Документ описывает инновационный патент на способ определения хлорорганических пестицидов в зерне с использованием капиллярной газожидкостной хроматографии. Новый метод позволяет значительно сократить время подготовки пробы, уменьшить количество используемых растворителей и реактивов, а также повысить чувствительность анализа до 0,001-0,003 мг/кг. Изобретение предлагает эффективное решение для гигиенической оценки и контроля качества сельскохозяйственной продукции.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28644
(51) G01N 30/00 (2006.01)
A01N 29/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0722.1
(22) 24.05.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(72) Баканов Шамиль Агзамович; Чавар Эльвира
Яновна; Цукерман Валерий Гедальевич;
Жаманшина Мадина Галимжановна; Цукерман
Михаил Валерьевич
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "ОО Казахская академия
питания"
(56) Петрова Т.М., Новикова К.Ф., Клисенко М.А.
Газохроматографический метод определения
хлорорганических пестицидов и
полихлорированных бифенилов в растительных
объектах, почве и воде. Методические указаня, Л.:
1989, с.86
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ В
ЗЕРНЕ
(57) Изобретение относится к аналитической химии
и может быть использовано при гигиенической
оценке и контроле качества зерновой
сельхозпродукции. В результате экстракции
хлорорганических пестицидов (ХОП) из пробы
ацетонитрильно-водной смесью (соотношение
органическая часть : вода = 1:1), при соотношении
масса зерна (г) : ацетонитрильно-водная смесь (см3
)
= 1:0,5, и гексаном, который добавляют к массе
зерна в соотношении масса зерна (г): гексан (см3
)
=1:1, при интенсивном встряхивании с
последующей очисткой экстракта серной кислотой и
определением хлорорганических пестицидов с
помощью капиллярной газожидкостной
хроматографии сокращается время подготовки
пробы, уменьшается количество и кратность
операций, а также объем используемых
растворителей и количество реактивов.
(19)KZ(13)A4(11)28644

2. 28644
2
Изобретение относится к аналитической химии и
может быть использовано при гигиенической оценке
и контроле качества зерновой сельхозпродукции.
Известен способ определения хлорорганических
пестицидов (ХОП) в растительных объектах и зерне,
основанный на 3-х кратной экстракции ХОП из
пробы органическим растворителем, очистке и
концентрировании экстракта, идентификации и
количественном анализе с помощью тонкослойной
хроматографии (ТСХ) [«Методические указания по
определению хлорорганических пестицидов в воде,
продуктах питания, кормах и табачных изделиях
методом хроматографии в тонком слое», в сб. под
ред. М.А. Клисенко. Методы определения
микроколичеств пестицидов в продуктах питания,
кормах и внешней среде, М, «Колос», 1983, с.34].
Недостатками данного способа являются
длительность, сложность и трудоемкость анализа с
использованием большого количества
растворителей и реактивов, а также низкая
чувствительность определения, визуальная
идентификация и измерение хлорорганических
пестицидов.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату к заявляемому
техническому решению является способ
определения хлорорганических пестицидов в
растительных объектах и зерне, основанный на
3-кратной экстракции ХОП из пробы 50% раствором
водного ацетона, вымораживании коэкстрактивных
веществ, последующей 3-кратной переэкстракции
пестицидов гексаном, очистке сконцентрированного
экстракта серной кислотой с последующим
концентрированием, идентификацией и
количественным анализом с помощью
газожидкостной хроматографии (ГХ) [Петрова Т.М.,
Новикова К.Ф., Клисенко М.А.
«Газохроматографический метод определения
хлорорганических пестицидов и
полихлорированных бифенилов в растительных
объектах, почве и воде» в сб. «Определение
пестицидов в сельскохозяйственных культурах,
почвах и воде» (Методические указания), Л, 1989,
с.86].
Недостатками способа по прототипу являются
длительность (для подготовки пробы требуется
11-12 часов), трудоемкость и многостадийность
анализа с использованием большого объема
растворителей и большого количества реактивов.
