3
КУРСОВАЯ РАБОТА
тонкослойная хроматография
и ее роль в контроле качества пищевых продуктов
1.1 Классификация хроматографических методов анализа
Разнообразные варианты хроматографии [1] укладываются в относительно простую схему классификации в зависимости от используемой подвижной фазы и характера межмолекулярных взаимодействий. Поскольку характер взаимодействий может быть очень различным - от чисто ситового эффекта к физической сорбции и далее к хемосорбции, то почти не существует объектов, для разделения которых не удавалось бы найти подходящего сорбента и систем растворителей. Области применения основных вариантов хроматографии в зависимости от молекулярной массы исследуемых соединений показаны на рис. 1.
В области молекулярного анализа органических соединений хроматография преобладает над другими методами разделения, не заменяя их.
Классификация вариантов хроматографии приведена в таблице 1 и на рис. 2. Следует иметь в виду, что в аналитической практике преобладает использование варианта проявительной хроматографии, когда подвижная фаза подается в хроматографическое устройство непрерывно, а разделяемая проба -- периодически.
При всем разнообразии вариантов хроматографии практически всегда реализуется общая схема процесса, представленная на рис. 3. Подвижная фаза (газ-носитель или жидкость) непрерывно пропускается через слой гранулированного сорбента, засыпанного в колонку.
В этот поток дозирующим устройством вводится импульсно анализируемая смесь, которая должна быть газообразной или испаряться в дозаторе в случае газовой хроматографии, или растворяться в подвижной фазе в случае жидкостной. Перемещаясь потоком подвижной фазы по колонке, анализируемая смесь разделяется на составляющие ее компоненты: компоненты, сорбирующиеся хуже на данном сорбенте, двигаются быстрее и вымываются из колонки раньше, чем сорбирующиеся лучше.
Расположенный после колонки детектор фиксирует наличие в потоке компонентов; его сигнал, обычно пропорциональный концентрации или количеству компонента, записывается на самопишущем потенциометре (регистраторе) в виде хроматограммы -- графика зависимости концентрации (количества от времени). Хроматограмма при полном разделении компонентов состоит из системы колоколобразных кривых, называемых пиками: каждый пик относится к одному или нескольким компонентам и соответствует возрастанию, а затем снижению концентрации в потоке подвижной фазы.
Рис. 1. Области применения основных вариантов хроматографии в зависимости от молекулярной массы исследуемого вещества
Таблица 1. Варианты хроматографии по фазовым состояниям
Подвижная фаза |
Неподвижная фаза |
Название варианта |
||
частное |
общее |
|||
Газ |
Адсорбент |
Газоадсорбционная |
Газовая хроматография |
|
Жидкость |
Газожидкостная |
|||
Жидкость |
Адсорбент |
Жидкостно-адсорбционная |
Жидкостная хроматография |
|
Жидкость |
Жидкостно-адсорбционная |
|||
Газ или пар в сверхкритическом состоянии |
Адсорбент |
Флюидно-адсорбционная |
Флюидная хроматография |
|
Жидкость |
Флюидно-жидкостная |
|||
Коллоидная система |
Сложная композиция твердых и жидких компонентов |
Полифазная хроматография |
||
Кроме рассмотренной колоночной, имеются различные варианты так называемой планарной хроматографии, при которых слой сорбента создается не в колонке, а на плоской поверхности, например, как в тонкослойной или бумажной хроматографии.
Область использования газовой хроматографии - соединения с молекулярной массой порядка до 500, которые составляют 5% от общего числа известных соединений. Соединения с большой молекулярной массой -- сфера приложения жидкостной хроматографии -- составляют 95% всех известных химических веществ. Вместе с тем не следует забывать, что упомянутые 5 % более простых веществ - объектов газовой хроматографии сегодня да и в будущем,-- составляют 70 - 80% соединений, которые использует человек в сфере производства и быта. Тот метод хорош, который позволяет решить ту или иную задачу с нужной точностью и достоверностью, экспрессностью и минимальными затратами. [1]
Рис. 2. Варианты хроматографии по характеру взаимодействий (а)
и по способу проведения (б)
Рис. 3. Схема реализации хроматографического процесса с целью анализа смесей
1.2 Основы метода ТСХ
Основой тонкослойной хроматографии является адсорбционный метод, хотя также встречается метод распределительной хроматографии. Адсорбционный метод основан на различии степени сорбции-десорбции разделяемых компонентов на неподвижной фазе. Адсорбция осуществляется за счет ван-дер-ваальсовских сил, являющейся основой физической адсорбции, полимолекулярной (образование нескольких слоев адсорбата на поверхности адсорбента) и хемосорбцией (химического взаимодействия адсорбента и адсорбата).
Для эффективных процессов сорбции-десорбции необходима большая площадь, что предъявляет определенные требования к адсорбенту. При большой поверхности разделения фаз происходит быстрое установление равновесия между фазами компонентов смеси и эффективное разделение. Так физическое выражение адсорбции-десорбции в упрощенном виде можно выразить уравнением [2]
Г=(Г~/К)с.
где Г~ - предельно возможная величина адсорбции, К - константа равновесия;
с -концентрация абсорбата.
В более строгих подходах к теории адсорбции необходимо учитывать взаимодействие между адсорбированными частицами, неоднородность поверхности, давление, температуру и т.д.
Но как видно из вышеописанного уравнения адсорбция является линейной функцией концентрации.
Еще одним видом используемом в методе тонкослойной хроматографии является распределительная жидкостная хроматография.
