Методические указания по методам контроля МУК 4.1.2252-07 Измерение массовых концентраций суммы стероидных сапонинов Юкки Шидигера в воздухе рабочей зоны методом хромато-масс-спектрометрии.
МУК 4.1.2252-07
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Измерение массовых концентраций суммы стероидных сапонинов Юкки Шидигера в воздухе рабочей зоны методом хромато-масс-спектрометрии
Дата введения: с момента утверждения
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации Г.Г.Онищенко 17 августа 2007 г.
1. Область применения
2. Характеристика вещества
2.1. Название и структура
Сапонины Юкки представляют собой сумму стероидных гликозидов ряда спиростана и фуростана, выделенных из растительного сырья. Растительным сырьем для получения сапонинов служит холодный экстракт различных частей растений, относящихся к виду Юкка Шидигера. Большая часть сапонинов выделена в чистом виде и охарактеризована.
Состав экстракта сапонинов Юкки представлен в табл.1.
Таблица 1
Состав экстракта сапонинов Юкки
Сапонины N п/п | Эмпирическая формула | Молекулярная масса сапонина | Доля по отношению к общему количеству сапонинов в препарате, % | Молекулярная масса агликона (сапогинина) |
1 | С Н О | 886 | 24,0 | 432 |
2 | С Н О | 739 | 66,0 | 417 |
3 | С Н О | 871 |
| 417 |
4 | С Н О | 915,5 | 0,1 | 416 |
5 | С Н О | 755 | 3,1 | 433 |
6 | С Н О | 919 | 6,8 | 435 |
7 | C H O | 1049,5 |
| 435 |
8 | С Н О | 1047,5 |
| 433 |
Название сапонинов Юкки по ИЮПАК:
Структурные формулы сапонинов Юкки:
2.2. Физико-химические свойства
Сапонины Юкки представляют собой бесцветные или желтоватые кристаллические или аморфные вещества с высокой температурой плавления (плавятся с разложением); хорошо растворимы в воде, плохо - в этаноле, лучше - в метаноле, нерастворимы в бензоле, хлороформе и диэтиловом эфире. Отдельные свойства представлены в табл.2.
Таблица 2
Физико-химические свойства сапонинов Юкки
Сапонины | Температура плавления, °С | Удельное вращение плоскости поляризации, (метанол, 0,1) |
1 | 197-198 | -15,2 |
2 | 260-261 | -48,0 |
3 | 298-299 | -40,6 |
4 | 234-236 | -7,8 |
5 | 273-274 | -45,8 |
6 | 207-208 | -38,8 |
7 | 235-236 | -43,3 |
8 | 193-195 | -3,6 |
Экстракт сапонинов Юкки представляет собой вязкую жидкость темно-коричневого цвета (поглощение 10%-го раствора при 520 нм - 1,63), рН=4,0, удельный вес 1,21-1,24, общее количество растворенных веществ - 45-48 брикс, содержание сапонинов Юкки - 10-12%.
Агрегатное состояние в воздухе - в виде капельно-жидкого аэрозоля.
2.3. Токсикологическая характеристика
Экстракт сапонинов Юкки не обладает кумулятивным и сенсибилизирующим действиями. Ввиду низкой токсичности, вещества не подлежат нормированию.
3. Метрологические характеристики
Таблица 3
Диапазон измерений, значения показателей повторяемости, воспроизводимости, правильности и точности
Диапазон измерений, мг/м | Показатель повторяемости (относительное среднеквадра- тичное отклонение повторяемости), , % | Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратичное отклонение воспроизводимости), , % | Показатель правильности (границы относительной систематической погрешности методики при доверительной вероятности 0,95), , % | Показатель точности (границы относительной погрешности методики при доверительной вероятности 0,95), , % |
Сумма сапонинов Юкки от 2,0 до 34,0 | 11 | 14 | 11 | 32 |
4. Метод измерений
Измерение массовой концентрации суммы сапонинов Юкки в воздухе рабочей зоны выполняется методом хромато-масс-спектрометрии с предварительным улавливанием анализируемого вещества из воздуха на аэрозольные фильтры АФА-ХА-20, последующей экстракцией содержимого фильтров и кислотным гидролизом этого содержимого.
Определению суммы сапонинов Юкки в воздухе не мешают ингредиенты, используемые при производстве органических биоразлагаемых продуктов (ОБП) - бензоат натрия, лимонная кислота, ПАВ, лимонен.
5. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы.
