04114-3).

18. Barker S.A. // J. Biochem. Biophys. Methods. 2007. Vol. 70. N 2. P. 151-162 (DOI: 10.1016/j. jbbm.2006.06.005).

19. Gubin A.S., Sukhanov P.T., Kushnir A.A. // Mendeleev Commun. 2023. Vol. 33. P. 285 (DOI: 10.1016/j. mencom.2023.02.044).

20. Gubin A.S., Sukhanov P.T., Kushnir A.A. // Moscow Univ. Chem. Bull. 2019. Vol. 74. P. 257 (DOI: 10.3103/ S0027131419050055).

21. Kotowska U., Kapelewska J., Sturgulewska J. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2014. Vol. 21. N 1. P. 660 (DOI: 10.1007/s11356-013-1904-6).

22. de Melo B.A., Motta F.L., Santana M.H. // Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 2016. Vol. 62. P. 967 (DOI: 10.1016/j.msec.2015.12.001).

23. Hansch C., Leo A., Hoekman D. Exploring QSAR -Hydrophobic, Electronic, and Steric Constants. Washington, DC: American Chemical Society. 1995. P. 131.

24. Arar S., Alawi M. // Acta Chromatographica. 2019. Vol. 31. N 1. P. 71 (DOI: 10.1556/1326.2017.00388).

25. Huelsmann R., Martendal E. // J. Braz. Chem. Soc. 2020. Vol. 31. N 8 P. 1575 (DOI: 10.21577/01035053.20200043).

26. Caban M., Stepnowski P. // Microchem. J. 2020. Vol. 153. P. 104392 (DOI: 10.1016/j.microc.2019.104392).

27. Notardonato I., Protano C., Vitali M., Bhattacharya B., Avino P.A. //Appl. Sci. 2019. Vol. 9. N 14. P. 2945 (DOI: 10.3390/app9142945).

28. O'Neil. M.J. The Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry. 2013. P. 226.

Информация об авторах

Александр Сергеевич Губин - доцент кафедры промышленной экологии и техносферной безопасности Воронежского государственного университета инженерных технологий, канд. хим. наук, доцент ([email protected]);

Алексей Алексеевич Кушнир - доцент кафедры промышленной экологии и техносферной безопасности Воронежского государственного университета инженерных технологий, канд. хим. наук ([email protected]);

Павел Тихонович Суханов - профессор кафедры физической и аналитической химии Воронежского государственного университета инженерных технологий, докт. хим. наук, профессор ([email protected]).

Вклад авторов

Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Соблюдение этических стандартов

Комиссия по биоэтике ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» одобрила проведение авторами настоящей статьи эксперимента с использоваием различных видов рыб.

Статья поступила в редакцию 10.09.2023; одобрена после рецензирования 16.09.2023; принята к публикации 25.03.2024.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.