СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Н-БУТИЛОВОГО ЭФИРА 2-[4-(5-ТРИФТОРМЕТИЛПИРИДИЛ-2-ОКСИ)ФЕНОКСИ]ПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ В БИОЛОГИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ
METHOD OF DETERMINING N-BUTYL ETHER OF 2-[4-(5-TRIFLUOROMETHYL PYRIDYL-2-OXY)PHENOXY]PROPIONIC ACID IN BIOLOGICAL MATERIAL

Изобретение относится к биологии, экологии, токсикологической и санитарной химии, а именно к способу определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в биологическом материале, и может быть использовано в практике санэпидемстанций, химико-токсикологических, ветеринарных и экологических лабораторий. Способ относится к числу массовых.
Известен способ определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в биологическом материале, заключающийся в том, что биологическую пробу измельчают, настаивают 3-4 часа с 36% раствором хлороводородной кислоты, а затем 24 часа с 36% раствором хлороводородной кислоты и гексаном, фильтруют смесь через бумажный фильтр, фильтрат концентрируют при температуре не выше 40°С до полного испарения гексана, водный остаток обрабатывают 36% раствором хлороводородной кислоты в условиях нагревания при 60°С в течении часа, реакционный раствор охлаждают, доводят до рН 1, экстрагируют диэтиловым эфиром, экстракт отделяют, экстрагент испаряют, остаток растворяют в ацетоне, к полученному раствору прибавляют растворы хлорида аммония и ортофосфорной кислоты, а также силикагель АСК, смесь встряхивают, выдерживают 10 минут, фильтруют, рН фильтрата доводят до 1, после чего фильтрат экстрагируют тетрахлорметаном, органический слой отделяют, экстрагируют 1% раствором гидрокарбоната натрия, водный экстракт отделяют, подкисляют концентрированным раствором хлороводородной кислоты до рН 1, экстрагируют тетрахлорметаном, полученный экстракт отделяют, экстрагент испаряют, сухой остаток растворяют в гексане, хроматографируют на пластинах «Силуфол» UV-254 с использованием подвижной фазы диэтиловый эфир - н-гексан - муравьиная кислота (60:40:2), хроматограммы проявляют в УФ-свете и определяют анализируемое соединение в виде 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]-пропионовой кислоты визуально по интенсивности окраски и площади пятна на хроматограмме (Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде. Т.1. - М.: Колос, 1992. - С.360-361).
Способ характеризуется недостаточно высокими точностью и чувствительностью, длителен и относительно сложен по выполнению. Он не позволяет определить н-бутиловый эфир 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты непосредственно, а предусматривает косвенное определение этого вещества по одному из продуктов его гидролиза.
Известен метод определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в биологическом материале, заключающийся в том, что анализируемую пробу измельчают, настаивают двукратно с ацетоном (каждый раз в течение 45 минут), отдельные извлечения объединяют, объединенное ацетоновое извлечение фильтруют через бумажный фильтр, растворитель из фильтрата испаряют, остаток растворяют в ацетоне, часть ацетонового раствора наносят на пластинку «Силуфол» UV-254 со стандартным слоем нормальнофазного сорбента «Silpearl», хроматографируют, используя подвижную фазу гексан-ацетон (8:2), хроматограммы проявляют в УФ-свете, анализируемое вещество элюируют из сорбента этанолом, а этанольный элюат фотометрируют (Шорманов В.К., Иванов В.П., Королев В.А., Пистунович Е.В. Определение фюзилада в семенах подсолнечника. // Масложировая промышленность. - 2004. - №4. - С.16-17).
Способ отличается недостаточно высокой чувствительностью.
Наиболее близким является способ определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты, который заключается в том, что анализируемую пробу измельчают, двукратно настаивают с ацетоном, полученное извлечение фильтруют, испаряют растворитель из фильтрата, остаток растворяют в смеси растворителей гексан-ацетон (8:2), очищают на колонке с силикагелем L 40/100 µ с применением подвижной фазы гексан-ацетон (8:2), фракции элюата, содержащие анализируемое вещество, объединяют, элюент испаряют, остаток растворяют в смеси растворителей ацетонитрил-вода (7:3) с последующим хроматографическим определением методом ВЭЖХ в колонке размером 150×3,9 мм, заполненной сорбентом «Nova-Pack С-18», с применением подвижной фазы ацетонитрил-вода (7:3) и детектора на основе фотодиодной матрицы (Патент 2287812 Российская Федерация, МПК G01N 30/06 / Способ определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в биологическом материале. / Шорманов В.К., Иванов В.П., Елизарова М.К., Королев В.А., Коробанова Т.Ю., Пистунович Е.В., Прокошев А.А.; заявители и патентообладатели: В.К.Шорманов, В.П.Иванов, М.К.Елизарова, В.А.Королев. - №2005120084; Заяв. 28.06.2005; Опубл. 20.11.2006 // Изобретения (Заявки и патенты). - 2006." №32. - 5 с.).