В распределительной хроматографии обе фазы - подвижная и неподвижная - жидкости, не смешивающиеся друг с другом. Разделение веществ основано на различии в их коэффициентах распределения между этими фазами.
Впервые метод тонкослойной хроматографии заявил о себе как "Бумажная тонкослойная хроматография", которая основывалась на распределительном методе разделения компонентов. [3]
1.3 Распределительная хроматография на бумаге
В связи с тем, что используемая в этом методе хроматографическая бумага (специальные сорта фильтровальной бумаги) содержат в порах воду (20-22%), в качестве другой фазы используются органические растворители. Использование хроматографии на бумаге имеет ряд существенных недостатков: зависимость процесса разделения от состава и свойств бумаги, изменение содержания воды в порах бумаги при изменении условий хранения, очень низкая скорость хроматографирования (до нескольких суток), низкая воспроизводимость результатов. Эти недостатки серьезно влияют на распространение хроматографии на бумаге как хроматографического метода.
Поэтому можно считать закономерным появление хроматографии в тонком слое сорбента - тонкослойной хроматографии. [3]
1.4 Тонкослойная хроматография
В этом методе хроматографирование веществ происходит в тонком слое сорбента, нанесенного на твердую плоскую подложку. Разделение в этом методе в основном происходит на основе сорбции-десорбции. Использование различных сорбентов, позволило значительно расширить и улучшить этот метод.
В начале появления метода пластины приходилось изготавливать самостоятельно. Но на сегодняшний день в основном используются пластины заводского изготовления, имеющие достаточно широкий ассортимент как по размерам и носителям, так и по подложкам.
Современная хроматографическая пластинка представляет собой основу из стекла, алюминия или полимера (например политерефталат). В связи с тем, что стеклянная основа становится менее популярной (часто бьется, нельзя разделить пластинку на несколько частей не повредив слой сорбента, тяжелая по весу), наибольшее распространение получили пластины, в качестве основ которых используют алюминиевую фольгу или полимеры.
Для закрепления сорбента применяют гипс, крахмал, силиказоль и др., которые удерживают зерна сорбента на подложке. Толщина слоя может быть различна (100 и более мкм), но самый важный критерий - слой должен быть равномерный по толщине в любом месте хроматографической пластинки. [3]
Подбор подвижной фазы (системы) проводится по следующим правилам:
Выбирают такую систему, в которой разделяемые компоненты имеют небольшую растворимость (если растворимость вещества высокая, то вещества будут перемещаться с фронтом, при низкой растворимости - оставаться на старте). При распределительной хроматографии или при использовании обращенных фаз, растворимость веществ должна быть выше в подвижной фазе, чем в неподвижной.
Состав системы должен быть постоянным и легко воспроизводимым.
Растворитель или компоненты системы не должны быть ядовитыми или дефицитными.
Система должна полностью разделять вещества близкого строения, причем различия в Rf должно быть не менее 0,05.
Система не должна вызывать химические изменения разделяемых компонентов.
В выбранной системе анализируемые вещества должны иметь различные значения Rf и распределяться по всей длине хроматограммы. Желательно, чтобы значения Rf лежало в пределах 0,05-0,85.
При выборе системы также необходимо учитывать природу разделяемых веществ. Так, при хроматографировании веществ, имеющих основные свойства система не должна обладать кислотными свойствами и наоборот.
Эти рекомендации дают предварительную оценку выбранной системы. Последнее слово все равно остается за экспериментом. [3]
В случае распределительной хроматографии коэффициент распределения вещества и его Rf связано соотношением:
где Sп и Sн - площади поперечных сечений подвижной и неподвижной фазы.
Как мы видим, коэффициент распределения, при постоянном отношении Sп/Sн есть величина пропорционально зависящая от Rf , и может быть определена через него. [3]
При проведении исследований веществ с предполагаемым составом, применяют метод хроматографирования со свидетелем - известным веществом. Этот метод используется кода трудно выдержать условия хроматографирования, нет литературных данных Rf для данной системы или адсорбента, использование градиентного метода и т.д. Да и при проведении цветных реакций можно сравнить не только цвета, но и оттенки исследуемых веществ и свидетелей, что также немаловажно. [3]
С другой стороны этот метод требует дополнительных расходов на свидетели.
Прелесть тонкослойной хроматографии состоит в том, что после хроматографирования каждое разделенное вещество можно в дальнейшем исследовать другими методами гораздо проще. И дело тут не в том, что другие методы хроматографирования не могут этого. Дело тут в сложности выделения и материальных затратах на специальные приспособления, у которых только одна задача - выделить вещество.
В тонкослойной хроматографии есть только одна трудность - снять слой сорбента и вымыть из него вещество. В дальнейшем можно его исследовать с использованием ИК и УФ-спектрометрии, рентгено-структурными методами, ЯМР и т.д.
Поэтому, используя тонкослойную хроматографию для разделения смесей, можно не только исследовать каждый компонент различными методами, но и наработать небольшое количество, в том числе и для свидетелей. [4]
Количественный анализ в тонкослойной хроматографии имеет несколько видов, характеризующий каждый этап развития метода. И хотя некоторые методы можно применять только как полуколичественные, они до сих пор применяются на практике.
Метод визуального сравнения. Как говорилось выше, интенсивность окраски пятна и его размер от количества хроматографируемого вещества. Поэтому визуальное количественное определение построено на нескольких приемах.
Метод разбавления. Этот метод заключается в том, что для каждого вещества определяют предельную концентрацию, при которой вещество не может быть определено хроматографическим методом. При хроматографировании исследуемого вещества поводят разбавление до тех пор, пока оно перестает проявляться на пластинке. Содержание вещества С, определенное таким методом находят по формуле:
C = an
где n - разбавление, а - концентрация вещества, при котором оно не проявляется при хроматографировании.
Метод определения площади пятна. Если наносить одинаковые объемы исследуемых веществ и свидетелей, то получившиеся после хроматографирования площади пятен пропорциональна логарифму концентрации вещества.
S= alnc + b
где а и b - эмпирические коэффициенты, определяемые экспериментальным путем.
Если пятно разделенного вещества имеет резкие границы, то площадь пятна можно определить весовым методом (вырезать пятно и взвесить), замеряется планиметром. Этот метод дает ошибку до 10-15%.
Однако он имеет ряд существенных недостатков. Первый и самый существенный в том, что таким образом можно определять концентрацию окрашенных веществ или имеющих флуоресценцию в УФ области (254, 366 нм). Этот недостаток можно устранить добавлением в сорбент различных люминофоров, то при этом увеличивается погрешность определения. Обработка пластин проявляющими веществами (реактивами) также может быть использована (например использование фильтровальной бумаги пропитанной проявляющим реагентом с последующим контактом с хроматографической пластинкой и дальнейшим определением на ней площади проявленного вещества), но погрешность определения также высока.
Необходимость более достоверного результата количественного определения привела к использованию инструментальных методов.
Метод элюирования. Этот метод заключается в том, что разделенное вещество смывают с сорбента растворителем и определяют его концентрацию уже другими методами - фотометрическими, полярографическими и т.д. Это достаточно точный метод, но только при условии количественного выделения разделенного вещества. Из-за высокой трудоемкости метод используется достаточно редко и неприемлем при большом количестве исследуемых образцов.
Фотографический метод определения заключается в фотографировании пластинок с разделенным веществом и дальнейшим определением степени почернения, с использованием десинтометров.
Радиографический метод аналогичен фотометрическому, только с той разницей, что определяется почернение пластинки, вызванное излучением разделенного вещества. Этот метод используется только при определении веществ с мечеными атомами.
Фотодесинтометрический метод может быть использован без выделения вещества с пластинки и основан на определении не только площади пятна, но и его интенсивности.
Это наиболее точный метод определения концентрации веществ, так как позволяет при использовании калибровочных графиков, проводить достаточно точные количественные определения всех разделенных веществ (до 2-10%) непосредственно на пластинке за короткий промежуток времени.
Неудивительно, что при развитии тонкослойной хроматографии, применение десинтометров увеличивается, чувствительность и, следовательно, точность определения концентрации разделенных веществ повышается и приближается к точности высокоэффективной жидкостной хроматографии. [Алесковский В.Б., Бардин В.В., Булатов М.И. Физико-химические методы анализа. Практическое руководство.- Л.: Химия, 1988. - 376с.]
2.1 Определение ддт, ддэ, ддд, альдрина, дильдрина, гептахлора, кельтана, метоксихлора, эфирсульфоната и других ядохимикатов в продуктах питания хроматографией в тонком слое
Принцип метода. Метод основан на извлечении препаратов из пробы органическими растворителями (н-гексан, петролейный эфир, диэтиловый эфир, хлороформ), очистке экстракта и последующем хроматографировании в тонком слое окиси алюминия или силикагеля. Подвижным растворителем служит нормальный гексан или гексан в смеси с ацетоном. Места локализации препаратов обнаруживают после опрыскивания пластинок раствором аммиаката серебра в ацетоне или 2%-ным раствором дифениламина с последующим ультрафиолетовым облучением. Количественное определение проводится путем визуального сравнения или измерения площадей пятен проб и стандартных растворов. [5]
Минимально детектируемое количество при проявлении азотнокислым серебром 0,5 мкг, при проявлении дифениламином 10 мкг. Чувствительность определения в воде и вине 0,002 мг/л, яблоках и капусте 0,02, в других овощах и фруктах 0,01, зерне 0,05, сене 0,05, рыбе, м ясе, внутренних органах, жире 0,02, молоке, твороге 0,01, почве 0,01 мг/кг. Полнота определения 90±5%.
Реактивы и растворы: Гексан «х. ч.», петролейный эфир (tкип. 40--70еС), диэтиловый эфир для наркоза, хлороформ х. ч., бензол х. ч., ацетон х. ч., натрий сернокислый безводный х. ч., насыщенный раствор безводного сернокислого натрия в серной кислоте плотностью 1,84 г/см3 (100 г безводного сернокислого натрия растворяют в 1л серной кислоты), окись алюминия для хроматографии или силикагель КСК, просеянные через сито 100 меш., кальций сернокислый (CaSO42H2O) «ч. д. а.» - просушивают в сушильном шкафу 6 ч при 150--160° С и хранят а банке с притертой пробкой; спирт этиловый.
Проявляющий реактив №1. 0,5 г азотнокислого серебра растворяют в 5 мл дистиллированной воды, прибавляют 7 мл аммиака плотностью 0,9 г/см3 и доводят объем раствора до 100 мл ацетоном. Готовят в день употребления. На пластинку 9 12 см расходуется 8--10 мл раствора.
Проявляющий реактив №2. 2%-й раствор дифениламина в ацетоне. 5%-ный водный раствор оксалата калия ч. д. а.Насыщенный водный раствор натрия хлористого. Силикагель АСК Воскресенского химкомбината (Московская обл.). Стандартные растворы пестицидов (100--200 мкг/мл). 10--20 мг ДДТ х. ч. или др. пестицида растворяют в 100 мл гексана, хранят в холодильнике в плотно закрытой склянке. Пластинки для хроматографии. Тщательно промытую содой, хромовой смесью, дистиллированной водой, высушенную стеклянную пластинку 9 12 или 13 18 см протирают этиловым спиртом или эфиром и покрывают сорбционной массой. Массу готовят следующим образом: 50 г просеянной через сито 100 меш окиси алюминия смешивают в фарфоровой ступке с 5 г сернокислого кальция, прибавляют 75 мл дистиллированной воды и перемешивают в ступке или колбе до образования однородной массы. 10 г сорбционной массы равномерно распределяют по всей поверхности пластинки 9 12 см путем ее покачивания. Сушат пластинки при комнатной температуре 18--20 ч и хранят в эксикаторе.
Сорбционную массу можно приготовить из силикагеля (35 г силикагеля, 2 г гипса и 90 мл дистиллированной воды). Силикагель предварительно очищают от примесей, - заливают на 18--20 ч. разбавленной соляной кислотой (1 : 1), кислоту сливают, промывают силикагель водой и кипятят 2--3 ч с разбавленной азотной кислотой (1 : 1), промывают проточной водопроводной, затем дистиллированной содой до нейтральной реакции промывных вод, сушат в сушильном шкафу 4--6 ч при температуре 130° С. Силикагель дробят и просеивают через сито 100 меш, хранят в склянке с притертой пробкой.
Делительные воронки на 100, 250 и 500 мл.
Мерные колбы на 100 мл.
Колбы с притертыми пробками на 250 и 500 мл.
Прибор для отгонки растворителей.
Колбы круглодонные на 50 и 100 мл.
Пульверизаторы стеклянные для опрыскивания пластинок (рис. 1).
Камера для хроматографирования. Стеклянный сосуд с притертой крышкой. Можно использовать эксикатор.
Камера для опрыскивания.
Микропипетки для нанесения стандартных растворов.
Пипетки или шприцы для нанесения проб.
Бани водяные.
Ртутно-кварцевая лампа.
Хроматографические колонки 18 390 мм.
Ход анализа
Пищевые продукты и корма. Для анализа из средней пробы отбирают: овощи, фрукты, грибы, зерно, творог -- 500 г, сыр-- 100, мясо, рыба -- 250, масло сливочное, сливки -- 200, трава -- 200, сухие грибы, сено -- 50 г, вино, вода, молоко -- 500 мл. Масло растапливают, овощи, фрукты и т.п. измельчают и тщательно перемешивают.
Вода, вино. Пробы отбирают только в стеклянную посуду. 200--300 мл пробы в колбе с притертой пробкой экстрагируют в течение 15 мин на приборе для встряхивания н-гексаном или петролейным эфиром тремя порциями по 30 мл или диэтиловым эфиром тремя порциями по 40--50 мл. Экстракцию можно проводить в делительных воронках, энергично встряхивая жидкость 3 раза по 3--5 мин.
В объединенные экстракты насыпают около 10 г безводного сернокислого натрия или объединенные экстракты фильтруют через воронку с сернокислым натрием. Экстракты переносят в прибор для отгонки растворителей, отгоняют растворитель до небольшого объема (0,1--0,2 мл).
Овощи, фрукты. 10г измельченной пробы трижды экстрагируют в течение 15 мин на аппарате для встряхивания н-гексаном или петролейным эфиром тремя порциями по 30 мл. Объединенные экстракты сушат безводным сернокислым натрием, переносят в прибор для отгонки растворителей, отгоняют растворитель до небольшого объема.
Зерно, грибы. 10 г зерна, 50 г сырых или 10 г сухих грибов мелко измельчают и экстрагируют па приборе для встряхивания н-гексаном или петролейным эфиром порциями по 30 мл. Объединенные экстракты переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл насыщенного раствора безводного сернокислого натрия в серной кислоте и осторожно встряхивают несколько раз. Отделяют органический слой и повторяют обработку до тех пор, пока кислота не станет бесцветной. Сушат экстракт над безводным сернокислым натрием, отгоняют растворитель до небольшого объема.
Яблоки, капуста, трава, сено. 10 г пробы яблок, 10-- 20 г капусты, 10--20 г травы или 5--10 г сена измельчают, заливают 100 мл ацетона. Встряхивают 2--3 мин, прибавляют 20 мл ледяной дистиллированной воды и охлаждают на льду 30 мин. Экстракт сливают и фильтруют холодным, экстракцию повторяют. Из объединенных водно-ацетоновых экстрактов отгоняют ацетон, а из водного слоя экстрагируют препарат н-гексаном или петролейным эфиром тремя порциями по 10 мл в течение 10 мин. Гексановые экстракты очищают серной кислотой, насыщенной безводным сернокислым натрием. Сушат безводным сернокислым натрием. Отгоняют растворитель до небольшого объема и наносят на пластинку. Если очистка неполная, экстракт испаряют досуха, остаток промывают холодным ацетоном 3 раза порциями по 0,2 мл и сразу наносят на пластинку.
Рыба, мясо. Мясо пропускают через мясорубку. Рыбу очищают от чешуи, внутренних органов и пропускают через мясорубку. 25 г пробы заливают 40 мл н-гексана или петролейного эфира, взбалтывают 2 мин, разбивают образовавшиеся комочки и оставляют на 30 мин. Экстракцию повторяют дважды. Объединенные экстракты переносят в делительную воронку, добавляют 10 мл насыщенного раствора сернокислого натрия в серной кислоте и осторожно встряхивают несколько раз. Отделяют органический слой. Обработку повторяют до тех пор, пока кислота не станет бесцветной. Сушат экстракты безводным сернокислым натрием, растворитель испаряют до 0,1 мл.
Внутренние органы, животный жир. 25 г измельченной пробы помещают в колбу и заливают концентрированной серной кислотой, насыщенной безводным сернокислым натрием (проба должна полностью находиться в кислоте). Содержимое колбы перемешивают стеклянной палочкой, прибавляют 40 мл н-гексана, непрерывно встряхивают 2 мин, периодически встряхивают в течение 30 мин. Экстракт декантируют, экстракцию повторяют. Слитые в делительную воронку экстракты осторожно встряхивают с концентрированной серной кислотой, насыщенной сернокислым натрием. Операцию повторяют несколько раз до получения бесцветного раствора серной кислоты. Отделяют гексановый слой, сушат безводным сернокислым натрием и испаряют.
Растительные масла. 10 мл масла наливают в делительную воронку, прибавляют 20 мл ацетона, встряхивают и приливают 10 мл этилового спирта. Выделившееся масло сливают. К ацетоно-спиртовому экстракту прибавляют 100 мл 2%-ного водного раствора сернокислого натрия. Из смеси экстрагируют препарат 2 раза н-гексаном порциями по 30 мл, каждый раз встряхивая 5 мин. К объединенным гексановым экстрактам прибавляют 20 мл насыщенного раствора безводного сернокислого натрия в серной кислоте и осторожно встряхивают несколько раз. Отделяют органический слой и повторяют обработку до тех пор, пока кислота не обесцветится. Сушат экстракт и испаряют растворитель до 0,1--0,2 мл.
Молоко, сливки. К 50 мл молока или 20г сливок прибавляют концентрированную серную кислоту (30--40 мл) до полного почернения пробы. Охлажденный до 10--15° С раствор переносят в делительную воронку и экстрагируют н-гексаном 2 раза порциями по 25 мл. Для полного извлечения воронку встряхивают 2 мин, затем оставляют ее на несколько минут до полного разделения слоев. Если образуется эмульсия, прибавляют 1--2 мл этилового спирта. К объединенным экстрактам в делительной воронке прибавляют 10 мл концентрированной серной кислоты, насыщенной сернокислым натрием, и осторожно встряхивают несколько раз. Очистку повторяют до получения бесцветной кислоты.
Творог, сыр. 50 г творога или 10 г измельченного на терке сыра заливают 40 мл н-гексана или петролейного эфира, непрерывно встряхивают 2--3 мин и периодически встряхивают в течение 30 мин. Экстракцию повторяют. Объединенные экстракты в делительной воронке очищают серной кислотой, как указано выше.
Сливочное масло. 20 г сливочного масла растапливают на водяной бане в круглодонной колбе, прибавляют 50 мл ацетона, тщательно перемешивают до растворения жира, прибавляют 10 мл ледяной дистиллированной воды и охлаждают па льду до затвердения жира (примерно 30 мин). Сливают ацетоновый экстракт процедуру повторяют 3 раза. Из объединенных экстрактов в круглодонной колбе ацетон отгоняют на водяной бане. Пестициды экстрагируют из оставшегося водного экстракта гексаном тремя порциями по 10 мл в течение 5 мин. Объединенные гексановые экстракты в делительной воронке обрабатывают серной кислотой с сернокислым натрием. Очищенный экстракт сушат и упаривают. Второй способ подготовки проб молока и молочных продуктов. Молоко (кефир, простокваша, кумыс и другие цельномолочные продукты). 25 мл продукта помещают в делительную воронку на 300 мл, приливают по 5 мл раствора оксалата калия и насыщенного раствора NaCl, перемешивают, приливают 100 мл ацетона, встряхивают 2 мин. Приливают 100 мл хлороформа и встряхивают 2 мин. Воронку оставляют до полного разделения слоев. Верхнюю фазу отбрасывают, а нижнюю выливают в круглодонную колбу со шлифом и испаряют растворитель досуха. Остаток смывают 30 мл гексана.
Сгущенное молоко. 10--20%-ные сливки. К 10 г продукта прибавляют 10 мл насыщенного раствора NaCI и выливают в делительную воронку вместимостью 150 мл. К смеси приливают 40 мл ацетона, встряхивают 2 мин, приливают 60 мл хлороформа, встряхивают 2--3 мин и оставляют до разделения фаз. Далее поступают, как при определении пестицидов в молоке.
Сгущенные молочные продукты. 10 г продукта помещают в стаканчик, заливают 10 мл воды с температурой 45--50° С, перемешивают и переносят в делительную воронку емкостью 150 мл, добавляют 5 мл раствора оксалата калия. Содержимое воронки перемешивают, приливают 80 мл ацетона и встряхивают 2--3 мин, добавляют 100 мл хлороформа и встряхивают 5--7 мин. После разделения фаз нижнюю фазу сливают в круглодонную колбу, растворители отгоняют, а остаток растворяют в 30 мл петролейного эфира.
Сухие молочные продукты. 3 г сухих молочных продуктов (2 г сухих сливок) высыпают в стаканчик, приливают 15 мл дистиллированной воды с температурой 40--45° С, размешивают и переносят в делительную воронку вместимостью 300 мл, приливают по 5 мл раствора оксалата калия и насыщенного раствора поваренной соли. Содержимое воронки перемешивают, добавляют 80 мл ацетона и встряхивают 3--5 мин, приливают 100 мл хлороформа, встряхивают 5 мин и оставляют на 3--5 мин (до разделения фаз). Нижнюю фазу сливают в колбу, растворители отгоняют, а остаток смывают 30 мл н-гексана.
Масло, молочный жир. 2 г продукта высыпают в стаканчик, подогревают до 40° С и растворяют в 30 мл н-гексана.
Сметана, 30--40%-ные сливки. 5 г продукта отвешивают в стаканчик, добавляют 10 мл насыщенного раствора поваренной соли и переносят в делительную воронку вместимостью 150 мл. Стаканчик обмывают 40 мл ацетона, смывы переносят в делительную воронку, которую встряхивают 1--2 мин, добавляют 70 мл хлороформа и встряхивают 2--3 мин. Воронку оставляют на 3--5 мин (до разделения фаз), нижнюю фазу слипают в колбу для отгонки растворителей, растворители отгоняют, а остаток смывают 30 мл л-гексана.
Творог, сыр. 10 г творога или измельченного на терке сыра растирают с 10 мл насыщенного раствора поваренной соли и переносят в делительную воронку на 250--300 мл. Прибавляют 80 мл ацетона, встряхивают 2 мин, прибавляют 100 мл хлороформа и вновь встряхивают. Нижнюю фазу используют для анализа после отгонки растворителей, растворив остаток в 30 мл н-гексана.
Очистка экстракта от молочного жира. В нижнюю часть хроматографической колонки помещают стекловату, затем насыпают в колонку 70 мл силикагеля АСК и уплотняют его постукиванием. Колонку промывают 50 мл гексана, а прошедший через нее растворитель отбрасывают. На подготовленную таким образом колонку наносят 30 мл полученного из молока или молочных продуктов экстракта. После впитывания экстракта в сорбент пестицид элюируют 110мл смеси бензола с гексаном (3:8) порциями по 25--30 мл. Элюат собирают в круглодонную колбу со шлифом вместимостью 250--300 мл. Через 10 мин после впитывания последней порции растворителя сорбент отжимают с помощью резиновой груши. После очистки растворители отгоняют под вакуумом.
Хроматографирование. На хроматографическую пластинку на расстоянии 1,5 см от ее края шприцем или пипеткой наносят исследуемую пробу в одну точку так, чтобы диаметр пятна не превышал 1 см.
Остаток экстракта в колбочке смывают тремя небольшими порциями (по 0,2 мл) диэтилового эфира, которые наносят в центр первого пятна. Справа и слева от пробы на расстоянии 2 см наносят стандартные растворы, содержащие 1,5 и 10 мкг исследуемых препаратов. Для нанесения 1 мкг стандартный раствор следует разбавлять в 10 раз.
Пластинку с нанесенными растворами помещают в камеру для хроматографирования, на дно которой за 30 мин до начала хроматографирования наливают подвижный растворитель н-гексан, а для препаратов, у которых Rf в гексане ниже 0,3 -- смесь гексана с ацетоном (6:1). Край пластинки с нанесенными растворами может быть погружен в подвижный растворитель не более чем на 0,5 см.
После того как фронт растворителя поднимется на 10 см, пластинку вынимают из камеры и оставляют на несколько минут для испарения растворителя. Далее пластинку орошают проявляющим реактивом и подвергают УФ-облучению 10--15 мин (лампа ПРК-4). Пластинки следует располагать на расстоянии 20 см от источника света.
При наличии хлорорганических пестицидов на пластинке появляются пятна серо-черного цвета. Количественное определение осуществляют сравнением размеров пятен пробы и стандартного раствора (визуально или измеряют площади). Между количеством препарата в пробе, не превышающем 20 мкг, и площадью его пятна на пластинке существует прямая пропорциональность. При большем содержании препарата следует использовать пропорциональную часть исследуемого экстракта.
Расчет количества препарата в пробе вычисляют по формуле:
X = A / P или
где X -- содержание препарата в пробе, мг/кг или мг/л; А -- количество препарата, найденное путем визуального сравнения со стандартным раствором, мкг; Р -- масса или объем исследуемой пробы, г или мл; А1 - содержание препарата в стандартном растворе, мкг; S1 - площадь пятна стандартного раствора, мм2; S - площадь пятна пробы, мм2.
Величина Rf зависит от адсорбента, размера его частиц, количества и природы связующего материала, толщины слоя, природы подвижного растворителя, степени насыщения камеры для хроматографирования парами подвижного растворителя, расстояния пройденного растворителем, температуры, количества и природы коэкстрактивных веществ.
Для ДДТ Rf для оксида алюминия составляет 0,61-0,71 (в зависимости от изомера) и 0,50-0,54 на силикагеле.
На слое оксида алюминия обнаруживаются три пятна, которые соответствуют 4,4-ДДТ (основное пятно), 2,4-ДДТ и 4,4-ДДД (слабое пятно). Пятно ДДД проявляется, если содержание ДДТ в анализируемой пробе превышает 20 мкг. Содержание изомеров ДДТ суммируют. На хроматограммах проб пищевых продуктов, содержащих остаточные количества ДДТ, кроме упомянутых трех пятен, обнаруживается четвертое пятно, соответствующее продукту разложения ДДТ -- ДДЭ.
На слое силикагеля технический препарат ДДТ дает одно пятно, соответствующее сумме изомеров. Если количество ДДТ в пробе превышает 20 мкг, на хроматограмме появляется слабое пятно, соответствующее ДДД. [5]
2.2 Определение о,о-диэтил-8-(6-хлорбензоксазолинил-3-метил)-дитиофосфата (фозалона) в яблоках методом тонкослойной хроматографии
Фозалон применяется для борьбы с вредителями сада. [6]
В литературе описана идентификация фозалона и определение его в растениях колориметрическим и биологическим методами [7].
Однако эти методы весьма громоздки, так как требуют сложной очистки растительных экстрактов. Нами был разработан простой качественный и количественный метод определения остаточных количеств фозалона в яблоках с применением тонкослойной хроматографии. Исходным веществом служил чистый препарат фозалона. Опыты проводили с яблоками сорта Ренет Симиренко.
После испытания ряда экстрагентов для извлечения фозалона из яблок был избран хлороформ. Для идентификации фозалона применили метод тонкослойной хроматографии.
При подборе подвижной фазы был изучен ряд органических растворителей и их смесей. Наилучшей для идентификации фозалона является смесь гексана с ацетоном в соотношении 4:1.
Для проявления фозалона на хроматографических пластинках был испытан ряд реактивов, рекомендованных для проявления фосфорорганических пестицидов [8 - 11].
Наилучшие результаты дали 0,2%-ный раствор хлористого палладия [L. Fishbein, J. Fowkes, P. Jones. J. Chromatogr., 23, 47b (1966).] или смесь 0,05 %-ного раствора бром-фенолового синего в ацетоне с 1%-ным водным раствором AgNО3 в соотношении 1:1, с последующим отбеливанием хроматограмм 2,5%-ным раствором лимонной кислоты [Л. М. Фукельман. Сборник трудов ВИЗР, вып. 20, ч. 4, 61 (1964).]. Эти проявители позволяют обнаруживать до 1 мкг фозалона.
Рис. 5. Тонкослойная хроматограмма фозалона1 из экстракта яблок на силикагеле КСК. а - место нанесения экстракта; б - точка нанесения стандарта; в - место отложения фозалона
Рис. 6. Двухмерная тонкослойная хроматограмма фозалона из экстракта яблок на силикагеле КСК. а -- б -- место нанесения экстракта с содержанием фозалона 50 мкг; в, г, д - точки нанесения стандартных растворов фозалона, соответственно 25, 50 и 75 мкг.
Предлагаемая методика определения фозалона в яблоках заключается в следующем. 100 г яблок измельчают, наносят пипеткой определенное количество фозалона. Экстрагируют хлороформом при встряхивании на шутель-аппарате 1,5 часа. Хлороформный экстракт отделяют от растительной массы фильтрованием. Растительную массу на фильтре промывают трижды хлороформом (по 20 мл). Фильтрат и промывные порции хлороформа собирают в колбу для отгонки растворителя. Хлороформ отгоняют под вакуумом до объема 5--10 мл. Переносят его количественно в стаканчик, упаривают до 0,5 мл и наносят на пластинку полоской шириной 1 см длиной 5 см на расстоянии 1,5 см от нижнего края пластинки.
Для хроматографирования используют стеклянные пластинки размером 9 X 15 см, на которые наносят тонкий слой силикагеля марки КСК (40 меш), закрепленный гипсом.
Хроматографирование проводят в системе гексан -- ацетон (4:1).
Пластинки проявляют указанными выше проявителями. Причем в случае применения хлористого палладия пятна фозалона окрашиваются в желтый цвет на белом фоне, а примеси --.в коричневый. Окраска не исчезает в течение длительного промежутка времени. При применении второго проявителя пятна фозалона окрашиваются в синий цвет на желтом фоне, а примеси совсем не окрашиваются. Следует отметить, что в этом случае пятна фозалона через 10--15 мин. бледнеют. Rf фозалона равно 0,5 (рис. 5).
Чувствительность метода 0,1 мг/кг.
Этот вариант метода позволяет качественно определять содержание фозалона в растительной пробе.
Для количественного определения фозалона в пробе мы использовали двухмерную хроматографию на пластинках размером 15 20 см.
Экстракцию и отгонку проводят так же, как и в предыдущем случае. Экстракт без очистки наносят на пластинку полоской длиной 5 см и шириной 1 см на расстоянии 1,5 см от нижнего края (нижняя сторона пластинки 15 см) и 2 см от левого края пластинки.
Хроматографирование проводят в подвижном растворителе гексан -- ацетон (4 : 1). Дают растворителю продвинуться на 12--15 см, потом пластинку высушивают на воздухе в течение 20 мин. Далее поворачивают ее на 90е так, чтобы левый край пластинки служил основанием. С левой стороны пластинки наносят стандарты с разным содержанием фозалона и хроматографируют в том же подвижном растворителе. С целью получения хорошо сформированных пятен проводят повторное хроматографирование в том же направлении, но с применением другого подвижного растворителя -- хлороформа.
После проявления пластинок теми же реактивами, что и в предыдущем случае, получали пятна с Rf = 0,82 (рис. 6). Количественное определение фозалона проводят сравнением пятна анализируемой пробы с пятнами стандартов.
Предложенным методом было проведено определение остатков фозалона в яблоках (см. таблицу).
Определение фозалона в 100 г яблок
Внесено фозалона, мкг |
Найдено фозалона, мкг |
Ошибка |
Внесено фозалона, мкг |
Найдено фозалона, мкг |
Ошибка |
|||
мкг |
% |
мкг |
% |
|||||
25 |
20 |
5 |
- 20 |
75 |
70 |
5 |
- 6,7 |
|
50 |
45 |
5 |
-10 |
100 |
85 |
15 |
- 15 |
|
50 |
40 |
10 |
- 20 |
|||||
3.1 Оборудование фирмы НТЦ ЛЕНХРОМ для инструментальной ТСХ
Оборудование фирмы НТЦ ЛЕНХРОМ позволяет провести все рабочие этапы современной тонкослойной хроматографии:
§ дозировка и нанесение проб
§ проведение процесса хроматографии
§ УФ-обнаружение
§ детектирование (окрашивание) хроматограмм
§ видеозапись изображений пластинок
§ количественная обработка хроматограмм
Объекты исследования и области применения планарной хроматографии
1. Готовые лекарственные формы
§ подлинность действующих веществ
§ точность дозировки
§ наличие вредных примесей и добавок
2. Фармакология
§ фармакокинетические исследования
§ изучение метаболизма действующих веществ
3. Биохимия и медицина
§ определение содержания важнейших биологически активных соединений в жидкостях и тканях организма
§ изменение содержания этих веществ при патологии
§ судмедэкспертиза
§ допинг-контроль
4. Охрана окружающей среды
§ анализ пестицидов в питьевой и сточных водах, осадках, продуктах питания
§ анализ токсических веществ (например, афлатоксинов) в продуктах питания
Пластины на стеклянной подложке:§ АТСХ, 20x20 см§ АТСХ, 10x20 см§ АТСХ, 10x10 см§ АТСХ, 5x10 смСтоимость: 0,62-2,25 $ за 1 шт.Пластины на алюминиевой подложке:§ ПТСХ-АФ, 10x10§ ПТСХ-АФ-УФ, 10x10§ ПТСХ-АФ, 10x15§ ПТСХ-АФ-УФ, 10x15Стоимость: 0,55-0,95 $ за 1 шт.Пластины на полимерной подложке:§ ПТСХ-А, 10x10§ ПТСХ-А-УФ, 10x10§ ПТСХ-А, 10x15§ ПТСХ-А-УФ, 10x15§ ПТСХ-В, 10x10§ ПТСХ-В-УФ, 10x10Стоимость: 0,5-0,9 $ за 1 шт.Двумерная ВЭТСХ смеси ДНС-аминокислот на пластине 6x6 (4 хроматограммы 3x3 см)ВЭТСХ ФТГ-аминокислот АТСХ технического образца ДДТ Определение бромистого метилав зерне послефумигации (АТСХ) ВЭТСХ липидов сыра Оценка содержания родственных примесей в антибиотике акларубицине |
||
! | Как писать курсовую работу Практические советы по написанию семестровых и курсовых работ. |
! | Схема написания курсовой Из каких частей состоит курсовик. С чего начать и как правильно закончить работу. |
! | Формулировка проблемы Описываем цель курсовой, что анализируем, разрабатываем, какого результата хотим добиться. |
! | План курсовой работы Нумерованным списком описывается порядок и структура будующей работы. |
! | Введение курсовой работы Что пишется в введении, какой объем вводной части? |
! | Задачи курсовой работы Правильно начинать любую работу с постановки задач, описания того что необходимо сделать. |
! | Источники информации Какими источниками следует пользоваться. Почему не стоит доверять бесплатно скачанным работа. |
! | Заключение курсовой работы Подведение итогов проведенных мероприятий, достигнута ли цель, решена ли проблема. |
! | Оригинальность текстов Каким образом можно повысить оригинальность текстов чтобы пройти проверку антиплагиатом. |
! | Оформление курсовика Требования и методические рекомендации по оформлению работы по ГОСТ. |
→ | Разновидности курсовых Какие курсовые бывают в чем их особенности и принципиальные отличия. |
→ | Отличие курсового проекта от работы Чем принципиально отличается по структуре и подходу разработка курсового проекта. |
→ | Типичные недостатки На что чаще всего обращают внимание преподаватели и какие ошибки допускают студенты. |
→ | Защита курсовой работы Как подготовиться к защите курсовой работы и как ее провести. |
→ | Доклад на защиту Как подготовить доклад чтобы он был не скучным, интересным и информативным для преподавателя. |
→ | Оценка курсовой работы Каким образом преподаватели оценивают качества подготовленного курсовика. |
Курсовая работа | Деятельность Движения Харе Кришна в свете трансформационных процессов современности |
Курсовая работа | Маркетинговая деятельность предприятия (на примере ООО СФ "Контакт Плюс") |
Курсовая работа | Политический маркетинг |
Курсовая работа | Создание и внедрение мембранного аппарата |
Курсовая работа | Социальные услуги |
Курсовая работа | Педагогические условия нравственного воспитания младших школьников |
Курсовая работа | Деятельность социального педагога по решению проблемы злоупотребления алкоголем среди школьников |
Курсовая работа | Карибский кризис |
Курсовая работа | Сахарный диабет |
Курсовая работа | Разработка оптимизированных систем аспирации процессов переработки и дробления руд в цехе среднего и мелкого дробления Стойленского ГОКа |
Курсовая работа | Особенности чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте |
Курсовая работа | Налоговое планирование в коммерческих предприятиях (на примере Закрытого акционерного общества "Брянскнефтепродукт") |
Курсовая работа | Экономический рост и его факторы |
Курсовая работа | Эксплуатация и ремонт электроподвижного состава |
Курсовая работа | Программное обеспечение бизнес-планирования |
Курсовая работа | Организация автотранспортного предприятия |
Курсовая работа | Эффективность менеджмента и пути ее повышения |
Курсовая работа | Концепция развития сети технопарков в Республике Казахстан |
Курсовая работа | Межбанковские расчеты |
Курсовая работа | Особенности развития памяти в младшем школьном возрасте |
Курсовая работа | Современные направления развития менеджмента |
Курсовая работа | Финансовая отчетность организации (предприятия) |
Курсовая работа | Несостоятельность (банкротство) юридического лица |
Курсовая работа | Память и ее виды |
Курсовая работа | Залог как способ обеспечения исполнения обязательств |