РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИПРОНИЛА В ПОДМОРЕ ПЧЁЛ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ ДЕТЕКТОРОМ

DEVELOPMENT OF A TECHNIQUE FOR THE DETERMINATION OF FIPRONIL IN BEE SUBSURFACE BY GAS CHROMATOGRAPHY WITH A MASS SPECTROMETRIC DETECTOR

Tatiana Goryaeva

Student, Department of Chemistry, Lipetsk State Technical University,

Russia, Lipetsk

Olga Shashkanova

Scientific supervisor, Candidate of Chemical Sciences, associate professor, Lipetsk State Technical University,

Russia, Lipetsk

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты разработки методики для определения фипронила в подморе пчел методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектором. Изучено влияние природы органического растворителя на степень извлечения, а также влияние концентрации муравьиной кислоты, времени и скорости центрифугирования на величину аналитического сигнала. Лучшие метрологические характеристики Установлено, что лучшие метрологические характеристики достигаются при применении 5 %-ной муравьиной кислоты, скорости центрифугирования 5000 об/мин, времени центрифугирования 7 минут, а наибольшая степень извлечения 90 % при использовании в качестве экстрагента – ацетона. Диапазон определяемых содержаний фипронила 10-1000 нг/мл, предел обнаружения 0,4 нг/мл.

ABSTRACT

The article presents the results of the development of a technique for the determination of fipronil in bee subsurface by gas chromatography with a mass spectrometric detector. The influence of the nature of the organic solvent on the degree of extraction, as well as the influence of the concentration of formic acid, the time and speed of centrifugation on the value of the analytical signal is studied. The best metrological characteristics It is established that the best metrological characteristics are achieved with the use of 5% formic acid, a centrifugation speed of 5000 rpm, a centrifugation time of 7 minutes, and the highest degree of extraction of 90% when used as an extractant - acetone. The range of detectable fipronil contents is 10-1000 ng/ml, the detection limit is 0.4 ng/ml.

Ключевые слова: фипронил; подмор пчел; экстрагент; газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектором.

Keywords: fipronil; bee podmore; extractant; gas chromatography with mass spectrometric detector.

Одним из приоритетных направлений развития аналитической химии является разработка новых или совершенствование уже имеющихся методик определения пестицидов в пчелах. К числу веществ, попадающих в организм пчел, относятся инсектициды, в частности фипронил, представитель группы фенилпиразолов [1, с. 508]. Данный инсектицид широко применяется в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями. Он нарушает функцию нервной системы, блокируя хлор-ионные каналы, регулируемые гамма-аминомасляной кислотой, в результате у насекомого происходит перевозбуждение нервной системы, и через несколько часов оно умирает от паралича [2, с. 30]. Однако часто из-за применения фипронила на месте погибают также и пчёлы, что приводит к сокращению их популяции, и к снижению производительности труда в сельскохозяйственном секторе.

При разработке новых методик определения фипронила в пчелах важное место занимает пробоодготовка, поскольку от неё напрямую зависит точность и корректность полученных результатов. В статье представлены результаты по выбору оптимальных условий пробоподготовки по методу QuEChERS. Отработка проводилась с помощью газового хроматографа «Хроматэк-Кристалл 5000.2» в сочетании с магнитно-секторным масс-спектрометрическим детектором.

До начала анализа подбирали оптимальные условия пробоподготовки, изменяя концентрацию муравьиной кислоты от 2 до 5 %, скорость центрифугирования от 2000 до 5000 об/мин и временя центрифугирования от 2 до 10 минут. Было установлено, что лучшие метрологические характеристики достигаются при применении 5 %-ной муравьиной кислоты, скорости центрифугирования 5000 об/мин, времени центрифугирования 7 минут. В дальнейшем эти данные применялись в пробоподготовке.

До начала анализа подмор пчёл хранили в холодильнике. Образцы пробы помещали в стеклянную ступку и аккуратно перемешивали пестиком до получения однородной порошкообразной массы. На аналитических весах (с точностью до 2-ого знака) взвешивали (1,00±0,05) г измельчённых пчёл в центрифужной пробирке на 50 мл. Далее при помощи цилиндров добавляли по 10 мл холодной дистиллированной воды и ацетонитрила. После пробирку закрывали и, не допуская разбрызгивания, начинали интенсивно встряхивать в тречении 2 минут, затем давали отстояться 15 минут и ещё раз встяхивали 2 минуты. К полученной суспензии добавляли буферно-солевую смесь из пакетика и пробирку немедленно энергично встряхивали 1 минуту, а затем центрифугировали в течении 5 минут при 5000 об/мин и 4 ℃. Далее отбирали надосадочную жидкость и переносили в полипропиленовую пробирку содержащюю PSA и сульфанат натрия. Пробирку закрывали и энергично встряхивали в течении 30 секунд, затем центрифугирули в течении 5 минут при 5000 об/мин и 4 ℃. Для 1 мл экстракта необходимо 150 мг сульфата магния и 25 мг PSA. Очищенный экстракт переносили в испарительную колбу на 50 мл, и во избежании переноса частиц сорбента, его подкисляли. При этом добавляли 10 мкл раствора 5 %-ной муравьиной кислоты в ацетонитриле на 1 мл. После чего колбу устанавливали в ротационный испаритель и содержимое выпаривали досуха при температуре водяной бани 35 ℃. Осадок растворяли в 2 мл ацетона, отфильтровывали и переносили в виалы с винтовой крышкой.

После проведения всех этапов, образец анализировали методом газовой хроматографии с масс-детектированием.

Для изучения влияния природы органического растворителя на аналитический сигнал, были проанализированы пробы, в которых сухой остаток растворяли в ацетоне, гексане, толуоле и этилацетате. Результаты степеней извлечения представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Степень извлечения различных растворителей при определении фипронила в пробах

При сравнении полученных результатов установлено, наибольшая степень извлечения 90 % наблюдается при растворении сухого остатка в ацетоне.

Таким образом, в ходе проделанной работы разработана методика определения фипронила в пчелах с помощью газовой хроматографии с масс-спетрометрическим детектором.

Список литературы:

1. Fipronil-induced genotoxicity and DNA damage in vivo: Protective effect of vitamin E / P. C. Badgujar, N. A. Selkar, G.A. Chandratre [et al.] // Human and Experimental Toxicology. – 2017. – Vol. 36, № 5. – P. 508–519. – Text: electronic.
2. Kanat, О. N. Neurotoxic Effect of Fipronil in Neuroblastoma SH-SY5Y Cell Line / О. N. Kanat, G. Selmanoglu // Neurotoxicity Research. – 2020. – Vol. 37. – P. 30–40. – Text: electronic.