Перечень условных обозначений 4
Введение 6
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1 Пестициды 8
1.2 Методы определения пестицидов в пищевых продуктах 14
1.3 Пробоподготовка при определении пестицидов в пищевых продуктах 19
1.4 Мицеллярная экстракция 24
Заключение 30
Глава 2. Методика экспериментальных исследований 31
2.1 Средства измерений и оборудование 31
2.2 Реактивы и материалы 32
2.3 Приготовление растворов 33
2.4 Пробоотбор и подготовка 34
Глава 3. ГХ-МС определение пестицидов в огурцах и детском овощном питании с предварительным микроэкстракционным концентрированием 35
3.1 Схема мицеллярной жидкостно-жидкостной микроэкстракции пестицидов 35
3.2 Выбор условий ГХ-МС определения пестицидов 36
3.3 Выбор оптимальных условий микроэкстракционного извлечения пестицидов 38
3.3.1 Изучение влияния состава экстракционной смеси 38
3.3.2 Изучение влияния объёма экстракционной смеси 41
3.3.3 Изучение влияния типа высаливающего агента 42
3.3.4 Изучение влияния массы высаливающего агента 43
3.3.5 Изучение влияния массы гомогенизированного образца 44
3.4 Исследование мицелло-обогащённой фазы 45
3.4.1 Исследование мицелло-обогащённой фазы методом динамического рассеяния света 45
3.4.2 Определение содержания 1-нониламина, пивалевой кислоты и воды в выделившейся мицелло-обогащённой фазе 47
3.4.3 Механизм предложенной схемы мицеллярной жидкостно-жидкостной микроэкстракции 49
3.5 Аналитические характеристики разработанной схемы 50
3.6 Испытание разработанной схемы анализа на реальных образцах 53
Выводы 56
Благодарность 57
Список литературы 58
Современное сельское хозяйство практически невозможно представить без использования пестицидов. Данные соединения необходимы для борьбы с вредителями, контроля роста растений, что влияет на урожайность. Однако, эти токсиканты в количествах, превышающих установленные нормы, способны оказывать негативное влияние не только на окружающую среду, вызывая гибель целых экосистем, резистентность у вредителей, но и на здоровье человека. Наиболее частым способом попадания пестицидов в организм человека является их потребление с пищей. Последствиями такого воздействия являются различные аллергические реакции, нарушения нервной и репродуктивной функций систем, и даже развитие онкологических заболеваний [1]. В связи с этим, важной задачей аналитической химии является мониторинг пестицидов в пищевых продуктах.
Существует множество инструментальных методов определения пестицидов, наиболее распространёнными из которых являются газовая и жидкостная хроматография с различными системами детектирования. Из-за сложной матрицы пищевых продуктов и недостаточной чувствительности инструментальных методов, зачастую приходится вводить дополнительный этап анализа - пробоподготовку. Популярными являются процедуры пробоподготовки, основанные на жидкостной экстракции [2]. Существует множество вариаций данной методики подготовки пробы. На сегодняшний день к одним из наиболее перспективных методов жидкостной экстракции можно отнести мицеллярную жидкостную экстракцию, способ извлечения и концентрирования аналитов, основанный на использовании поверхностно-активных веществ. Главным преимуществом данного метода является его безопасность с точки зрения экологии по сравнению с большинством разработанных методик [3]. Однако, реализованные на данный момент способы подготовки проб пищевых продуктов, основанные на мицеллярной экстракции, требуют разбавления образующейся мицелло-обогащённой фазы или процедур реэкстракции, потому как высокая вязкость этих фаз делает последующий хроматографический анализ невозможным. В результате этих манипуляций происходит снижение чувствительности методики и увеличение времени проведения анализа.
В связи с этим целью данной работы стала разработка простого экспрессного чувствительного и экологически безопасного метода пробоподготовки для определения пестицидов в сложных по составу объектах анализа, основанного на новом варианте мицеллярной микроэкстракции с использованием смешанного поверхностно-активного вещества и легко сочетающегося с газохроматографическим определением с масс-спектрометрическим детектированием.
Для реализации данной цели необходимо было решить следующие задачи:
1) предложить и обосновать новый вариант мицеллярной микроэкстракции пестицидов, основанный на использовании смешанного поверхностно-активного вещества;
2) установить оптимальные условия ГХ-МС определения выбранных пестицидов;
3) оптимизировать условия микроэкстракционного выделения и концентрирования целевых аналитов для их последующего ГХ-МС определения;
4) проиллюстрировать возможности разработанной методики на реальных образцах;
5) подтвердить правильность полученных результатов с помощью референтного метода.
Пестициды нашли широкое применение в сельском хозяйстве, поскольку они позволяют увеличивать урожайность полезных растительных культур и контролировать влияние вредителей. Несмотря на это, мониторинг данных соединений в пищевых продуктах необходим, так как они способны отрицательно воздействовать на здоровье человека.
На сегодняшний момент разработано большое количество методик определения пестицидов в продуктах питания и напитках. Наиболее распространёнными инструментальными методами являются жидкостная и газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектированием, что обусловлено их высокой чувствительностью и информативностью. Среди методов пробоподготовки пищевых продуктов широкое применение нашли экстракционные методы, позволяющие не только устранять мешающее влияние матрицы пробы, но и осуществлять концентрирование аналитов, тем самым обеспечивая их детектирование на уровне ПДК и ниже.
Многообещающим методом пробоподготовки является мицеллярная экстракция, в основе которой лежит использование различных ПАВ. Её главными преимуществами является экологическая безопасность по сравнению с разработанными процедурами пробоподготовки, основанными на классических вариантах экстракции, а также простота и доступность. Однако, из-за вязкости образующейся фазы, обогащённой мицеллами, такие варианты пробоподготовки трудно сочетаются с инструментальными методами определения. В связи с чем, требуется дополнительная подготовка выделенной фазы перед её анализом на приборе.
Поэтому разработка чувствительных простых экспрессных процедур пробоподготовки, легко сочетающихся с инструментальными методами определения пестицидов, и удовлетворяющих принципам «зеленой» аналитической химии, является актуальной задачей для аналитической химии и по сей день.
Выводы
V Разработана новая схема мицеллярной жидкостно-жидкостной микроэкстракции, в основе которой лежит использование смешанного поверхностно-активного вещества, состоящего из первичного амина и карбоновой кислоты;
V Разработанная схема является простой, экспрессной, чувствительной и экологически безопасной; предназначена для определения диазинона, триадимефона, триадименола и бифентрина в твёрдофазных пищевых продуктах, не требует дополнительного оборудования и легко сочетается с ГХ-МС детектированием;
V Оптимизированы параметры, влияющие на эффективность микроэктракции: состав и объём экстракционной смеси, тип и концентрация высаливающего агента, масса гомогенизированного образца;
V Аналитические возможности разработанной схемы показаны на примере определения диазинона, триадимефона, триадименола и бифентрина в различных образцах огурцов и образце детского овощного питания, полученные результаты подтверждены референтным методом.
