Biyolojik, gıda ve çevre örneklerindeki nitrit, nitrat, sekonder amin ve nitrozaminler
Nitrite, nitrate, secondary amines and nitrosoamines in biological, food and enviromental samples
Yazar: ŞEVKET ATA
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET AKYÜZ
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez, biyolojik, gıda ve çevre örneklerindeki nitrit, nitrat, sekonder amin ve, ilgili nitrozaminlerin sıvı kromatografi (LC) ve gaz kromatografi-kütle spektrometresi (GC-MS) kullanılarak belirlenmesi ile ilgilidir. Bu çalışma ayrıca mide suyu ve atmosferik ince (PM2.5) ve kaba (PM2.5-10) partiküllerdeki söz konusu bileşiklerin konsantrasyonlarına bazı meteorolojik ve biyolojik parametrelerin etkilerinin belirlenmesiyle de ilgilidir. Bu çalışma ile ayrıca sucuk, pastırma ve turşu suyu gibi Türkiye'ye özgü gıdalardaki nitrit, nitrat, sekonder amin ve nitrozaminlerin konsantrasyonlarını da ortaya koymaktadır.Giriş bölümü ilgili kirleticilerin oluşumları, kaynakları, davranışları ve sağlığa etkileri ile ilgili geniş bir literatür araştırmanı kapsamaktadır. Bileşiklerin belirlenmesinde kullanılan değişik metotlar yeniden gözden geçirilmiş ve önerilen floresans dedektörlü sıvı kromatografisi (LC-FL) ve GC-MS tekniklerinin tercih edilme nedenleri verilmiştir.Bölüm 2, bu projedeki tüm deneysel çalışmalarla ilgili detayları içermektedir. Nitrit ve nitratın belirlenmesi için kullanılan metotlar, sulu çözeltide nitritin 2,3-diaminonaftalen ile türetilmesini, nitratın nitrite enzimatik indirgenmesini, nitritin yüksek floresans 2,3-naftotriazol türevinin toluen ile ekstraksiyonu ve LC-FL ve seçilmiş iyon izlemeli (SIM) GC-MS kullanılarak kromatografik analizlerini içermektedir. Sekonder aminlerin belirlenmesi için önerilen metot, bis-2-etilhekzilfosfat (BEHPA) ile iyon-çifti ekstraksiyonunu, izobutil kloroformat (IBCF) ile bileşiklerin türetilmesini ve onların GC-MS analizlerini içermektedir. Nitrozaminlerin analizleri için kullanılan metot, Dichotomous Partisol 2025 örnekleyici kullanılarak partikül maddelerin (PM2.5 ve PM2.5-10) toplanmasını, bileşiklerin katı örneklerden hafif bazik su ile ekstraksiyonu ve bileşiklerin GC-MS-elektron bombardımanı (EI) modunda analizleri öncesinde diklorometan/n-propanol ile sulu çözeltiden izolasyonunu içermektedir.Bölüm 3, LC-FL veya GC-MS ile ilgili bileşiklerin belirlenmesiyle elde edilen sonuçların tartışılmasını içermektedir. Mide suyu örneklerinde nitrozaminlerin toplam seviyeleri 25,54 ile 1946,16 pg/ml aralığında bulunmuştur. Nitrit, nitrat, amin ve nitrozamin miktarlarıyla nitrozamin oluşumları ve biyolojik parametreler arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Nitrozamin oluşumları ve konsantrasyonları üzerine biyolojik parametrelerin (mide suyunun pH'sı, cinsiyet ve sigara kullanımı) etkileri araştırılmış ve midedeki nitrozamin oluşumları ve konsantrasyonlarını etkileyen biyolojik parametreler arasında, mide suyunun pH'sı ve sigara kullanımı, en önemli faktörler olarak bulunmuştur. Hem nitrozamin oluşumları hem de konsantrasyonları ile mide hastalıklarının tipleri arasında yüksek korelasyon katsayılarında ilişkiler vardır.Analiz edilen Türkiye'ye özgü gıdalar arasında en yüksek toplam nitrozamin konsantrasyonu 44,98 ng/g olarak kızartılmış sucuk örneklerinde, en düşük toplam nitrozamin konsantrasyonu ise 0,98 ng/g olarak tarhana örneklerinde bulunmuştur.Zonguldak bölgesinde ısınma ve ısınma olmayan dönemlerde hava partiküllerinin PM2.5 ve PM2.5-10 fraksiyonlarındaki nitrozamin konsantrasyonlarının dağılımları belirlenmiştir. Kış mevsiminde nitrozaminlerin toplam konsantrasyonu PM2.5 fraksiyonunda en yüksek 84,27 ng/m3 ve PM2.5-10 fraksiyonunda en yüksek 27,42 ng/m3, yaz mevsiminde ise sırasıyla 17,94 ng/m3 ve 6,43 ng/m3 olarak bulunmuştur. Nitrozamin oluşumları ve konsantrasyonları üzerine meteorolojik parametrelerin (günlük güneşlenme süresi, nem ve sıcaklık) etkileri araştırılmış ve meteorolojik parametreler arasında, günlük güneşlenme süresi, nitrozamin konsantrasyonlarını kontrol eden en önemli faktör olarak bulunmuştur.Mide suyu, Türkiye'ye özgü gıdalar ve atmosferik partküllerin analizlerinden elde edilen sonuçlar, önerilen metotların, klinik, gıda ve çevre çalışmalarında eser miktarlardaki nitrit, nitrat, amin ve nitrozaminlerin izlenmesi için güvenilir olarak kullanılabileceğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