Способ характеризуется недостаточно высокой чувствительностью. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение чувствительности определения.
3
Технический результат достигается тем, что анализируемую пробу измельчают, двукратно настаивают с ацетоном, полученное извлечение фильтруют, испаряют растворитель из фильтрата, остаток неоднократно обрабатывают ацетоном, ацетоновые извлечения отделяют, объединяют, растворитель из объединенного извлечения испаряют, остаток растворяют в смеси растворителей ацетонитрил-вода (7:3), очищают на колонке с сорбентом «Силасорб С-18» с применением подвижной фазы ацетонитрил-вода (7:3), фракции элюата, содержащие анализируемое вещество, объединяют, полученный раствор разбавляют водой, экстрагируют диэтиловым эфиром, эфирный экстракт отделяют, упаривают до сухого остатка, остаток растворяют в гексане и проводят определение хромато-масс-спектрометрическим методом с применением капиллярной колонки DB-1MS длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 мм со стационарной фазой толщиной 0,25 мкм, представляющей диметилполисилоксан, используя газ-носитель гелий, подаваемый со скоростью 39 см/с, и масс-спектрометрический детектор, работающий в режиме электронного удара, с регистрацией масс-спектра по полному ионному току, количество н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты вычисляют из данных хроматограммы, полученной регистрацией интенсивности сигнала, обусловленного заряженными частицами, образующимися при бомбардировке анализируемого вещества, вышедшего из капиллярной колонки и попавшего в источник ионов, ионизирующим пучком электронов с энергией 70 эВ.
3
Способ осуществляется следующим образом: биологический материал, содержащий н-бутиловоый эфир 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты, измельчают, двукратно настаивают с ацетоном, ацетоновые извлечения отделяют, объединяют, объединенное извлечение фильтруют, испаряют растворитель из фильтрата, остаток неоднократно обрабатывают ацетоном, ацетоновые извлечения отделяют, объединяют, растворитель из объединенного извлечения испаряют, остаток растворяют в смеси растворителей ацетонитрил-вода (7:3), очищают на колонке с сорбентом «Силасорб С-18» с применением подвижной фазы ацетонитрил-вода (7:3), фракции элюата, содержащие анализируемое вещество, объединяют, полученный раствор разбавляют водой, экстрагируют диэтиловым эфиром, эфирный экстракт отделяют, упаривают до сухого остатка, остаток растворяют в гексане и проводят определение хромато-масс-спектрометрическим методом с применением капиллярной колонки DB-1MS длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 мм со стационарной фазой толщиной 0,25 мкм, представляющей диметилполисилоксан, используя газ-носитель гелий, подаваемый со скоростью 39 см/с, и масс-спектрометрический детектор, работающий в режиме электронного удара, с регистрацией масс-спектра по полному ионному току, количество н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты вычисляют из данных хроматограммы, полученной регистрацией интенсивности сигнала, обусловленного заряженными частицами, образующимися при бомбардировке анализируемого вещества, вышедшего из капиллярной колонки и попавшего в источник ионов, ионизирующим пучком электронов с энергией 70 эВ.
Пример 1
Определение н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)-фенокси]пропионовой кислоты в ткани печени
К 10 г мелкоизмельченной ткани печени прибавляют 5 мг н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты, тщательно перемешивают биологическую ткань с веществом и оставляют на сутки при температуре 18-20°С. По истечении указанного времени биологический объект, содержащий анализируемое вещество, заливают 20 мл ацетона и выдерживают 45 минут при периодическом перемешивании. Извлечение отделяют, операцию настаивания повторяют в указанных условиях. Отдельные вытяжки объединяют, фильтруют через бумажный фильтр, экстрагент и извлеченную из биологической ткани воду испаряют из фильтрата в токе воздуха. Остаток обрабатывают 10 мл ацетона при энергичном перемешивании в течение 3 минут. Ацетоновое извлечение отделяют, а процесс обработки остатка повторяют по вышеописанной схеме еще дважды. Отдельные ацетоновые извлечения объединяют в выпарительной чашке и испаряют растворитель в токе воздуха при температуре 18-20°С.
Остаток растворяют в 4 мл ацетонитрила. 2 мл полученного раствора смешивают с 1 г сорбента «Силасорб С-18» и испаряют остатки ацетонитрила из сорбента в токе воздуха.
В колонку размером 490×10 мм вносят вначале 9 г сорбента «Силасорб С-18», а затем, поверх образующегося слоя, - 1 г сорбента «Силасорб С-18», содержащего анализируемое вещество, предварительно введенное в сорбент в виде ацетонитрильного раствора.
