"МУК 4.1.2252-07. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Измерение массовых концентраций суммы стероидных сапонинов Юкки Шидигера в воздухе рабочей зоны методом хромато-масс-спектрометрии. Методические указания"
(утв. Роспотребнадзором 17.08.2007)

1. Подготовлены: ГУ НИИ медицины труда РАМН.

2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Федеральной службе по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (протокол N 2 от 21.06.2007).

3. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко.

4. Введены впервые.

Сборник методических указаний "Измерение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны" (выпуск 49) разработан с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ их предельно допустимым концентрациям (ПДК) и ориентировочным безопасным уровням воздействия (ОБУВ) и являются обязательными при осуществлении санитарного контроля.

Включенные в данный сборник методические указания по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны разработаны и подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования", ГОСТ Р 8.563-96 "Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений", ГОСТ Р ИСО 5725 (части 1 - 6) "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений".

Методики выполнены с использованием современных методов исследования, метрологически аттестованы и дают возможность контролировать концентрации химических веществ на уровне и ниже их ПДК и ОБУВ в воздухе рабочей зоны, установленных в гигиенических нормативах ГН 2.2.5.1313-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" и ГН 2.2.5.1314-03 "Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" и дополнениях к ним.

Методические указания по измерению массовых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для центров Госсанэпиднадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов и других заинтересованных министерств и ведомств.

Настоящие Методические указания устанавливают методику количественного химического анализа воздуха рабочей зоны для определения в нем массовых концентраций суммы стероидных сапонинов Юкки Шидигера (далее по тексту - сапонины Юкки) методом хромато-масс-спектрометрии в диапазоне массовых концентраций от 2,0 до 34 мг/куб. м.

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.

Название сапонинов Юкки по ИЮПАК:

N 1. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-[бета-D-ксилопиранозил-(1->3)]-бета-D-глюкопиранозил-5 бета(25R)-спиростан-3 бета-ол-12-он.

N 2. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-бета-D-глюкопиранозил-5 бета(25S)-спиростан-3 бета-ол.

N 3. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-[бета-D-ксилопиранозил-(1->3)]-бета-D-глюкопиранозил-5 бета(25S)-спиростан-3 бета-ол.

N 4. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-[бета-D-глюкопиранозил-(1->3)]-бета-D-глюкопиранозил-5 бета(25R)-спиростан-3 бета-ол-12-он.

N 5. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-бета-D-галактопиранозил-5 бета(25S)-спиростан-2 бета,3 бета-диол.

N 6. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-бета-D-глюкопиранозил-5 бета(25R)-фуростан-3 бета,22 альфа,26-триол 26-O-бета-D-глюкопиранозид.

N 7. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-[бета-D-ксилопиранозил-(1->3)]-бета-D-глюкопиранозил-5 бета(25R)-фуростан-3 бета,22 альфа,26-триол 26-O-бета-D-глюкопиранозид.

N 8. 3-O-бета-D-глюкопиранозил-(1->2)-[бета-D-ксилопиранозил-(1->3)]-бета-D-глюкопиранозил-5 бета(25R)-фурост20(22)-ен 3 бета,26-диол-12-он 26-O-бета-D-глюкопиранозид.

Структурные формулы сапонинов Юкки (не приводятся).

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.

Экстракт сапонинов Юкки представляет собой вязкую жидкость темно-коричневого цвета (поглощение 10%-ного раствора при 520 нм - 1,63), pH = 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.

Экстракт сапонинов Юкки не обладает кумулятивным и сенсибилизирующим действиями. Ввиду низкой токсичности вещества не подлежат нормированию.

При соблюдении всех регламентированных условий и проведении анализа в точном соответствии с данной методикой значение погрешности (и ее составляющих) результатов измерений при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает значений, представленных в табл. 3 и 4.

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.

В основе метода количественного определения суммы сапонинов Юкки лежит определение продуктов их кислотного гидролиза - агликонов (сапогенинов), гомологов спиростана, представленных тремя основными веществами - сарсасапогенином ((25S)-5 бета-спиростан-3 бета-ол), глориогенином ((25R)-5 бета-спиростан-3 бета-ол-12-он) и маркогенином ((25S)-5 бета-спиростан-2 бета,3 бета-диол), с предварительной масс-спектрометрической идентификацией этих и подобных им веществ. Три названные вещества составляют 93 - 94% от общего количества сапогенинов Юкки Шидигера.

Нижний предел измерения концентрации суммы сапогенинов в градуировочном растворе пробы при доверительной вероятности Р = 0,95 составляет 5,9 мкг/куб. см.

Нижний предел измерения массовых концентраций суммы сапонинов Юкки в воздухе составляет 2,0 мг/куб. м при отборе 150 куб. дм воздуха.

Определению суммы сапонинов Юкки в воздухе не мешают ингредиенты, используемые при производстве органических биоразлагаемых продуктов (ОБП), - бензоат натрия, лимонная кислота, ПАВ, лимонен.

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы.

Допускается применение других средств измерения и вспомогательных устройств, метрологические и технические характеристики которых не ниже вышеуказанных.