This thesis is concerned with the determination of nitrite, nitrate, secondary amines and related nitrosamines in biological, food and environmental samples using Liquid Chromatography (LC) and Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). This study is also concerned with the determination of the effects of some meteorological and biological parameters on concentrations of these compounds in gastric juice and atmospheric fine (PM2.5) and coarse (PM2.5-10) particulates. With this study the amount of nitrite, nitrate, secondary amines and nitrosamines (NAs) were determined quantitatively in traditional Turkish foods such as sausage, pastırma, pickle juice.Introduction Part covers a wide range of literature reviews relating to compounds of interest and also their formations, sources, behaviors and health effects of related pollutants. The various methods for the determination of the compounds have been reviewed and the reasons for choosing the proposed Liquid Chromatography-Fluorescence (LC-FL) detection and GC-MS techniques have been given.Part two contains details all of the experimental work that has been involved in this project. The methods, employed for the determination of nitrite and nitrate, include the derivatisation of aqueous nitrite with 2,3-diaminonaphthalene (DAN), enzymatic reduction of nitrate to nitrite, extraction with toluene and chromatographic analyses of highly fluorescent 2,3-naphthotriazole (NAT) derivative of nitrite by using GC?MS in selected-ion-monitoring (SIM) mode and LC-FL. The method proposed for the determination of secondary amines includes ion-pair extraction with bis-2-ethylhexylphosphate (BEHPA), derivatisation of compounds with isobutyl chloroformate (IBCF) and their GC?MS analysis. The method employed for the analysis of NAs includes collection of the particulate matter (PM2.5 and PM10) using dichotomous Partisol 2025 sampler, extraction of the compounds from solid samples with slightly basic water by sonication and isolation from aqueous solution with dichloromethane/n-propanol prior to their GC-MS analysis in EI mode.Part Three contains discussions of the results drawn from the determination of the compounds of interest by LC-FL or GC-MS. The total levels of NAs in gastric juice samples were found within the range from 25.54 to 1946.16 pg/ml. The relationships between concentrations of nitrite, nitrate, amine and nitrosamines, together formation of NAs and biological parameters were investigated. The effects of biological parameters (pH of gastric juice, gender and smoking) on concentrations and formations of NAs were also investigated and among the biological parameters, pH of gastric juice and smoking were found to be the most important factors influencing the concentration and formation of NAs in stomach. Both the formation and concentration of NAs and type of stomach diseases have the relationships in high correlation coefficients.Among the analyzed traditional Turkish samples, the total NAs was found at the highest concentrations to be up to 44.98 ng/g in fried sausage meat samples, whereas the lowest concentration of total NAs was found to be 0.98 ng/g in tarhana samples.The concentration distributions of NAs in PM2.5 and PM2.5-10 fractions of airborne particulates were determined in Zonguldak province during heating and non-heating periods. The total concentration of NAs were found up to 84.27 ng/m3 in PM2.5 and 27.42 ng/m3 in PM2.5-10 fraction in winter, whereas in summer times were found up to 17.94 ng/m3 and 6.43 ng/m3 respectively. The effects of meteorological parameters (daily sunlight time, relative humidity and the ambient temperature) on concentrations of nitrite, nitrate, amine and nitrosamines and the formations of nitrosamines were investigated and among the meteorogical parameters, daily sunlight time was found to be the most important factor controlling the concentration of NAs.The results obtained from analysis on gastric juice, traditional Turkish food and atmospheric particulate samples revealed that the proposed methods can reliably be employed for the monitoring of trace levels of nitrite, nitrate, amine and nitrosamines for clinical, food and environmental studies.