Задача изобретения заключается в разработке
способа совместного определения
хлорорганических пестицидов в зерне с помощью
капиллярной газожидкостной хроматографии,
обеспечивающего предел обнаружения ХОП на
уровне 0,001-0,003 мг/кг.
Технический результат состоит в сокращении
времени подготовки пробы для анализа,
уменьшении количества операций, а также объема
используемых растворителей и количества
реактивов при определении хлорорганических
пестицидов.
Технический результат достигается экстракцией
ХОП из пробы ацетонитрильно-водной смесью
(соотношение органическая часть : вода = 1:1), при
соотношении масса зерна (г): ацетонитрильно-
водная смесь (см3
) = 1: 0,5 и гексаном, который
добавляют к массе зерна в соотношении масса зерна
(г): гексан (см3
) =1:1, при интенсивном
встряхивании с последующей очисткой экстракта
серной кислотой и определением ХОП с помощью
капиллярной газожидкостной хроматографии.
Существенными отличиями заявляемого способа
по отношению к прототипу является использование
для экстракции ацетонитрильно-водной смеси при
соотношении масса зерна (г): ацетонитрильно-
водная смесь (см3
) = 1:0,5 и гексана, который
добавляют к массе зерна в соотношении масса зерна
(г): гексан (см3
) =1:1. При этом процесс экстракции
проводят при интенсивном встряхивании пробы, а
для определения ХОП используют капиллярную
газожидкостную хроматографию с
программированием температуры. Это позволяет
сократить время подготовки пробы, уменьшить
количество и кратность операций, а также объем
используемых растворителей и количество
реактивов в результате высокого процента перехода
ХОП в экстракт (76,6-94,3%) и быстрого отделения
экстракта от твердой фазы.
Пример. 10 г зерна помещают в виалу
вместимостью 40 см3
и приливают 5 см3
смеси
ацетонитрил-вода (1:1). При этом соотношение
масса зерна (г) : смесь (см3
) = 1: 0,5. Виалу
герметично закрывают и содержимое перемешивают
кратковременным встряхиванием для равномерного
распределения жидкости по объему пробы. После
чего приливают 10 см3
гексана (соотношении массы
зерна (г) : гексан (см3
) =1:1), закрытую виалу
интенсивно встряхивают в течение 5 минут. Затем
часть гексанового экстракта (около 2 см3
)
декантируют в пробирку с притертой пробкой, куда
прибавляют 0,2 см3
концентрированной серной
кислоты. Серную кислоту отбирают укороченной
стеклянной пипеткой путем погружения пипетки во
флакон до необходимого уровня ее заполнения.
Пробирку осторожно встряхивают вручную 10 раз.
Экстракту дают постоять 3 минуты. После
разделения слоев медицинским шприцом отбирают
гексановую фазу (избегая засасывания кислоты) и
переносят в аналогичную пробирку. В пробирку
приливают около 2 см3
дистиллированной воды и
осторожным перемешиванием промывают экстракт.
1,5 см3
экстракта отбирают медицинским
шприцом в виалу вместимостью 2 см3
, куда с
помощью стоматологического шпателя насыпают
около 20 мг безводного сернокислого натрия. Виалу
герметизируют крышкой и слегка перемешивают
содержимое.
Далее проводят измерения на откалиброванном
(с помощью смесевого стандартного раствора ХОП)
газовом хроматографе в режиме программирования
температуры. В инжектор хроматографа
микрошприцом вводят 1 мкл очищенного экстракта
пробы. Используют следующие условия
хроматографирования: хроматограф газовый
Шимадзу, мод. 2010, детектор
электроннозахватный, газ-носитель - азот особой

3. 28644
3
чистоты, колонка капиллярная, 30м × 0,25 мм.
