Способ определения 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в биологическом материале

Способ определения 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в биологическом материале

Реферат

Изобретение относится к биологии и токсикологической химии, а именно к способам определения 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в биологическом материале, и может быть использовано в практике санэпидстанций, химико-токсикологических, экспертно-криминалистических и ветеринарных лабораторий. Способ относится к числу массовых.

Известен способ определения гидроксибензола и ряда его производных в биологическом материале путем измельчения биологической ткани, смешивания ее с водой, подкисления органической кислотой и осуществления дистилляции с водяным паром с последующим сбором дистиллята, экстракцией анализируемых веществ из дистиллята диэтиловым эфиром, отгонкой экстрагента и определением исследуемых соединений методом броматометрического титрования (Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975. - С.67-69, 111-114).

Способ малоселективен, отличается недостаточно высокой чувствительностью.

Известен способ определения алкилзамещенных гидроксибензола (4-метилгидроксибензола) в моче, заключающийся в том, что анализируемую пробу подкисляют серной кислотой, перегоняют с водяным паром, полученный дистиллят обрабатывают 65% азотной кислотой, выдерживают при 37°С в течение 24 часов, нейтрализуют 20% раствором гидроксида натрия, прибавляют к реакционной смеси буферный раствор с рН 12 и проводят полярографическое определение (Гадаскина И.Д., Филов В.А. Превращения и определение промышленных ядов в организме. - Л.: Медицина, 1970. - С.204).

Способ характеризуется длительностью выполнения, недостаточно высокой чувствительностью, не может обеспечить селективное определение 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в присутствии близких по структуре гидроксипроизводных бензола.

Наиболее близким является способ определения 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в биологическом материале (крови), путем двукратного по 30 минут настаивания с этилацетатом, отделения этилацетатных извлечений, их объединения, упаривания объединенного извлечения вначале в токе воздуха до незначительного объема, а затем в токе азота до полного испарения растворителя, растворения остатка в смеси растворителей ацетон - вода (5:5), хроматографирования в макроколонке с сорбентом Силасорб С-18 с использованием подвижной фазы ацетон - вода (5:5), объединения фракций элюата, содержащих 2-метокси-4-аллилгидроксибензол, разбавления буферным раствором с рН 2-3, неоднократного экстрагирования этилацетатом, объединения отдельных экстрактов, упаривания вначале в токе воздуха до незначительного объема, затем в токе азота до полного испарения растворителя, растворения остатка в гексане с последующим хроматографированием методом ВЭЖХ в колонке с сорбентом «Силасорб 600» с использованием подвижной фазы гексан-диоксан-пропанол-2 (15:5:1) (Сухомлинова Е.А., Шорманов В.К. Определение эвгенола в биологических жидкостях. // Фармация. - 2008. - Т.57, №1. - С.7-9).

Способ характеризуется недостаточно высокой чувствительностью. Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности определения.

Поставленная цель достигается с помощью предлагаемого способа, который заключается в том, что биологический объект двукратно по 30 минут обрабатывают этилацетатом, этилацетатные извлечения объединяют, обезвоживают, этилацетат испаряют вначале в токе воздуха при температуре 18-22°С до незначительного объема, затем в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в гексане, экстрагируют буферным раствором с рН 12-13, водно-щелочное извлечение отделяют, подкисляют до рН 2-3, насыщают сульфатом натрия, экстрагируют диэтиловым эфиром, эфирное извлечение отделяют, обезвоживают, упаривают токе воздуха до незначительного объема, а затем в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в смеси растворителей гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1), хроматографируют в макроколонке с силикагелем с использованием подвижной фазы гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1), фракции элюата, содержащие анализируемое вещество, объединяют, элюент испаряют в токе воздуха при температуре 18-22°С до незначительного объема, затем в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в гексане и проводят определение хромато-масс-спектрометрическим методом с применением капиллярной колонки длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 м.м с неподвижной фазой HP - 5/MS, содержащей полиэтиленгликоль и силоксан в массовом отношении 95:5, используя газ-носитель гелий, подаваемый со скоростью 1 мл в минуту, и масс-селективный детектор, работающий в режиме электронного удара, с регистрацией масс-спектра по полному ионному току, количество 2-метокси-4-аллилгидроксибензола 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.

Способ осуществляется следующим образом: биологический материал, содержащий 2-метокси-4-аллилгидроксибензрл, дважды (каждый раз в течение 30 минут) настаивают с этилацетатом при перемешивании, отдельные извлечения отделяют от твердых частиц биологического материала, объединяют, обезвоживают безводным сульфатом натрия, этилацетат испаряют при 18-22°С в токе воздуха до незначительного объема, а затем в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в гексане, экстрагируют буферным раствором с рН 12-13, водно-щелочное извлечение отделяют, подкисляют до рН 2-3, насыщают сульфатом натрия, экстрагируют диэтиловым эфиром, эфирные извлечения отделяют, обезвоживают, упаривают при 18-22°С в токе воздуха до незначительного объема, а затем - в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в смеси растворителей гексан-диоксан-пропанол-2 (4.0:5:1), хроматографируют в макроколонке с силикагелем с использованием подвижной фазы гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1), фракции элюата, содержащие анализируемое вещество, объединяют, элюент испаряют вначале в токе воздуха при температуре 18-22°С до незначительного объема, затем в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в гексане и проводят определение хромато-масс-спектрометрическим методом с применением капиллярной колонки длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 мм с неподвижной фазой HP - 5/MS, содержащей полиэтиленгликоль и силоксан в массовом отношении 95:5, используя газ-носитель гелий, подаваемый со скоростью 1 мл в минуту, и масс-селективный детектор, работающий в режиме электронного удара, с регистрацией масс-спектра по полному ионному току, количество 2-метокси-4-аллилгидроксибензола 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.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Определение 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в крови К 10 г крови человека прибавляют 10 мг 2-метокси-4-аллилгидроксибензола, тщательно перемешивают биологическую ткань с веществом и оставляют на 1,5 часа при температуре 18-22°С. По истечении указанного времени смесь заливают 20 мл этилацетата и оставляют на 30 минут при перемешивании. Извлечение отделяют, операцию настаивания повторяют в вышеописанных условиях. Вытяжки объединяют, встряхивают с 7 г безводного сульфата натрия, фильтруют через стеклянный фильтр с безводным сульфатом натрия, сульфат натрия промывают 20 мл этилацетата, фильтрат и промывную жидкость объединяют, упаривают при 18-22°С в токе воздуха до объема 0,5-1,0 мл, а затем в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в 10 мл гексана, экстрагируют дважды порциями буферного раствора с рН 12-13 по 10 мл каждая. Отдельные водно-щелочные экстракты объединяют, подкисляют 24%-ным раствором хлороводородной кислоты до рН 2-3, насыщают сульфатом натрия и экстрагируют дважды порциями диэтилового эфира по 20 мл каждая. Эфирные извлечения объединяют, пропускают через стеклянный фильтр диаметром 4 см со слоем безводного сульфата натрия толщиной 1-1,5 см, фильтр дополнительно промывают 20 мл диэтилового эфира. Отдельные фильтраты объединяют, упаривают при 18-22°С в токе воздуха до объема 0,5-1,0 мл, а затем в токе азота до полного удаления растворителя. Остаток растворяют в 2-3 мл смеси растворителей гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1) и вносят в хроматографическую колонку размерами 490×11 мм, заполненную 10 г силикагеля L 40/100µ. Хроматографируют, используя подвижную фазу гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1). Элюат собирают отдельными фракциями по 2 мл каждая. Фракции с 5 по 7 включительно объединяют, упаривают при 18-22°С вначале в токе воздуха до объема 0,5-1 мл, а затем - в токе азота до полного испарения растворителя. Остаток растворяют в 25 мл гексана (раствор А). 2,5 мл раствора А вносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят до метки гексаном (раствор Б). 2 мкл раствора Б вводят в хромато-масс-спектрометр.

Определение проводят, используя газовый хроматограф фирмы Agilent Technologies модели 6850 с квадрупольным масс-селективным детектором модели 5973 этой же фирмы.

Хроматографирование осуществляют в капиллярной колонке длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм. Неподвижная фаза - HP-5/MS, содержащая полиэтиленгликоль с силоксаном (95% и 5%).

Начальная температура термостата колонки составляет 50°С (задержка на 1 минуту). Температура программируется от 50°С до 150°С со скоростью 50°С в минуту, от 150°С до 290°С со скоростью 20°С в минуту с выдержкой при конечной температуре 8 минут. Температура инжектора составляет 280°С, температура интерфейса - 260°С, температура квадруполя - 150°С, температура источника ионов - 230°С.

В качестве газа-носителя используется гелий. Подача газа-носителя производится со скоростью 1 мл/мин. Режим без деления потока с задержкой 1 минута, режим с делением потока 1/20. Масс-селективный детектор. работает в режиме электронного удара (70·эВ). Регистрация масс-спектра проводится по полному ионному току с задержкой 3 минуты. Диапазон сканирования составляет 40-550 m/z.

Пик на хроматограмме с временем удерживания 3,33 мин соответствует 2-метокси-4-аллилгидроксибензолу. В масс-спектре данного соединения, снятому по полному ионному току, обнаруживаются сигналы ряда характеристических заряженных частиц с массовыми числами 55, 65, 77, 91, 103, 121, 131, 137, 164. Наиболее интенсивной является частица с массовым числом 164, интенсивность которой принимается за 100%.

2-метокси-4-аллилгидроксибензол 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 0,025, 0,1, 0,25, 0,5, 1,5 и 2,5 мл 0,025% раствора 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в гексане и доводят объем содержимого каждой колбы до метки гексаном. 2 мкл каждого из полученных растворов вводят в хромато-масс-спектрометр.

Определение проводят, используя газовый хроматограф фирмы Agilent Technologies модели 6850 с квадрупольным масс-селективным детектором модели 5973 этой же фирмы.

Хроматографирование осуществляют в капиллярной колонке длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм. Неподвижная фаза - HP-5/MS, содержащая полиэтиленгликоль с силоксаном (95% и 5%).

Начальная температура термостата колонки составляет 50°С (задержка на 1 минуту). Температура программируется от 50°С до 150°С со скоростью 50°С в минуту, от 150°С до 290°С со скоростью 20°С в минуту с выдержкой при конечной температуре 8 минут. Температура инжектора составляет 280°С, температура интерфейса - 260°С, температура квадруполя - 150°С, температура источника ионов - 230°С.

В качестве газа-носителя используется гелий. Подача газа-носителя производится со скоростью 1 мл/мин. Режим без деления потока с задержкой 1 минута, режим с делением потока 1/20. Масс-селективный детектор работает в режиме электронного удара (70 эВ). Регистрация масс-спектра проводится по полному ионному току с задержкой 3 минуты. Диапазон сканирования составляет 40-550 m/z. Ток детектора 1500.

По результатам измерений на хромато-масс-спектрометре строят график зависимости площади пика от концентрации определяемого вещества. График линеен в интервале концентраций 1·10^-9-1·10^-7 г.

Методом наименьших квадратов рассчитывают уравнение калибровочного графика, которое в данном случае имеет вид:

S=815246·C+52130,

где S - площадь хроматографического пика;

С - концентрация определяемого вещества в хроматографируемой пробе, нг.

Результаты количественного определения 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в крови представлены в таблице 1.

Пример 2

Определение 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в ткани печени

К 10 г ткани свежей трупной печени человека прибавляют 10 мг 2-метокси-4-аллилгидроксибензола, тщательно перемешивают биологическую ткань с веществом и оставляют на 1,5 часа при температуре 18-22°С. По истечении указанного времени смесь заливают 20 мл этилацетата и оставляют на 30 минут при перемешивании. Извлечение отделяют, операцию настаивания повторяют в вышеописанных условиях. Вытяжки объединяют, встряхивают с 7 г безводного сульфата натрия, фильтруют через стеклянный фильтр с безводным сульфатом натрия, сульфат натрия промывают 20 мл этилацетата, фильтрат и промывную жидкость объединяют, упаривают при 18-22°С в токе воздуха до объема 0,5-1,0 мл, а затем - в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в 10 мл гексана, экстрагируют дважды порциями буферного раствора с рН 12-13 по 10 мл каждая. Отдельные водно-щелочные экстракты объединяют, подкисляют 24%-ым раствором хлороводородной кислоты до рН 2-3, насыщают сульфатом натрия и экстрагируют дважды порциями диэтилового эфира по 20 мл каждая. Эфирные извлечения объединяют, пропускают через стеклянный фильтр диаметром 4 см со слоем безводного сульфата натрия толщиной 1-1,5 см, фильтр дополнительно промывают 20 мл диэтилового эфира. Отдельные фильтраты объединяют, упаривают при 18-22°С в токе воздуха до объема 0,5-1,0 мл, а затем - в токе азота до полного удаления растворителя. Остаток растворяют в 2-3 мл смеси растворителей гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1) и вносят в хроматографическую колонку размерами 490×11 мм, заполненную 10 г силикагеля L 40/100 µ. Хроматографируют, используя подвижную фазу гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1). Элюат собирают отдельными фракциями по 2 мл каждая. Фракции с 5 по 7 включительно объединяют, упаривают при 18-22°С вначале в токе воздуха до объема 0,5-1 мл, затем - в токе азота до полного испарения растворителя. Остаток растворяют в 25 мл гексана (раствор А). 2,5 мл раствора А вносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят до метки гексаном (раствор Б). 2 мкл раствора Б вводят в хромато-масс-спектрометр.

Определение проводят, используя газовый хроматограф фирмы Agilent Technologies модели 6850 с квадрупольным масс-селективным детектором модели 5973 этой же фирмы.

Хроматографирование осуществляют в капиллярной колонке длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм. Неподвижная фаза - HP-5/MS, содержащая полиэтиленгликоль с силоксаном (95% и 5%).

Начальная температура термостата колонки составляет 50°С (задержка на 1 минуту). Температура программируется от 50°С до 150°С со скоростью 50°С в минуту, от 150°С до 290°С со скоростью 20°С в минуту с выдержкой при конечной температуре 8 минут. Температура инжектора составляет 280°С, температура, интерфейса - 260°С, температура квадруполя - 150°С, температура источника ионов - 230°С.

В качестве газа-носителя используется гелий. Подача газа-носителя производится со скоростью 1 мл/мин. Режим без деления потока с задержкой 1 минута, режим с делением потока 1/20. Масс-селективный детектор работает в режиме электронного удара (70 эВ). Регистрация масс-спектра проводится по полному ионному току с задержкой 3 минуты. Диапазон сканирования составляет 40-550 m/z. Ток детектора 1500.

Пик на хроматограмме с временем удерживания 3,33 мин соответствует 2-метокси-4-аллилгидроксибензолу. В масс-спектре данного соединения, снятому по полному ионному току, обнаруживаются сигналы ряда характеристических заряженных частиц с массовыми числами 55, 65, 77, 91, 103, 121, 131, 137, 164. Наиболее интенсивной является частица с массовым числом 164, интенсивность которой принимается за 100%.

2-метокси-4-аллилгидроксибензол 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

Процесс построения градуировочного графика и его уравнение приведены выше в примере 1.

Результаты количественного определения 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в ткани печени представлены в таблице 2.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом в 40 раз повышает чувствительность определения в хроматографируемой пробе и в 12 раз - в биологическом материале.

Сравнительная характеристика предлагаемого и известного способов представлена в таблице 3.

Таблица 3
Сравнительная характеристика предлагаемого и (на примере исследования крови) известного способов
Показатели	Предлагаемый способ	Известный способ
Чувствительность (открываемый минимум),
а) в 100 г биоматериала	1·10-5 г	1,2·10-4г
б) в хроматографируемой пробе	5·10-10 г	2·10-8г
Интервал линейности градуировочного графикаг) в хроматографируемой пробе)	1-10-9-1·10-7 г	2·10-8-4·10-6 г

Способ определения 2-метокси-4-аллилгидроксибензола в биологическом материале, который заключается в том, что биологический объект двукратно по 30 мин настаивают с этилацетатом, этилацетатные извлечения отделяют, объединяют, обезвоживают, упаривают объединенное извлечение вначале в токе воздуха до незначительного объема, затем в токе азота до полного испарения растворителя, остаток растворяют в системе растворителей, хроматографируют в макроколонке с сорбентом с использованием многокомпонентной подвижной фазы, фракции элюата, содержащие 2-метокси-4-аллилгидроксибензол, объединяют, упаривают вначале в токе воздуха до незначительного объема, затем в токе азота до полного испарения растворителя, остаток растворяют в гексане с последующим определением физико-химическим методом, отличающийся тем, что перед хроматографированием в макроколонке с сорбентом остаток растворяют в гексане, экстрагируют буферным раствором с рН 12-13, водно-щелочное извлечение отделяют, подкисляют до рН 2-3, насыщают сульфатом натрия, экстрагируют диэтиловым эфиром, эфирное извлечение отделяют, обезвоживают, упаривают при 18-22°С в токе воздуха до незначительного объема, а затем в токе азота до полного удаления растворителя, остаток растворяют в смеси растворителей гексан - диоксан - пропанол-2 (40:5:1), при хроматографировании в макроколонке используют силикагель L 40/100 мкм, в качестве подвижной фазы - смесь растворителей гексан - диоксан - пропанол-2 (40:5:1), физико-химическим методом определения является хромато-масс-спектрометрия, определение методом хромато-масс-спектрометрии ведут с применением капиллярной колонки длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм с неподвижной фазой HP-5/MS, содержащей полиэтиленгликоль и силокеан в массовом соотношении 95:5, используя газ-носитель гелий, подаваемый со скоростью 1 мл/мин, и масс-селективный детектор, работающий в режиме электронного удара, регистрируют интенсивность 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, регистрируют масс-спектр по полному ионному току и вычисляют количество 2-метокси-4-аллилгидроксибензола по площади хроматографического пика.