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 12.4.009-90.

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.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

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.

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.

Подготовку хромато-масс-спектрометра и системы обработки данных проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

9.3.1. Приготовление основного раствора стандартного образца диосгенина от компании "Fluka" (п. 5.3 "Материалы и реактивы") с массовой концентрацией 594,0 мкг/куб. см

Навеску диосгенина 59,40 мг, взятую на аналитических весах, переносят в мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 100 куб. см. Навеску растворяют в хлористом метилене, доводя объем раствора до метки. Раствор хранят в колбе не более 7 суток в холодильнике при +4 °С.

Абсолютная погрешность концентрации раствора стандартного образца по процедуре приготовления не превышает 0,6 мкг/куб. см (приложение, п. 1 - не приводится).

9.3.2. Приготовление градуировочных растворов

Градуировочные растворы с массовой концентрацией в диапазоне 5,94 - 237,6 мкг/куб. см готовят разведением основного раствора стандартного образца диосгенина с концентрацией 594,0 мкг/куб. см хлористым метиленом в 100, 40, 20, 10, 5 и 2,5 раза в мерных колбах на 25 куб. см с использованием пипетки-степпера 10 - 5000 куб. мм "TermoLabsystems" - "Ленпипет" (таблица 5).

Градуировочные растворы могут храниться в течение 2-х суток при комнатной температуре в стеклянных колбах с притертой пробкой.

9.4.1. Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика диосгенина (в условных единицах) от его концентрации (мкг/куб. см), строят с использованием градуировочных растворов, приготовленных в соответствии с таблицей 4.

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:

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.

9.5.1. 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.

Воздух с объемным расходом 15 куб. дм/мин. аспирируют через фильтры АФА-ХА-20, помещенные в фильтродержатель ИРА 20-2. Для определения нижнего предела массовой концентрации сапонинов Юкки в воздухе рабочей зоны достаточно отобрать 150 куб. дм воздуха. После отбора пробы воздуха фильтр извлекают пинцетом и помещают на дно конической колбы КН-1-100-29/32 объемом 100 куб. см с пришлифованной пробкой.

9.5.2. Срок хранения проб - не более 3 суток в защищенном от света месте при 4 +/- 1 °С.

10.1. В колбу с фильтром (п. 9.5.1) приливают 15 куб. см дистиллированной воды. Затем проводят экстракцию вещества с фильтра на магнитной мешалке со скоростью 150 об./мин. в течение 20 мин. Жидкость переносят в коническую колбу КН-1-100-29/32 вместимостью 100 куб. см с обратным холодильником и дважды проводят дополнительную обработку фильтра свежими порциями дистиллированной воды. Три порции дистиллированной воды по 15 куб. см объединяют в конической колбе КН-1-100-29/32 объемом 100 куб. см с обратным холодильником.

10.2. Для проведения кислотного гидролиза в коническую колбу КН-1-100-29/32 с обратным холодильником добавляют 5 куб. см соляной кислоты и помещают на электроплитку с закрытой спиралью. Смесь в колбе кипятят с обратным холодильником 4 часа. Затем охлаждают до комнатной температуры и количественно переносят в делительную воронку. Добавляют в воронку 7 куб. см хлористого метилена и энергично встряхивают. После расслоения жидкости в воронке нижний органический слой сливают в мерную колбу на 25 куб. см и повторяют процедуру экстракции еще дважды, объединяя порции хлористого метилена в мерной колбе на 25 куб. см. Доводят объем содержимого колбы до 25 куб. см хлористым метиленом, затем добавляют в колбу 1 г безводного сульфата натрия для осушения экстракта и помещают колбу в темное место на 1 час. Через час содержимое колбы переносится для хранения во флаконы вместимостью 14 куб. см из темного стекла с герметично закрывающимися крышками, снабженными силиконовыми уплотнителями с тефлоновыми прокладками. Флаконы передают в лабораторию для хромато-масс-спектрометрического анализа. Срок хранения проб - не более 7 суток при 4 +/- 1 °С.

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.

10.3. Для перехода от содержания сапогенинов в пробе к сумме сапонинов в растворе, полученном в п. 10.1, применяется пересчетный коэффициент - К, учитывающий молекулярные массы сапогенинов и сапонинов Юкки и массовое соотношение отдельных сапонинов в экстракте Юкки:

11.1. Концентрацию суммы сапонинов Юкки "С (мг/куб. м)" в воздухе вычисляют по формуле:

Если диапазон результатов четырех измерений больше критического диапазона для n = 4, то в качестве окончательного результата должна фиксироваться медиана результатов четырех измерений.

Результаты измерений массовой концентрации суммы сапонинов Юкки оформляют протоколом в виде:

В случае если содержание массовой концентрации суммы сапонинов Юкки в воздухе рабочей зоны ниже нижней (выше верхней) границы диапазона измерений, отчет представляют в форме "массовая концентрация суммы сапонинов Юкки в воздухе рабочей зоны ниже 2,0 мг/куб. м (выше 34,0 мг/куб. м)".

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.

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) и ЗАО "Научный Центр Экологической токсикологии".