5.1. Средства измерений
| ||
Хромато-масс-спектрометр "PolarisQ" фирмы "ThermoFinnigan", включающий в себя: масс-спектрометр с анализатором - ионной ловушкой и внешним ионным источником; газовый хроматограф "Trace GC"; колонку "Thermo TR-5ms" длиной 25 м, внутренним диаметром 0,25 мм, толщиной слоя фазы 0,25 мкм и жидкой фазой - "(5% фенил)-диметилполисилоксан"; систему обработки данных "Xcalibur "; библиотеку масс-спектров NIST 02. |
| N 28566-05 в Государственном реестре средств измерений |
Весы аналитические ВЛР-200 |
| |
| ||
Пробоотборное устройство ПУ-2П |
| N 14531-03 в Государственном реестре средств измерений |
Термометр лабораторный |
| |
Барометр |
| ГОСТ 23696-79 |
Колбы мерные 2-1000-2; 2-500-2; 2-200-2; 2-100-2; 2-50-2; 2-25-2 |
| |
Автоматическая пипетка-степпер 10-5000 мкл "TermoLabsystems" - "Ленпипет" с набором комбитипов объема 1,25 и 5,0 см |
| |
Цилиндры мерные 3-10 и 3-25 см |
| |
Микрошприц МШ-10 |
| ТУ-2.833.105 |
5.2. Вспомогательные устройства
| ||
Насос вакуумный мембранный "ВН-3.0" |
| |
Сушильный шкаф ШСС-80 |
| |
Мешалка магнитная ММ-5 |
| ТУ 25-11.834-80 |
Аналитические аэрозольные фильтры АФА-ХА-20, площадь поверхности 20 см , производство - ФГУП В/О "Изотоп") |
| ТУ 95-1892-89 |
Фильтродержатели открытые ИРА 20-2 (производство - ФГУП В/О "Изотоп") |
| ТУ 95-1021-82 |
Колбы конические плоскодонные КП-1-100-14/23 ТС |
| |
Пинцет медицинский |
| ГОСТ 21241-77 |
Колба коническая КН-1-100-29/32 |
| ТУ 92-891.029-91 |
Холодильник ХШ-1-300-29-14 |
| |
Флаконы из темного стекла с силиконовыми пробками, тефлоновыми прокладками, завинчивающимися пробками вместимостью 14 см "Supelco" |
|
|
Электроплитка с закрытой спиралью |
| |
Воронка делительная ВД-3-100 |
| |
5.3. Материалы и реактивы
| ||
Метилен хлорид |
| |
Вода дистиллированная |
| |
Соляная кислота, ОСЧ |
| |
Натрий сернокислый безводный, ЧДА |
| |
Стандартный образец - диосгенин |
| Lot 1272227 |
(сарсапогенин), "Fluka" (99%) |
| Filling code 40906254 |
Гелий, СПЧ (99,999%), марка "55" |
| ТУ 2114-001-45905715-02 |
Допускается применение других средств измерения и вспомогательных устройств, метрологические и технические характеристики которых не ниже вышеуказанных.
6. Требования безопасности
6.1. При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами ГОСТ 12.04.021-76.
6.2. При работе с электроустановками необходимо соблюдать правила электробезопасности по ГОСТ 12.1.019-79 и требования, изложенные в технической документации на использование приборов.
6.3. Организация обучения по безопасности труда осуществляется по ГОСТ 12.1.004-91.
6.4. Помещение должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.0.004-90 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.
7. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке результатов допускают лиц, имеющих высшее инженерное, химическое специальное образование, владеющих методом хромато-масс-спектрометрии, знающих принцип действия, конструкцию и правила эксплуатации используемого оборудования.
К выполнению работ по отбору проб и пробоподготовке допускают лиц, имеющих квалификацию техника-химика, обученных методике подготовки проб для выполнения последующего хромато-масс-спектрометрического анализа.
8. Условия измерений
При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
Температура воздуха, °С | 20±5 |
Атмосферное давление, кПа (мм. рт.ст.) | 84,0-109,7 (630-800) |
Относительная влажность воздуха, % | не более 80 |
Напряжение в электросети, В | 220±10 |
Частота переменного тока, Гц | 50±1 |
9. Подготовка к выполнению измерений
Перед проведением измерений проводят следующие работы: подготовка лабораторной посуды, проверка работоспособности хромато-масс-спектрометра, приготовление растворов (стандартного образца и градуировочных), установление градуировочной характеристики, отбор проб.
9.1. Подготовка посуды
При выполнении измерений необходимо использовать чистую химическую посуду. Посуду обезжиривают ацетоном, после чего ее многократно ополаскивают дистиллированной водой и высушивают в сушильном шкафу при 120 °С.
9.2. Подготовка хромато-масс-спектрометра
Подготовку хромато-масс-спектрометра и системы обработки данных проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.
9.3. Приготовление растворов
9.3.2. Приготовление градуировочных растворов.
Градуировочные растворы могут храниться в течение 2-х суток при комнатной температуре в стеклянных колбах с притертой пробкой.
