«Определение массовой концентрации фенола в биосредах (кровь) газохроматографическим методом. Методические указания. МУК 4.1.2108-06» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 09.08.2006)
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель Федеральной
службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей
и благополучия человека,
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации
Г.Г.ОНИЩЕНКО
9 августа 2006 года
Дата введения:
1 сентября 2006 года
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕНОЛА В БИОСРЕДАХ (КРОВЬ) ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
МУК 4.1.2108-06
- Область применения
Методические указания по определению концентраций химических веществ в биологических средах предназначены для использования Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, лечебными и научными учреждениями, работающими в области профпатологии и экологии человека, научно-исследовательскими институтами, занимающимися вопросами гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля за содержанием органических соединений в биологических средах у населения, проживающего в районах с повышенным уровнем загрязнения окружающей среды. Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 «ГСОЕИ. Методики выполнения измерений», ГОСТ Р 1.5-92 «ГСС. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов». Методика анализа обеспечивает выполнение измерений массовой концентрации фенола в крови в диапазоне концентраций: от 0,04 до 0,50 мкг/куб. см с погрешностью 24,8% при доверительной вероятности 0,95.
Фенол
С6Н5ОН Молекулярная масса 128,56. Фенол - бесцветные кристаллы с характерным запахом, Т - 181,75 кип.
град. С. Растворим в воде и органических растворителях. Является сильным нейротоксином, поражает печень, почки, проникает через кожу [1].
2. Сущность метода
Методика основана на предварительном переводе фенола в метилфениловый эфир в щелочной среде с помощью йодистого метила, концентрировании продукта дериватизации из крови экстракцией диэтиловым эфиром и последующем газохроматографическом анализе экстракта. Необходимость превращения фенола в производные вызвана тем, что прямой газохроматографический анализ фенолов, особенно следовых количеств, осложнен высокой полярностью фенольных соединений и низким давлением их паров. Улучшить газохроматографические свойства фенола можно путем превращения их в менее полярные соединения. Выполнение измерений массовой концентрации фенола проводят методом газовой хроматографии с использованием пламенно-ионизационного детектора. Определению не мешают о-, м-, п-крезолы, ксиленолы в количествах, не превышающих верхнюю границу измеряемой концентрации фенола. Длительность анализа, включая экстракцию пробы, — 20 мин.
3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы и растворы. Допускается применение других типов средств измерений, вспомогательного оборудования и химреактивов с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками.
3.1. Средства измерений
Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором
Секундомер "Агат" ТУ 25-1894.003-90 Микрошприцы МШ-10 ТУ 2.833.106-00 Весы лабораторные ВЛР-200 аналитические ГОСТ 24104-01 Разновесы Г2-210 ГОСТ 7328-01 Линейка измерительная ГОСТ 427-75 Лупа измерительная ГОСТ 25706-83 Колбы мерные вместимостью 25, 50, 100 и 1000 куб. см ГОСТ 1770-74 Пипетки вместимостью 5, 10 куб. см ГОСТ 29227-91.
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка стеклянная
длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм
Бидистиллятор стеклянный БС ТУ 25-11.1592-81 Редуктор кислородный ТУ 26-05-236-73 Центрифуга СМ-4, 3000 об./мин. Бюксы стеклянные ГОСТ 25336-82 Воронка делительная ГОСТ 23932-90.
3.3. Материалы
Гелий в баллоне ТУ 51-940-80 Водород технический ГОСТ 3022-80 Воздух в баллоне ГОСТ 24484-80.
3.4. Реактивы
3% OV-1 на хроматоне N-супер фракции
0,16-0,20 мм — неподвижная фаза для заполнения хроматографической колонки
Фенол, чда ТУ 6-09-5303-86 Нафталин, хч ТУ 6-09-2200-77 Натрия карбонат, чда ГОСТ 83-79 Метил йодистый ТУ 6-09-3988-83 Диэтиловый эфир мед. ОСТ 84-2006-88 Серная кислота, осч ГОСТ 14262-78 Калия дихромат, чда ГОСТ 4220-75 Ацетон, осч ТУ 2633-039-44493179-00.
3.5. Растворы
Раствор калия дихромата, 3%-й.
4. Требования к безопасности
4.1. При выполнении работ должны быть соблюдены меры противопожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-85 и правила техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76. 4.2. При работе необходимо соблюдать «Правила по технике безопасности и производственной санитарии при работе в химических лабораториях» (утверждены МЗ СССР 20.12.82) и «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (утверждены Госгортехнадзором СССР 27.11.87). 4.3. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88. 4.4. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
5. Требования к квалификации оператора
К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика и опыт работы на газовом хроматографе и в химической лаборатории, прошедшие соответствующий инструктаж, освоившие метод в процессе тренировки и уложившиеся в нормативы оперативного контроля при выполнении процедур контроля погрешности.