Основная колонка: стационарная фаза SPB-608;
толщина стационарной фазы - 0,25 мкм. Общий
расход газа-носителя -23,3 мл/мин; расход газа-
носителя через колонку - 1,84 мл/мин; деление
потока 1:10. Температура детектора - 300°С;
температура инжектора -300°С; начальная
температура колонки -160°С. Режим
программирования температуры колонки:
удерживание начальной температуры - 1 мин;
скорость подъема- 12°С/мин. Продолжительность
анализа 14,0 мин.
При расчете учитывают коэффициент
определения каждого ХОП (К), что повышает
точность анализа за счет исключения
систематической погрешности, вызванной
неполнотой экстракции.
Данные по примеру приведены в таблице.
Как видно из таблицы предлагаемый способ по
сравнению со способом по прототипу позволяет
сократить время подготовки пробы до 0,25 час,
время идентификации и измерения в 1,1-1,6 раза,
объем растворителей до 13 см3
, количество
реактивов - до 0,22 г. Он обеспечивает нижний
предел обнаружения ХОП на уровне
0,001-0,003 мг/кг, т.е. 0,3-0,001 от максимально
допустимого уровня (МДУ) этих пестицидов в
зерне, установленного гигиеническим регламентом,
что соответствует требованиям, изложенным в
справочнике М.А. Клисенко, А.А. Калинина,
К.Ф. Новикова, Г.А. Хохолькова, «Методы
определения микроколичеств пестицидов в
продуктах питания, кормах и внешней среде», М ВО
«Агропромиздат», т.2, с.362, а также в СТРК 218-
2009 ГСП РК «Методики выполнения измерений.
Порядок разработки, аттестации и применения».
Способ характеризуется селективностью,
высокой технологичностью
газохроматографических измерений,
чувствительностью, экспрессивностью,
экономичностью, простотой в исполнении и
высокой производительностью и может быть
использован в массовых анализах проб зерна.
Таблица
Способ
определения
Время
подготовки
пробы, час*
Время
идентификаци
и, измерения,
мин
Количество
операций,
кратность
операций
Количество
растворителей, см3
;
количество
реактивов,г
Извлечение ХОП, % Примечание
Предлагаем
ый
0,25 15 мин 3
1 -кратные
операции
13 см3
растворителей; 0,22
г реактивов
86,8 (α - ГХЦГ)
85,7 (γ-ГХЦГ)
76,6 (β-ГХЦГ)
89,0 (4,4- ДДЭ)
87,4 (4,4-ДДД)
91,1 (4,4-ДДТ)
90,4 (2,4-ДДЦ)
90,4 (гептахлор)
90,2 (гексахлорбензол)
94,3 (эндосульфан -1)
84,6 (эндосульфан -2)
86,4 (альдрин)
колонки
капиллярные
30 м × 0,25 мм,
программирован
ие температуры
Известный
по
прототипу
~(11-12) 17-25 мин 6
2-3 -кратные
190 см3
растворителей; 23 г
реактивов
80-100 колонки
насадочные
2 м × 3 мм
*без учета операций измельчения зерна, приготовления реактивов, стандартов и подготовки
оборудования
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ определения хлорорганических
пестицидов в зерне, включающий экстракцию
хлорорганических пестицидов из пробы водно-
органическим экстрагентом (соотношение 1:1) и
гексаном с последующей очисткой экстракта серной
кислотой и определением хлорорганических
пестицидов с помощью газожидкостной
хроматографии, отличающийся тем, что
экстракцию проводят ацетонитрильно-водной
смесью при соотношении масса зерна (г):
ацетонитрильно-водная смесь (см3
) = 1:0,5, а гексан
добавляют к массе зерна в соотношении масса зерна
(г) : гексан (см3
) =1:1.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что
процесс экстракции проводят при интенсивном
встряхивании пробы.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для
определения хлорорганических пестицидов
используют капиллярную газожидкостную
хроматографию с программированием температуры.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч