Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00980 AP09057951-KC-21 0121РК00066
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 17979266 AP09057951
Name of work
Разработка «зеленых» методик определения пестицидов в объектах окружающей среды на основе вакуумной твердофазной микроэкстракции
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Оразбаева Дина Сайлаубекқызы
0
1
3
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объект исследования – методики определения остаточных количеств пестицидов в объектах окружающей среды.

Зерттеу объекті – қоршаған орта объектілерінде пестицидтердің қалдық мөлшерін анықтаудың әдістемелері.

Цель работы – разработать новые точные и экономически эффективные «зеленые» методики определения остаточных количеств пестицидов в объектах окружающей среды на основе вакуумной парофазной ТФМЭ (Вак-ПТФМЭ) и ТФМЭ холодным волокном.

Жұмыс мақсаты – вакуумды газ фазасынан қатты фазалы микроэкстракция (Вак-ГҚФМЭ) және суық талшықты ҚФМЭ негізінде қоршаған орта объектілерінде пестицидтердің қалдық мөлшерін анықтаудың жаңа дәл және экономикалық тиімді "жасыл" әдістемелерін әзірлеу.

В ходе выполнения работ используется научный метод. Разработка методик определения пестицидов в объектах окружающей среды основана на использовании «зеленого» метода пробоподготовки – твердофазной микроэкстракции, а также газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС). В отличие от других методов пробоподготовки, ТФМЭ не требует использования органических растворителей. Метод ГХ-МС обеспечивает оптимальное соотношение селективности и чувствительности анализа для широкого круга органических соединений и поставленных задач. Использование масс-спектрометрического детектора позволяет идентифицировать соединения без калибровки хроматографа по временам удерживания. Метод ТФМЭ в сочетании с ГХ-МС обеспечивает высокую чувствительность, селективность, простоту и скорость анализа, позволяя исключить загрязнение аналитического инструмента от мешающих компонентов матрицы пробы.

Жұмыстарды атқару үшін ғылыми әдіс қолданылады. Қоршаған орта объектілеріндегі пестицидтерді анықтау әдістемелерін әзірлеу сынама дайындаудың «жасыл» әдісі – қатты фазалы микроэкстракция, және масс-спектрометриялық детекторымен газды хроматография (ГХ-МС) әдістерінде негізделген. Сынама дайындаудың басқа әдістеріне қарағанда, ҚФМЭ органикалық еріткіштерді қолдануды талап етпейді. ГХ-МС әдісі органикалық қосылыстар мен қойылған міндеттердің кең шеңбері үшін іріктелушілік пен сезімталдықтың оңтайлы арақатынасын қамтамасыз етеді. Масс-спектрометриялық детекторды қолдану хроматографты калибрлемей қосылыстарды ұстап тұру уақыты бойынша сәйкестендіруге мүмкіндік береді. ҚФМЭ әдісі ГХ-МС үйлесімінде талдау құралының сынама матрицасының кедергі компоненттерінен ластануын болдырмай, талдаудың жоғары сезімталдығын, іріктелуін, қарапайымдылығы мен жылдамдығын қамтамасыз етеді.

С использованием дизайна эксперимента по методу Plackett–Burman установлено, что для всех аналитов наибольшее влияние среди изученных параметров (рН раствора, ионная сила раствора, температура экстракции, время экстракции, перемешивание, объем образца, давление в системе) на отклики, полученные методом ТФМЭ-ГХ-МС, имеют температура и давление в системе во время экстракции. Показано, что перемешивание пробы при вакуумной ТФМЭ (Вак-ТФМЭ) не имеет статистически важного влияния на отклики целевых пестицидов. Это позволит упростить установку для Вак-ТФМЭ, и увеличить автоматизацию метода вследствие отсутствия необходимости магнитной мешалки. Увеличение рН водных растворов от 7 до 10 приводит к увеличению эффективности экстракции аналитов в 1,6-5 раз. Увеличение ионной силы раствора при добавлении соли в водные растворы приводит к увеличению эффективности ТФМЭ в 2-29 раз для большинства аналитов по сравнению с раствором без добавления соли. Использование Вак-ТФМЭ позволяет увеличить отклики целевых пестицидов в 2-24 раза по сравнению с ТФМЭ при атмосферном давлении. Оптимальные параметры Вак-ТФМЭ для определения целевых пестицидов в воде: объем раствора 5 мл, рН раствора 7, добавление соли (3% масс.), температура экстракции 60 °С, время экстракции 10 мин.

Plackett–Burman әдісі бойынша эксперимент дизайнын қолдануымен барлық аналиттер үшін зерттелген параметрлер арасында (ерітіндінің рН, ерітіндінің иондық күші, экстракция температурасы, экстракция уақыты, араластыру, үлгінің көлемі, жүйедегі қысым) ҚФМЭ-ГХ-МС әдісімен алынған сигнал өлшемдеріне ең үлкен әсер тигізетін факторлар экстракция температурасы және жүйедегі қысым болып анықталды. Вакуумды ҚФМЭ (Вак-ҚФМЭ) кезінде сынаманы араластыру мақсатты пестицидтердің сигнал өлшемдеріне статистикалық маңызды әсер етпейтіні көрсетілген. Бұл Вак-ҚФМЭ үшін магниттік араластырғыштың қажетсіздігіне байланысты экстракция жүйесін оңайлатуға және әдісті автоматтандыруды арттыруға мүмкіндік береді. Су ерітінділерінің рН 7-ден 10-ға дейін жоғарылауы мақсатты пестицидтерінің экстракция тиімділігін 1,6-5 есе арттырады. Су ерітіндінің иондық күшінің жоғарылауы ҚФМЭ тиімділігінің көптеген аналиттер үшін тұз қоспай ерітіндімен салыстырғанда 2-29 есе артуына әкеледі. Атмосфералық қысымдағы ҚФМЭ-мен салыстырғанда Вак-ҚФМЭ пайдалану мақсатты пестицидтердің сигнал өлшемдерін 2-24 есе арттыруға мүмкіндік береді. Судағы мақсатты пестицидтерді анықтау үшін Вак- ҚФМЭ оңтайлы параметрлері: ерітіндінің көлемі 5 мл, ерітіндінің рН 7, тұз қосу (3% масс.), экстракция температурасы 60 °С, экстракция уақыты 10 мин.

Оптимизированы параметры вакуумной твердофазной микроэкстракции (Вак-ТФМЭ) 11 азот-содержащих пестицидов из образцов воды. Оптимизированный метод пробоподготвоки позволяет исключить использование органических растворителей на этапах экстракции, очистки и анализа, сократить трудо- и время-затраты на анализ. По сравнению с ТФМЭ при атмосферном давлении использование Вак-ТФМЭ позволяет увеличить эффективность экстракции целевых пестицидов в 2-24 раза. Показано, что перемешивание образца не имеет статистически значимого эффекта на эффективность экстракции аналитов из водных образцов, что упрощает автоматизацию методики анализа.

Су үлгілерінде 11 азот-органикалық пестицидтерді бөліп алу үшін вакуумды қатты фазалы микроэкстракция (Вак-ҚФМЭ) параметрлері оңтайландырылған. Оңтайландырылған сынама дайындау әдісі экстракция, тазарту және талдау кезеңдерінде органикалық еріткіштерді пайдаланбауға, талдаудың жұмыс және уақыт шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. Атмосфералық қысымдағы ҚФМЭ-мен салыстырғанда Вак-ҚФМЭ пайдалану мақсатты пестицидтердің экстракция тиімділігін 2-24 есе арттыруға мүмкіндік береді. Үлгіні араластыру су үлгілерінен аналиттердің экстракция тиімділігіне статистикалық маңызды әсерін тигізбетіні көрсетілген, бұл талдау әдістемесін автоматтандыруды жеңілдетеді.

Разработанная методика может применяться в лабораториях, занимающихся определением пестицидов в объектах окружающей среды и продуктах питания.

Әзірленген әдістемені қоршаған орта объектілері мен тамақ өнімдеріндегі пестицидтерді анықтаумен айналысатын зертханаларда қолдануға болады.

UDC indices
543.635.62
International classifier codes
87.15.03;
Key words in Russian
зеленые методики анализа; газовая хротография; вакуумная твердофазная микроэкстракция; анализ объектов окружающей среды; анализ пестицидов;
Key words in Kazakh
жасыл талдау әдістемелері; газды хроматография; вакуумды қатты фазалы микроэкстракция; қоршаған орта объектілерін талдау; пестицидтерді талдау;
Head of the organization Рамазанов Тлеккабул Сабитович Доктор физико-математических наук / профессор
Head of work Оразбаева Дина Сайлаубекқызы Доктор философии (PhD) по специальности 6D060600 – Химия / Нет