6. Условия измерений
6.1. При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия: — температура воздуха (20 +/- 5) град. С; — атмосферное давление 630-800 мм рт. ст.; — влажность воздуха не более 80% при температуре 25 град. С. 6.2. Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией по прибору.
7. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка посуды, подготовка хроматографической колонки, приготовление аттестованных смесей, установление градуировочной характеристики.
7.1. Подготовка посуды
Используемую посуду замочить на 1 ч в свежеприготовленном 3%-м растворе дихромата калия в серной кислоте (3 г дихромата калия на 100 куб. см концентрированной серной кислоты), отмыть в проточной водопроводной воде, ополоснуть дистиллированной водой и просушить при температуре 120 град. С.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Хроматографическую колонку перед заполнением неподвижной фазой промывают дистиллированной водой, ацетоном и высушивают в токе инертного газа. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловатой, устанавливают в хроматограф и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (гелий) с расходом 30 куб. см/мин. при температуре 250 град. С в течение 18 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии мешающих влияний колонка готова к работе.
7.3. Приготовление аттестованных смесей
Для построения градуировочного графика собирают кровь, не содержащую исследуемых компонентов, и готовят серию рабочих аттестованных растворов. Исходный аттестованный раствор фенола. В мерную колбу объемом 25 куб. см, содержащую ацетон в объеме 15 куб. см, вводят 10 мг фенола, и объем доводят до метки ацетоном. Весовое содержание определяемого вещества в исходном аттестованном растворе составляет 400 мкг/куб. см. Срок хранения — 5 ч. Исходный аттестованный раствор нафталина (внутренний стандарт). В мерную колбу объемом 25 куб. см, содержащую ацетон в объеме 15 куб. см, вводят 10 мг нафталина и объем доводят до метки ацетоном. Весовое содержание определяемого вещества в исходном аттестованном растворе составляет 400 мкг/куб. см. Срок хранения — 3 дня.
7.4. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают методом внутреннего стандарта на градуировочных смесях фенола. Строится градуировочный график в
координатах: градуировочный коэффициент К - отношение площадей пиков i/ст
S / S по 5 сериям аттестованных растворов для градуировки. Каждую серию, i ст
состоящую из 5 аттестованных растворов, готовят в мерных колбах объемом 50 куб. см. В мерную колбу объемом 50 куб. см, содержащую бидистиллированную воду в объеме 30 куб. см, вносят по 2 куб. см крови. Затем вносят различные объемы исходных аттестованных растворов фенола и нафталина (внутренний стандарт) согласно табл. 1 и содержимое колбы доводят до метки водой. Далее проводят определение градуировочных коэффициентов фенола по отношению к внутреннему стандарту.
Таблица 1
РАБОЧИЕ АТТЕСТОВАННЫЕ РАСТВОРЫ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФЕНОЛА ПО ОТНОШЕНИЮ К ВНУТРЕННЕМУ СТАНДАРТУ
Номер смеси 1 2 3 4 5 6 7
Фенол, объем исходного 0,005 0,010 0,015 0,020 0,040 0,050 0,060 аттестованного раствора (400 мкг/куб. см), куб. см
Содержание фенола, мкг/куб. см 0,04 0,08 0,12 0,16 0,32 0,40 0,48
Нафталин, объем исходного 0,10 0,09 0,07 0,05 0,03 0,02 0,01 аттестованного раствора (400 мкг/куб. см), куб. см
Содержание нафталина, 0,80 0,72 0,56 0,40 0,24 0,16 0,08 мкг/куб. см
7.5. Определение градуировочных коэффициентов фенола по отношению к внутреннему стандарту
Определение градуировочных коэффициентов. 50 куб. см рабочего аттестованного раствора помещают в делительную воронку объемом 250 куб. см и добавляют 2 г кристаллического карбоната натрия. Плавным покачиванием перемешивают содержимое воронки, затем вводят в воронку 0,3 куб. см йодистого метила и встряхивают в течение 5 мин. для перевода фенола в метилфениловый эфир. Продукт метилирования экстрагируют 10 куб. см диэтилового эфира в течение 10 мин. Подготовленные пробы — экстракты центрифугируют для денатурации белка в течение 10 мин., затем помещают в бюксу и упаривают под ИК-лампой до 1 куб. см. В хроматографическую колонку через испаритель вводят по 10 куб. мм каждого экстракта рабочего аттестованного раствора и анализируют в условиях:
температура термостата колонок — 110 град. С; температура испарителя — 170 град. С; температура детектора — 170 град. С; расход газа-носителя (гелий) — 30 куб. см/мин.; скорость диаграммной ленты — 240 мм/ч; время удерживания метилфенилового эфира — 4 мин. 05 с;
нафталина — 6 мин. 45 с. На полученной хроматограмме определяют высоты или площади пиков анализируемого компонента и внутреннего стандарта (нафталин) и по средним результатам из 7 серий рассчитывают градуировочные коэффициенты.
Значение градуировочного коэффициента К вычисляют по формуле: i/ст S х Q ст i К = --------, i/ст S х Q i ст
где:
S , S — площади пиков исследуемого компонента (метилфениловый эфир) и i ст
внутреннего стандарта (нафталин), кв. мм;
Q , Q — количество исследуемого компонента (метилфениловый эфир) и i ст
внутреннего стандарта (нафталин), мкг.
По результатам 7 измерений определяется среднее значение
градуировочного коэффициента К и строится градуировочный график в i/ст
координатах: градуировочный коэффициент — отношение площадей пиков S / S . Градуировку проверяют 1 раз в квартал и при смене партии i ст
реактивов.
7.6. Отбор проб
Отбор проб венозной крови в объеме не менее 10 куб. см производится в тщательно вымытую стеклянную пробирку с притертой пробкой, в которую предварительно добавлено 0,1 куб. см раствора гепарина. Анализ крови проводить сразу или хранить в морозильной камере не более 5 дней.
8. Выполнение измерений
Пробу крови объемом 2 куб. см доводят до 50 куб. см бидистиллированной водой и помещают в делительную воронку объемом 250 куб. см, добавляют внутренний стандарт — нафталин 0,1 куб. см. Затем добавляют 2 г кристаллического карбоната натрия. Плавным покачиванием перемешивают содержимое воронки, затем вводят в воронку 0,3 куб. см йодистого метила и встряхивают в течение 5 мин. для перевода фенола в метилфениловый эфир. Продукт метилирования экстрагируют 10 куб. см диэтилового эфира в течение 10 мин. Подготовленную пробу — экстракт центрифугируют для денатурации белка в течение 10 мин., затем помещают в бюксу и упаривают под ИК-лампой до 1 куб. см. Полученный экстракт хроматографируют и проводят количественное определение анализируемого соединения в подготовленной пробе методом внутреннего стандарта. Процедуру повторяют аналогично для второго образца и проводят выполнение измерений двух параллельных проб крови. Условия выполнения измерений аналогичные, как при установлении градуировочной характеристики (п. 7.5.).
9. Вычисление результатов измерений
На хроматограмме рассчитывают площади пиков метилфенилового эфира и внутреннего стандарта (нафталина).
За результат измерения принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х , Х , расхождение между которыми не должно
max min
превышать значения предела повторяемости r (табл. 3).
n Расчет концентрации фенола (мкг/куб. см) в биопробе вычисляют по формуле:
S х m х К i ст i/ст Х = ----------------, S х V ст
где:
Х — концентрация фенола в биопробе, мкг/куб. см; S , S — площади пиков метилфенилового эфира и нафталина, кв. мм;
i ст К - градуировочный коэффициент (устанавливается по градуировочному i/ст графику - К - S / S ); i/ст i ст m - навеска нафталина, мкг; ст V - объем пробы, куб. см. _
Результат измерений представляют в виде (Х +/- ДЕЛЬТА), мкг/куб. см, где:
_
Х — средний результат измерений, мкг/куб. см:
Х + Х _ max min Х = -----------, 2
при условии:
r Х + Х n max min Х - Х <= --- х -----------, max min 100 2
где:
Х - максимальный результат из 2-х параллельных измерений; max
Х - минимальный результат из 2-х параллельных измерений; min
r - значение предела повторяемости, %; n
ДЕЛЬТА - характеристика погрешности, мкг/куб. см, при Р = 0,95, равная:
_ дельта х Х ДЕЛЬТА = ----------, 100
где дельта - относительное значение характеристики погрешности, % (табл. 2).
10. Внутренний контроль качества
Внутренний контроль качества (ВКК) результатов измерений - повторяемость, внутрилабораторная прецизионность (воспроизводимость), точность - осуществляют с целью получения оперативной информации о качестве измерений и принятия при необходимости оперативных мер по его повышению в соответствии с нормативным документом МИ 2335-2003 "ГСОЕИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа". Методика выполнения измерений обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 2 и 3.
Таблица 2
ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ, ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ, ПОВТОРЯЕМОСТИ, ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ
Наименование Показатель повто- Показатель воспроиз- Показатель
определяемого ряемости (относи- водимости (относи- точности компонента и тельное среднеква- тельное среднеквад- (границы диапазон дратическое откло- ратическое отклоне- относительной измерений, нение повторяемо- ние воспроизводимо- погрешности при мкг/куб. см сти), сигма , % сти), сигма вероятности r R , % Р = 0,95), _ +/- дельта, % Xl Фенол, от 0,04 10,5 10,7 24,8
до 0,50 вкл.
Таблица 3
ЗНАЧЕНИЯ ПРЕДЕЛОВ ПОВТОРЯЕМОСТИ И ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ ПРИ ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ Р = 0,95
Наименование определяемого Предел повторяемо- Предел внутрилабораторной
компонента и диапазон сти (относительное воспроизводимости (относи- измерений, мкг/куб. см значение допускае- тельное значение допускае-
мого расхождения мого расхождения между между двумя резуль- двумя результатами измере- татами параллельных ний, полученными в одной определений), r , % лаборатории, но в разных n условиях), R , % _ Xl Фенол, от 0,04 до 0,50 12,9 29,6
вкл.
10.1. Контроль стабильности градуировочной характеристики
Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят раз в квартал в анализируемой серии измерений. Определяют содержание исследуемых соединений в градуировочных растворах, которые соответствуют началу, середине и концу градуировочного интервала. Градуировка признается стабильной, если расхождение между заданным и измеренным значением концентраций не превышает 5%.
10.2. Контроль повторяемости
Относительное расхождение между результатами двух измерений, выполненных в соответствии с методикой одним оператором при измерении образцов одной и той же рабочей пробы с использованием одних и тех же средств измерений и реактивов в течение возможно минимального интервала времени, не должно превышать значения предела повторяемости r (табл. 3).
n Повторяемость результатов параллельных измерений признают
удовлетворительной, если:
r Х + Х n max min Х - Х <= --- х -----------, max min 100 2
где:
r - значение предела повторяемости, %; n
Х - максимальный результат из 2-х параллельных измерений; max
Х - минимальный результат из 2-х параллельных измерений. min
Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.
10.3. Контроль воспроизводимости
Внутренний контроль качества воспроизводимости проводят с использованием рабочей пробы. Пробу делят на две равные части и анализируют в соответствии с методикой, максимально варьируя условия проведения анализа (разные операторы, разное время, разные партии реактивов одного типа, разные наборы мерной посуды и т.д.). Воспроизводимость результатов контрольных измерений признают удовлетворительной, если выполняется условие:
R _ _ _ Х + Х _ _ Xl 1 2 |Х - Х | <= --- х -------, 1 2 100 2
где:
_
Х - средний результат анализа рабочей пробы из 2-х параллельных 1
измерений, мкг/куб. см;
_
Х - средний результат анализа рабочей пробы из 2-х параллельных 2
измерений, полученный в других условиях, мкг/куб. см;
R - значение предела внутрилабораторной воспроизводимости, %
_ Xl (табл. 3). _ _ Расхождение между результатами измерений Х и Х , полученных в разных 1 2 условиях, не должно превышать значений показателя воспроизводимости R при _ Xl
доверительной вероятности Р = 0,95, указанных в табл. 3. Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.
10.4. Контроль точности
Контроль точности с использованием метода добавок состоит в сравнении результата контрольной процедуры, равного разности между результатом
_1 контрольного измерения содержания фенола в пробе с известной добавкой (Х ),
_
в рабочей пробе без добавки (Х) и величиной добавки С (добавка должна
д составлять не менее 40% от содержания фенола в рабочей пробе) с нормативом точности К.
Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:
_1 _ |Х - Х - С | = К , д k
где:
_1
Х - средний результат контрольного измерения содержания определяемого компонента в рабочей пробе с известной добавкой из 2-х параллельных измерений, мкг/куб. см;
_
Х - средний результат контрольного измерения содержания определяемого компонента в рабочей пробе из 2-х параллельных измерений, мкг/куб. см;
С - величина добавки к пробе, мкг/куб. см; д
/дельта _ 2 дельта _1 2 К = 0,84 х /(------ х Х) + (------ х Х ) . \/ 100 100
Качество контрольной процедуры признают удовлетворительным при выполнении условия: К <= К.
k
При превышении оперативного контроля погрешности эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, устраняют их и процедуру контроля повторяют. Периодичность ВКК регламентируют согласно руководству по качеству лаборатории.
Литература
- Бандман А.Л., Войтенко Г.А., Волкова Н.В. и др. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов: Справ. изд./Под ред. В.А.Филова и др. Л.: "Химия", 1990.
Методические указания разработаны Пермским научно-исследовательским клиническим институтом детской экопатологии (Т.С.Уланова, Т.В.Нурисламова, Н.А.Попова).