Хроматографируют, используя подвижную фазу ацетонитрил-вода (7:3) и поддерживая высоту столба жидкости (элюента) над поверхностью сорбента на уровне 22-24 см. Элюат собирают отдельными фракциями по 2 мл каждая. Фракции с 16 по 19 включительно объединяют, разбавляют водой до 50 мл и экстрагируют дважды порциями диэтилового эфира по 20 мл каждая. Отдельные экстракты объединяют, упаривают при температуре 18-20°С в токе воздуха до объема 0,5-1 мл, который затем упаривают в токе азота до получения остатка, не содержащего растворителя. Остаток растворяют в 25 мл гексана. 1 мкл раствора Б вводят в хромато-масс-спектрометр.
Определение проводят, используя газовый хроматограф фирмы Agilent Technologies модели 6890N с масс-селективным квадрупольным детектором модели 5973N этой же фирмы.
Хроматографирование осуществляют в капиллярной колонке DB-1MS длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной слоя неподвижной фазы 0,25 мкм. Неподвижная жидкая фаза - диметилполисилоксан,
Начальная температура термостата колонки составляет 80°С, время при начальной температуре - 2 минуты, скорость нагрева термостата колонки - 40°С/мин, конечная температуры термостата колонки - 250°С, время при конечной температуре - 6 мин. Температура инжектора составляет 280°С, температура интерфейса детектора - 300°С.
3
В качестве газа-носителя используется гелий. Подача газа-носителя производится со скоростью 39 см/мин. Режим без деления потока с задержкой 3 минуты. Масс-селективный детектор работает в режиме электронного удара (70 эВ). Регистрация масс-спектра проводится по полному ионному току. Диапазон сканирования составляет 40-550 m/z. Ток детектора 1500.
Пик на хроматограмме с временем удерживания 3,4 мин соответствует н-бутиловому эфиру 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты. В масс-спектре данного соединения, снятому по полному ионному току, обнаруживаются сигналы ряда характеристических заряженных частиц с массовыми числами 57, 75, 91, 125, 145, 164, 227, 282, 364, 383. Наиболее интенсивной является частица с массовым числом 282, интенсивность которой принимается за 100%.
н-Бутиловый эфир 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты идентифицируют по сочетанию времени удерживания вещества в неподвижной фазе колонки и специфического набора сигналов характеристических заряженных частиц в его масс-спектре.
По площади хроматографического пика, полученного при регистрации интенсивности по полному ионному току, определяют количественное содержание анализируемого соединения, используя уравнение градуировочного графика, и пересчитывают на навеску анализируемого вещества, внесенную в биологический материал.
Построение градуировочного графика
В ряд мерных колб вместимостью 25 мл вносят 0,01, 0,02, 0,1, 0,5, 2,0, 5,0 и 10,0 мл 0,025% раствора н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в гексане и доводят объем содержимого каждой колбы до метки гексаном. 1 мкл каждого из полученных растворов вводят в хромато-масс-спектрометр.
Определение проводят, используя газовый хроматограф фирмы Agilent Technologies модели 6890N с масс-селективным квадрупольным детектором модели 5973N этой же фирмы.
Хроматографирование осуществляют в капиллярной колонке DB-1MS длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной слоя неподвижной фазы 0,25 мкм. Неподвижная жидкая фаза - диметилполисилоксан, начальная температура термостата колонки составляет 80°С, время при начальной температуре - 2 минуты, скорость нагрева термостата колонки - 40°С/мин, конечная температуры термостата колонки - 250°С, время при конечной температуре - 6 мин. Температура инжектора составляет 280°С, - температура интерфейса детектора - 300°С.
3
В качестве газа-носителя используется гелий. Подача газа-носителя производится со скоростью 39 см/мин. Режим без деления потока с задержкой 3 минуты. Масс-селективный детектор работает в режиме электронного удара (70 эВ). Регистрация масс-спектра проводится по полному ионному току. Диапазон сканирования составляет 40-550 m/z. Ток детектора 1500.
-9
-6
По результатам измерений на хромато-масс-спектрометре строят график зависимости площади пика от концентрации определяемого вещества. График линеен в интервале концентраций 1·10-1·10 г.
Методом наименьших квадратов рассчитывают уравнение калибровочного графика, которое в данном случае имеет вид:
S=220996·C+5563,
где S - площадь хроматографического пика;
С - концентрация определяемого вещества в хроматографируемой пробе, нг.
Результаты количественного определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в ткани печени представлены в табл.1.
Пример 2
Определение н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)-фенокси]пропионовой кислоты в ткани семян подсолнечника
К 10 г мелкоизмельченной ткани семян подсолнечника прибавляют 5 мг н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты, тщательно перемешивают биологическую ткань с веществом и оставляют на сутки при температуре 18-20°С. По истечении указанного времени биологический объект, содержащий анализируемое вещество, заливают 20 мл ацетона и выдерживают 45 минут при периодическом перемешивании. Извлечение отделяют, операцию настаивания повторяют в указанных условиях. Отдельные вытяжки объединяют, фильтруют через бумажный фильтр, экстрагент и извлеченную из биологической ткани воду испаряют из фильтрата в токе воздуха. Остаток обрабатывают 10 мл ацетона при энергичном перемешивании в течение 3 минут. Ацетоновое извлечение отделяют, а процесс обработки остатка повторяют по вышеописанной схеме еще дважды. Отдельные ацетоновые извлечения объединяют в выпарительной чашке и испаряют растворитель в токе воздуха при температуре 18-20°С.
Остаток растворяют в 4 мл ацетонитрила. 2 мл полученного раствора смешивают с 1 г сорбента «Силасорб С-18» и испаряют остатки ацетонитрила из сорбента в токе воздуха.
В колонку размером 490×10 мм вносят вначале 9 г сорбента «Силасорб С-18», а затем, поверх образующегося слоя, - 1 г сорбента «Силасорб С-18», содержащего анализируемое вещество, предварительно введенное в сорбент в виде ацетонитрильного раствора.
Хроматографируют, используя подвижную фазу ацетонитрил-вода (7:3) и поддерживая высоту столба жидкости (элюента) над поверхностью сорбента на уровне 22-24 см. Элюат собирают отдельными фракциями по 2 мл каждая. Фракции с 16 по 19 включительно объединяют, разбавляют водой до 50 мл и экстрагируют дважды порциями диэтилового эфира по 20 мл каждая. Отдельные экстракты объединяют, упаривают при температуре 18-20°С в токе воздуха до объема 0,5-1 мл, который затем упаривают в токе азота до получения остатка, не содержащего растворителя. Остаток растворяют в 25 мл гексана. 1 мкл раствора Б вводят в хромато-масс-спектрометр.
Определение проводят, используя газовый хроматограф фирмы Agilent Technologies модели 6890N с масс-селективным квадрупольным детектором модели 5973N этой же фирмы.
Хроматографирование осуществляют в капиллярной колонке DB-1MS длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной слоя неподвижной фазы 0,25 мкм. Неподвижная жидкая фаза - диметилполисилоксан, начальная температура термостата колонки составляет 80°С, время при начальной температуре - 2 минуты, скорость нагрева термостата колонки - 40°С/мин, конечная температуры термостата колонки - 250°С, время при конечной температуре - 6 мин. Температура инжектора составляет 280°С, температура интерфейса детектора - 300°С.
3
В качестве газа-носителя используется гелий. Подача газа-носителя производится со скоростью 39 см/мин. Режим без деления потока с задержкой 3 минуты. Масс-селективный детектор работает в режиме электронного удара (70 эВ). Регистрация масс-спектра проводится по полному ионному току. Диапазон сканирования составляет 40-550 m/z. Ток детектора 1500.
Пик на хроматограмме с временем удерживания 3,4 мин соответствует н-бутиловогму эфиру 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты. В масс-спектре данного соединения, снятому по полному ионному току, обнаруживаются сигналы ряда характеристических заряженных частиц с массовыми числами 57, 75, 91, 125, 145, 164, 227, 282, 364, 383. Наиболее интенсивной является частица с массовым числом 282, интенсивность которой принимается за 100%.
н-Бутиловый эфир 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты идентифицируют по сочетанию времени удерживания вещества в неподвижной фазе колонки и специфического набора сигналов характеристических заряженных частиц в его масс-спектре.
По площади хроматографического пика, полученного при регистрации интенсивности по полному ионному току, определяют количественное содержание анализируемого соединения, используя уравнение градуировочного графика, и пересчитывают на навеску анализируемого вещества, внесенную в биологический материал.
Построение калибровочного графика и его уравнение приводятся в примере 1.
Результаты количественного определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в ткани семян подсолнечника представлены в табл.2.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом в 5 раз повышает чувствительность определения в хроматографируемой пробе и в 2 раза - в биологическом материале.
Сравнительные характеристики предлагаемого и известного способов представлены в табл.3.
Таблица 3
Сравнительная характеристика предлагаемого и известного способов (на примере исследования тканей семян подсолнечника)
Показатели
Предлагаемый способ
Известный способ
Чувствительность (открываемый минимум)
а) в 100 г биоматериала
2,50·10<sup>-7</sup> г
5,0·10<sup>-7</sup> г
б) в хроматографируемой пробе
1·10<sup>-9</sup> г
5·10<sup>-9</sup>