9.4. Установление градуировочной характеристики
Таблица 4
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении сапонинов Юкки
N раствора | Объем основного стандартного раствора диосгенина с массовой концентрацией 594,0 мкг/см , см | Концентрация диосгенина без учета погрешности приготовления растворов, мкг/см | Содержание диосгенина в хроматографируемом объеме пробы, мкг |
1 | 0,000 | 0,00 | 0,000 |
2 | 0,250 | 5,94 | 0,006 |
3 | 0,625 | 14,85 | 0,014 |
4 | 1,250 | 29,70 | 0,029 |
5 | 2,500 | 59,40 | 0,059 |
6 | 5,000 | 118,80 | 0,119 |
7 | 10,000 | 237,60 | 0,238 |
Для установления градуировочной характеристики отбирают микрошприцем установленное количество каждого из градуировочных растворов, приготовленных по п.9.3.2 и вводят в инжекторное устройство хромато-масс-спектрометра.
9.4.2. Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб:
Температурная программа |
| 80 °С изотерма 2 мин, далее программируемый нагрев до 320 °С со скоростью 20 °С/мин и изотерма 5 мин при 320 °С |
Условия инжекции |
| инжектор без деления потока, температура инжектора 275 °С |
Объем вводимой пробы |
| 0,001 см |
Газ носитель |
| гелий со скоростью 1 см /мин |
Время удерживания диосгенина |
| 17,39 мин |
Регистрация масс-спектров |
| в положительных ионах в диапазоне 30-600 m/z |
Тип ионизации |
| электронный удар, стандартные условия |
Идентификация веществ |
| по библиотеке масс-спектров NIST 02 |
Оценка площадей пиков |
| по полному ионному току |
Рис.1 - Хроматограмма стандартного образца диосгенина
Для установления градуировочной характеристики каждый раствор и холостую пробу хроматографируют не менее 5 раз. Градуировочный график в этом случае строится с учетом усредненных значений площадей пика.
9.4.3. Контроль стабильности градуировочной характеристики осуществляют еженедельно, а также при использовании новых реактивов и растворов. Градуировочная характеристика считается стабильной при выполнении для каждого образца градуировочных растворов следующего условия:
В случае невыполнения данного условия, градуировочная характеристика строится заново.
9.5. Отбор проб воздуха
9.5.1. Отбор проб воздуха следует проводить с учетом требований ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и Руководства Р 2.2.2006-05 (прилож.9, обязательное) "Общие методические требования к организации и проведению контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны", п.2 Контроль соответствия максимальным ПДК.
9.5.2. Срок хранения проб - не более 3 суток в защищенном от света месте при 4±1 °С.
10. Выполнение измерений
Хромато-масс-спектрометрический анализ проб проводят в условиях, соответствующих п.9.4.2.
Для оценки общего количества сапогенинов в пробе вычисляется сумма площадей 3-х пиков. По градуировочной характеристике, п.9.4, находят общее количество сапогенинов.
В числителе находится средняя молекулярная масса сапонинов, в знаменателе - средняя молекулярная масса сапогенинов с учетом нормировки по содержанию сапонинов в пробе.
1000 - коэффициент пересчета мкг в мг.
11. Вычисление результатов измерений
для которых выполняется следующее условие:
При невыполнении условия (6) необходимо дополнительно получить еще два результата измерений.
12. Оформление результатов измерений
Результаты измерений массовой концентрации суммы сапонинов Юкки оформляют протоколом в виде:
13. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории
Периодичность контроля стабильности результатов выполненных измерений регламентируется в Руководстве по качеству лаборатории*.
Контроль стабильности результатов измерений в лаборатории при реализации методики осуществляют по ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002, используя метод контроля стабильности среднеквадратического (стандартного) отклонения повторяемости по п.6.2.2 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 и показателя правильности по п.6.2.4 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Проверку стабильности осуществляют с применением контрольных карт Шухарта.
Рекомендуется устанавливать контрольный период так, чтобы количество результатов контрольных измерений было от 20 до 30.
При неудовлетворительных результатах контроля, например, превышении предела действия или регулярном превышении предела предупреждения, выясняют причины этих отклонений, в том числе, проводят смену реактивов, проверяют работу оператора.
14. Нормы затрат времени на анализ
Для проведения серии анализов из 5 проб воздуха с учетом дублирования каждой пробы согласно п.11.2, при условии отсутствия этапа хранения проб и при технической возможности проведения параллельной пробоподготовки 10-ти проб (п.10.1 и п.10.2), требуется 14 ч.
Методические указания разработаны: Федеральное государственное учреждение науки "Научно-исследовательский центр токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов" (ФГУН НИЦ ТБП ФМБА) (В.Н.Алдобаев, Н.Р.Дядищев, А.В.Воробьев, С.И.Жуков, В.И.Сигаев, А.А.Мазанова, Т.М.Вирясова) и ЗАО "Научный Центр Экологической токсикологии" (А.Ф.Фитин, С.М.Лукин).